Propuesta de diseño de faja forestal hidroreguladora para la microcuenca del Rio Batán, en el municipio de Pacho, Cundinamarca

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(1)Propuesta de diseño de faja forestal hidroreguladora para la microcuenca del Rio Batán, en el municipio de Pacho, Cundinamarca. Diego Murillo Cód 20112010002 & Robert Gualdrón Cód 20112010057. Director Ing. Cesar García. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad de Medio Ambiente y Recursos Naturales Ingeniería Forestal Monografía. Bogotá D.C 2019.

(2) Contenido Antecedentes y justificación ....................................................................................................................... 5 Problema o pregunta de investigación ....................................................................................................... 6 OBJETIVOS................................................................................................................................................... 6 Objetivo general ..................................................................................................................................... 6 Objetivos específicos .............................................................................................................................. 6 Marco teórico conceptual ........................................................................................................................... 7 Marco teórico ......................................................................................................................................... 7 Marco conceptual ................................................................................................................................... 8 Marco legislativo................................................................................................................................... 11 Marco geográfico .................................................................................................................................. 14 Marco metodológico................................................................................................................................. 15 Desarrollo de la propuesta........................................................................................................................ 18 Caracterización morfométrica de la micro cuenca del Río Batán .................................................... 18 Morofmetría de la red de drenajes .................................................................................................. 24 Caracterización climática .................................................................................................................. 29 Cobertura del suelo. ......................................................................................................................... 41 Diseño y estructura de la faja forestal .............................................................................................. 43 Costos de establecimiento ............................................................................................................... 52 Resultados y discusión .......................................................................................................................... 53 Conclusiones y recomendaciones......................................................................................................... 57 Anexos .................................................................................................................................................... 1 BIbliografia .................................................................................................................................................. 4. 2.

(3) Índice de Figuras Ilustración 1¿Qué son las fajas forestales hidroreguladoras? .................................................................. 11 Ilustración 2 Localización Microcuenca Río Batán .................................................................................... 15 Ilustración 3Curva hipsométrica ............................................................................................................... 21 Ilustración 4Mapa de pendientes dela microcuenca del río Batán .......................................................... 23 Ilustración 5 Perfil del cauce principal ...................................................................................................... 28 Ilustración 6Temperatura media mensual Estación escuela vocacional Pacho........................................ 30 Ilustración 7 Precipitación total mensual Estación Escuela Vocacional Pacho ......................................... 31 Ilustración 8 Evaporación media mensual Estación escuela vocacional Pacho ........................................ 32 Ilustración 9 Brillo solar medio mensual Estación escuela vocacional Pacho .......................................... 33 Ilustración 10 Evapotranspiración media mensual, Estación escuela vocacional Pacho.......................... 34 Ilustración 11Balance hídrico de la microcuenca del Río Batán ............................................................... 34 Ilustración 12 Mapa de zonas de vida de la Microcuenca del Río Batán .................................................. 36 Ilustración 13 Mapa de suelos de la microcuenca del Río Batán.............................................................. 40 Ilustración 14 Mapa de coberturas de la microcuenca del Río Batán ...................................................... 42 Ilustración 15 Estructura de la FFH. .......................................................................................................... 47 Ilustración 16 Diseño de faja (1500-2000 msnm) ..................................................................................... 48 Ilustración 17 Diseño faja (2000-2500 msnm) .......................................................................................... 49 Ilustración 18 Diseño faja (2500-3000 msnm) .......................................................................................... 50 Ilustración 19 Diseño faja (3000-3500 msnm) .......................................................................................... 51 Ilustración 20 Faja forestal hidroreguladora............................................................................................. 56 Ilustración 21Distribución en planta de especies en la FFH (1500-2000 msnm) ........................................ 1 Ilustración 22Distribución en planta de especies en la FFH( 2000-2500 msnm) ........................................ 2 Ilustración 23 Distribución en planta de especies en la FFH (2500-3000 msnm) ....................................... 3. 3.

(4) Índice de tablas Tabla 1Ordenes de drenaje....................................................................................................................... 24 Tabla 2Números de corriente por orden de drenaje ................................................................................ 25 Tabla 3Promedio de longitud de cauces por orden de drenaje................................................................ 26 Tabla 4 Frecuencia de cauces ................................................................................................................... 27 Tabla 5 Estaciones climatológicas empleadas en el estudio..................................................................... 29 Tabla 6 Unidades de suelo de la microcuenca del Río Batán.................................................................... 37 Tabla 7 Coberturas de la microcuenca del Río Batán ............................................................................... 41 Tabla 8 Distancias de siembra para cada tipo de especie......................................................................... 44 Tabla 9 Composición floristica de la Faja forestal Hidroreguladora ......................................................... 46 Tabla 10 Costos de establecimiento ......................................................................................................... 52 Tabla 11 Descripción de las unidades de suelos presentes en la faja forestal hidroreguladora ................ 3. 4.

(5) Antecedentes y justificación. Debido al alto grado de transformación de las coberturas boscosas en las cuencas de la región andina el proceso de erosión se ha incrementado generando gran flujo de sedimentos en los causes de los ríos, lo cual produce el azolvamiento de embalses, embancamiento de cauces, socavación de márgenes hídricas entre otros fenómenos de afectación de torrentes en las diferentes partes de la cuenca. Por otra parte, la variabilidad climática ha generado que se presenten eventos extremos de precipitaciones y sequías, la primera produciendo grandes inundaciones y procesos de remoción en masa y la segunda generando significativas afectaciones ambientales. La sedimentación de embalses y las inundaciones conllevan altos gastos económicos, de esta manera la creación o restablecimiento de bosques de galería, riparios o fajas forestales es quizá una de las más económicas estrategias para prevenir y mitigar estos impactos. Según (CEPAL, 2012) para el año 2010 la estimación del efecto negativo de la ola invernal correspondió a 0,12 puntos porcentuales de la tasa de crecimiento del PIB; de no haber ocurrido el evento dicha tasa habría alcanzado 4,43%; al ocurrir el desastre natural la actividad económica presentó un ritmo menor de crecimiento de 4,31%. Los sectores más afectados negativamente fueron agricultura, ganadería, silvicultura, caza y pesca, seguidos por la explotación de minas y canteras. El total de daños en esta valoración alcanza 11,2 billones de pesos equivalentes a 6.052 millones de dólares. De estos, 6,9 billones (61%), representa una afectación del acervo de capital productivo. El total de los daños suma un equivalente a 5,7% de la formación bruta de capital fijo anual en el país. (CEPAL, 2012) Cundinamarca fue el octavo departamento a nivel nacional con mayor costo por los daños de la ola invernal representado en 526.530 millones de pesos (CEPAL, 2012). Entre 1970-1990 en Colombia se dio una importante disminución de la cobertura de bosques, con una tasa de deforestación anual de 1,9%. Las áreas de agricultura y pastos se incrementaron en 65%, y la expansión de las tierras para uso agrícola se duplicaron en veinte años. Debido a que los mayores niveles de actividades económicas como agricultura, ganadería y minería actuaron sobre las cuencas de los ríos Magdalena y Cauca ocasionaron crecientes procesos de sedimentación y erosión. La deforestación explicaría un tercio de la erosión en las cuencas de los ríos Magdalena y Cauca. (Restrepo, 2011). 5.

(6) La microcuenca del Río Batán hace parte de la subcuenca de Río Alto Negro, y en esta se encuentra el nacimiento del Río Negro. Actualmente la microcuenca presenta un grado alto de alteración, lo que se evidencia en las coberturas, entre las cuales los pastos representan 62,2% de la totalidad del área, y los cultivos agrícolas existentes han sido establecidos en lo que fueron zonas boscosas. Los bosques fragmentados son la cobertura natural predominante.. Según el Plan de Manejo y Ordenación de la Cuenca del Río Negro, El río Batán es el segundo más importante en el abastecimiento de agua para el municipio de Pacho; En su microcuenca los procesos erosivos son significativos, debido a la topografía del terreno, la variabilidad del clima, y las características de los suelos, los cuales en las zonas de ganadería intensiva se han compactado alterando sus propiedades físicas, lo que se ve reflejado en tasas de infiltración. Por lo anteriormente expuesto, el objetivo del presente proyecto corresponde a diseño de una faja forestal hidroreguladora para la microcuenca del río Batán la cual pertenece a la cuenca alta del río Negro. El diseño implica la determinación de ancho ideal de la faja con lo cual el agua de escorrentía no llegue directamente al cauce, sino que se infiltre antes de su llegada. Además, incluye el diseño silvicultural en donde se establecen las especies idóneas para plantar, la distribución espacial de cada una de ellas, así como las especificaciones de los procesos de siembra y mantenimiento. Problema o pregunta de investigación ¿Cuál es el ancho adecuado para una faja forestal hidroreguladora en el río Batán para evitar las avenidas torrenciales en aguaceros de precipitación media? OBJETIVOS. Objetivo general ● Proponer el diseño de una faja forestal hidroreguladora en la microcuenca del Río Batán. Objetivos específicos ● Determinar el ancho de la faja forestal a lo largo de toda la extensión del río. ● Realizar el diseño silvicultural de las especies a emplear en la faja. ● Formular los aspectos técnicos del establecimiento de la barrera propuesta.. 6.

(7) Marco teórico conceptual. Marco teórico. El manejo y gestión de los recursos naturales esta estrecha menta relacionado con un concepto de gran importancia que es el Desarrollo Sostenible. Entendiéndose este, según la definición dada en el Informe de Brundtland (1987), como la aseguración de la satisfacción de las necesidades del presente, sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones para satisfacer las propias. Concepto que tomo gran relevancia en las décadas de los 60s y 70s debido a la manifestación de problemas ambientales macroregionales y mundiales, como el cambio climático, la contaminación de las aguas oceánicas, el deterioro de la capa de ozono o la pérdida de masas forestales, entre otros (Gómez, 2014). En la Conferencia de las Naciones Unidades sobre el Medio Ambiente Humano (CNUMAH) realizada en 1972, cuyo principal objetivo fue proporcionar una guía para la preservación y mejora del medio humano, se establece en el principio número 4 que las partes o miembros de la convención tienen derecho al desarrollo sostenible, y por lo tanto deben tomar medidas orientadas a proteger el sistema climático contra los cambios inducidos por la actividad humana, considerando del mismo modo que el crecimiento económico es de vital importancia para la implementación de dichas medidas establecidas para hacer frente al cambio climático. En el contexto actual de cambio climático, y considerando que se ha incrementado la ocurrencia de desastres, principalmente hidrometeorológicos (Landa et al, 2008), se hace necesario el diseño e implementación de medidas que permitan mitigar y adaptarse a los impactos generados por las variaciones del clima. Teniendo en cuenta lo anterior, la Gestión Forestal Sostenible (GFS) por medio de la cual se mantiene y aumenta el valor económico, social y medioambiental de los bosques de todo tipo buscando el beneficio para las generaciones presentes y futuras, como es mencionado en la Resolución 62/98 de la ONU (2008), adquiere gran relevancia, pues a través de esta, se contribuye a atenuar los riesgos que conlleva el cambio climático (FAO, 2010) a través de la interacción de las siguientes características: la extensión forestal, la diversidad biológica forestal, la salud y vitalidad de los bosques, las funciones productivas 7.

(8) de los recursos forestales, las funciones protectoras de los recursos forestales, las funciones socioeconómicas del bosque y los marcos normativos, institucionales y políticos relacionados (Resolución 62/98 ONU, 2008) en( IUCN, 2010); por otro lado, el bosque representa un pilar fundamental en el desarrollo económico de una región, con lo cual su manejo se hace indispensable. En términos de funcionalidad, los bosques tienen gran influencia en la regulación del ciclo hidrológico, la cantidad y calidad del agua y la protección de los suelos. En estos, la cobertura arbórea determina el caudal fluvial que llegará al sitio de captación, en una relación inversamente proporcional, debido a factores como la evapotranspiración, interceptación, e infiltración (FAO, 2009).. Marco conceptual. Con el fin de precisar el alcance del presente trabajo es convenirte relacionar algunos conceptos: La cuenca o también llamada hoya hidrográfica corresponde al área de captación de aguas superficiales y/o subterráneas que vierten se vierten a una red hidrográfica natural que posean un caudal continuo o intermitente y que a su vez confluyen en un curso mayor, para desembocar en un rio principal o directamente en el mar (Decreto 1640, 2012) La cuenca corresponde a una de las unidades territoriales para la organización y gestión del territorio y es una de las más apropiadas ya que: -. Posee limites fisiográficos que se mantienen con el tiempo Involucra tanto factores espaciales como sociales, lo que permite la concepción integral del territorio. Existe una interacción permanente y dinámica entre los sistemas físicos y bióticos. Se produce la interacción entre los sistemas bióticos, físicos y socio económicos. La dependencia del sistema hídrico compartido, los caminos, vías de acceso y el impacto que tengan riesgos similares hacen que se den una relaciones socioeconómicas y culturales similares. (Dourojeanni, 2002). Se entiende como faja forestal hidroreguladora a la porción de vegetación que se desarrolla a cada lado del cauce, justo después la línea máxima de inundación, que tiene la capacidad de infiltrar la totalidad del agua de escorrentía superficial, durante un 8.

(9) periodo de precipitaciones máximas, de tal manera que el agua se incorpore al cause por percolación y no por escurrimiento superficial. (Herrero, 2003) La faja forestal comparte área con los denominados bosques riparios o de galería, ya que estos son los ecosistemas que se encuentran en ambos lados de los ríos y quebradas, bien sean permanentes o intermitentes, bancos aluviales o sistemas lenticos (Olson, 2000). Este ecosistema corresponde a la zona de transición entre un rio y el ecosistema terrestre adyacente (Posada & Arroyave, 2015). Cumplen la función de evitar la erosión de las riberas, regular temperatura y niveles de luz para el curso de agua, así como evitar la entrada de contaminantes al drenaje (Kutschker, 2009). Cuando estos ecosistemas se encuentran en zonas de sabana se denominan bosques de galería, mientras que si se desarrollan en áreas andinas se denominan bosque ripario (SINCHI, 2018). Las actividades antrópicas de producción han generado el deterioro de las coberturas boscosas, y los bosques ripiaros no han sido ajenos a estos procesos. De esta manera es pertinente el empleo de la silvicultura la cual se entiende como la ciencia de cultivar el bosque y sus productos a partir del estudio de las condiciones del bosque, teniendo en cuenta especialmente las condiciones de sitio (Bastian, 2001) de esta manera se mejoran las condiciones de estructura y función de los bosques así como contribuir a la producción de bienes y servicios. la importancia de la protección de los bosques ripiaros radica en la relación sinérgica del ciclo hidrológico con las masas boscosas, de esta manera la regulación hídrica está en función del tipo y estado de coberturas debido a que influye en los procesos de interceptación, escurrimiento fustal, evapotranspiración, infiltración y rugosidad del suelo (Suarez, 2001) Según el acuerdo 16 de 1998 de la CAR, las áreas correspondientes a la periferia de los nacimientos y cauces de ríos de 100 y 30 metros respectivamente, corresponden a áreas de conservación de recursos naturales. En ocasiones estas áreas son insuficientes o excesivas para efectos de regular caudales y disminuir el azolvamiento de ríos y embalses. Para reducir el margen de error y mejorar la funcionalidad del área de protección se han desarrollado dos metodologías; método de la tercera parte de la longitud de la ladera y el método Herrero-Melchanov.. 9.

(10) Método de la tercera parte de la longitud de la ladera Este método es aplicable solamente a elementos de hidrografía lineal, ya que establece que se deben trazar perfiles transeptos desde el margen del agua hasta el primer límite de cuenca por cada lado del río. En él se establece que el ancho de uno de los lados de la faja forestal es igual a la tercera parte del promedio de la sumatoria de las longitudes de los perfiles de ese lado. (Castellanos, s.f.) Método Herrero-Melchanov Ya que el método anterior aún no tiene en cuenta variables edáficas, climáticas ni de cobertura, para el presente proyecto se empleará el método Herrero-Melchanov. Este método tiene como objetivo que durante un aguacero el volumen de agua que llegue de forma superficial a la red fluvial sea nulo. Para tal fin es indispensable realizar transeptos perpendiculares a lo largo del rio donde se registra la longitud de la ladera, la pendiente, el tipo de coberturas, tipo de suelo y finalmente intensidad y frecuencia de precipitaciones. (Herrero, 2003) De esta manera se obtiene el ancho de la faja forestal de forma más precisa y como consecuencia esta servirá de mejor medida para reducir la sedimentación ya que al evitar que el agua llegue directamente al cause se evita que todos los sedimentos que acarreo durante el trayecto a través de la ladera lleguen al embalse o sedimenten los ríos generando inundaciones o perdidas económicas debido a la reducción de la vida útil de un embalse. Además, se garantiza un caudal constante y mayor, puesto que no se evacua toda el agua precipitada en un solo evento, sino que se suministra lentamente al cauce en función de las condiciones edáficas. En la figura 1 muestra la definición, las funciones, ventajas, beneficios y requerimientos que trae el método Herrero-Melchanov.. 10.

(11) ¿Que son?. Extensión de bosque a lo largo del curso del rio.. Objetivo. Absorver totalmente el agua de escorrentia superficial que proviene de la parte de la ladera y la que cae en ella misma, en el trancurso del aguacero.. Función. Regular caudales. Disminuye sedimentación de rios y embalses.. Requerimientos. Análisis morfometrico de la cuenca. Edafología. Topografía. Hidrología. Coberturas boscosas. Uso del suelo.. Beneficios. Mejora la calidad del agua. Conserva margen hídrica. Regula caudal. Corredor biologico. Regula sedimentación. Alarga vida util de embalses. Mejora condiciones de fauna acúatica. Diminuye la evaporación desde la superficie del cauce. Producción de PFNM. Mejoramiento del paisaje.. Fajas forestales hidroreguladoras. ILUSTRACIÓN 1¿QUÉ SON LAS FAJAS FORESTALES HIDROREGULADORAS? Marco legislativo. Colombia es uno de los países participantes de la Conferencia de las Naciones Unidas Sobre el Medio Humano de 1972, con lo cual asume el derecho de todos los ciudadanos al desarrollo sostenible. En concordancia con lo anterior en la Constitución Política de Colombia, existen algunos artículos con los cuales se busca dar cumplimiento a lo establecido en la conferencia, entre los cuales cabe destacar los siguientes: 11.

(12) ● Artículo 8. “Es obligación del Estado y de las personas proteger las riquezas culturales y naturales de la Nación”. ● Artículo 58. “Se garantizan la propiedad privada y los demás derechos adquiridos con arreglo a las leyes civiles, los cuales no pueden ser desconocidos ni vulnerados por leyes posteriores. Cuando de la aplicación de una ley expedida por motivos de utilidad pública o interés social, resultaren en conflicto los derechos de los particulares con la necesidad por ella reconocida, el interés privado deberá ceder al interés público o social. La propiedad es una función social que implica obligaciones. Como tal, le es inherente una función ecológica”. ● Artículo 79. “Todas las personas tienen derecho a gozar de un ambiente sano. La ley garantizará la participación de la comunidad en las decisiones que puedan afectarlo. Es deber del Estado proteger la diversidad e integridad del ambiente, conservar las áreas de especial importancia ecológica y fomentar la educación para el logro de estos fines”. ● Artículo 80. “El Estado planificará el manejo y aprovechamiento de los recursos naturales, para garantizar su desarrollo sostenible, su conservación, restauración o sustitución. Además, deberá prevenir y controlar los factores de deterioro ambiental, imponer las sanciones legales y exigir la reparación de los daños causados. Así mismo, cooperará con otras naciones en la protección de los ecosistemas situados en las zonas fronterizas”. ● Artículo 95. “La calidad de colombiano enaltece a todos los miembros de la comunidad nacional. Todos están en el deber de engrandecerla y dignificarla. El ejercicio de los derechos y libertades reconocidos en esta Constitución implica responsabilidades. Toda persona está obligada a cumplir la Constitución y las leyes. Son deberes de la persona y del ciudadano: (Entre otros, destaca el numeral 8): Proteger los recursos culturales y naturales del país y velar por la conservación de un ambiente sano”. En términos de protección del recurso hídrico, a nivel Nacional, se ha establecido una amplia normativa, destacando el Decreto 2811 de 1974, parte 3 (de las aguas no marítimas), en cuyos títulos, se dedica uno al uso, conservación y preservación de las aguas y en cuyo Artículo 83, se establece que una faja paralela a la línea de mareas máximas o la del cauce permanente de ríos y lagos, hasta de treinta metros de ancho, es un bien inalienable e imprescriptible del Estado. En la Ley 99 de 1993, en su Artículo 1, Principios Generales Ambientales, se declaran zonas de páramos, sub-páramos, nacimientos de agua y zonas de recarga de acuíferos, como objeto de protección especial; en el artículo 31, delega a las Corporaciones 12.

(13) Autónomas regionales, entre otras funciones, la de promover y ejecutar obras de regulación de cauces y corrientes de agua, y de recuperación de tierras necesarias para la protección y adecuado manejo de las cuencas hidrográficas, control de erosión, manejo de cauces y reforestación. En el año 2010, el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, ejecutó la Política Nacional para la Gestión Integral del Recurso Hídrico, mediante la cual se busca garantizar la sostenibilidad del recurso hídrico, articulando el ordenamiento del territorio con la conservación de los ecosistemas que regulan la oferta hídrica, considerando el agua como factor de desarrollo económico y de bienestar social. Hay dos estrategias de gran importancia, mencionadas en esta política: Estrategia 1.2, en la cual se establecen lineamientos específicos a nivel de la cuenca hidrográfica, para orientar la gestión del recurso hídrico, promoviendo la articulación entre los Planes de Ordenamiento Territorial y los Planes de Ordenación y Manejo y de Cuencas Hidrográficas. Estrategia 1.3, Conservación, orientada a la preservación y restauración de ecosistemas claves para la regulación de la oferta hídrica (acuíferos y su zona de recarga, glaciares, páramos, humedales, manglares, zonas de ronda, franjas forestales protectoras, nacimientos de agua, áreas marinas y costeras, entre otros) La Lay 1450 de 2011 en su artículo 206, sobre las rondas hídricas, establece que es responsabilidad de las Corporaciones Autónomas regionales, los grandes centros urbanos y los Establecimientos Públicos Ambientales realizar el acotamiento de la faja paralela a los cuerpos de agua, que es mencionada en el Decreto-Ley 2811 de 1974, relacionado con anterioridad, además del área de protección o conservación aferente, con base a los estudios realizados bajo los criterios estipulados por el Gobierno Nacional. En 2017, el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible presentó la Guía técnica de criterios para el acotamiento de las rondas hídricas en Colombia, en la cual se establece el alcance del acotamiento de las rondas hídricas, su importancia en las dinámicas geomorfológicas, hidrológicas y ecosistémicas, y también sus características sociales, con base en la funcionalidad de las rondas hídricas. En la guía se dictan parámetros metodológicos orientados a la delimitación de los cauces permanentes y de las líneas de mareas máximas, la caracterización físico-biótica y sociocultural del área en cuestión, y la realización de seguimiento y evaluación.. 13.

(14) Marco geográfico. La microcuenca del Rio Batán pertenece al municipio de Pacho, el cual se ubica en el noroccidente del departamento de Cundinamarca y pertenece a la cuenca alta de rio Negro y hace parte de la provincia de rio Negro del que también hace parte los municipios de La Palma, Yacopi, Caparrapi, El Peñol, Paime, Topaipi, VIllagomez y san Cayetano El municipio tiene una población de 31976 habitante de los cuales 34, 15% habita la zona urbana y 65,75% la zona rural. Pacho cuenta con una extensión de 40.340 Ha que se distribuyen altitudinal mente entre los 1000 y 3700 m.s.n.s. Tiene una precipitación media de 1670 mm anuales, distribuidos de forma bimodal con disminución en las lluvias en los meses de febrero a junio y de diciembre a marzo. Según la estación meteorológica de La Cabrera la temperatura media anual es de 16,7 °C El municipio tiene 70 veredas, pero para efectos administrativos se decidió sectorizarlo en 6 unidades de manejo que corresponden a 6 microcuencas, entre ellas: Quebrada honda, Rio Veraguas, rio Patasio, rio Baute, rio Rute y rio Amarillo. En cuanto a las actividades productivas predomina el uso agropecuario con un 45,36% del área total del municipio, 26% están en producción agrícola mayoritariamente en la producción de papa, hortalizas, cítricos, café, maíz, yuca, plátano y caña de azúcar. 2,3 % está bajo rastrojos y 11% bajo la cobertura de bosque secundario. La microcuenca del rio Batan tiene un área de 6264 ha y una población de 2260 conformada por 401 familias y agrupadas en 5 veredas, el rango altitudinal de la microcuenca está entre 1200 y 3600 m.s.n.m, está ubicada al oriente del municipio en sentido Este-Oeste y sus afluentes principales son las Q, El Roble y la Q. El Suchin.. 14.

(15) ILUSTRACIÓN 2 LOCALIZACIÓN MICROCUENCA RÍO BATÁN. Marco metodológico. Con el fin de dar solución a los objetivos planteados se procedió a realizar la formulación de una metodología debidamente estructurada, de esta manera se expresa a continuación: en primer lugar, se procedió a realizar la caracterización del área de estudio mediante la búsqueda de información secundaria sobre suelos, uso actual, pendientes, datos de precipitación y la debida cartografía base donde se georreferencian las curvas de nivel, drenajes, vías e infraestructura. Posterior a este proceso se caracterizó la morfometría de la microcuenca, donde se calcularon los índices de área, perímetro, compacidad, altura media, longitud máxima entre otros. Para el desarrollo de la cartografía se emplearon las planchas 208IID, 208IVB, 209IIIA y 209IC del Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC) las cuales se encuentran en escala 1:25.000, de estas planchas se empleó la información de curvas de nivel y drenajes. Por otra parte, para la información de suelos se utilizó el estudio de suelos de Cundinamarca que se realizó con un detalle de escala de 1.100.000, por lo anterior fue necesario la plancha 208 y 209. Finalmente, para el análisis de coberturas se emplearon las imágenes 15.

(16) satelitales de Google Earth con un acercamiento de 22x, dichas imágenes se obtuvieron mediante el programa SAS Planet y su interpretación se realizó mediante la metodología Corine Land Cover adaptada para Colombia realizada por el IDEAM. Posteriormente se calculó el ancho óptimo de la faja mediante la metodología que formula herrero en donde busca calcular la cantidad de agua que se precipita en la ladera durante un periodo de lluvias de intensidad máxima de un aguacero tipo y a este valor se la resta la cantidad de agua que se infiltra en el suelo de la ladera, así como la infiltración en el suelo que presumiblemente será donde se instalará la faja forestal. Y se calcula por * ( )+ ( medio de la siguiente formula ) donde: a: Ancho de la faja L: longitud horizontal de la ladera i: intensidad máxima en un aguacero tipo Wm: infiltración en la ladera Wf: infiltración en los suelos de la faja Para la determinación de las intensidades, se tomaron datos de las estaciones relacionadas en la tabla 5, considerando aguaceros tipo con una duración de 30 minutos, y tiempos de retorno de 15 años. Los datos fueron procesados con software el ArcGIS, y se trazaron isolineas de las intensidades. Para el establecimiento de la faja forestal es necesario conocer el nivel inferior de la faja forestal (NIFF) ya que este previene que en periodos de aumentos de caudal la plantación quede inundada; esta cota se puede realizar mediante dos maneras, bien sea con una modelación mediante el empleo de datos de caudales o mediante la observación directa en campo de las marcas que deja el rio sobre la vega. Debido a que las estaciones consultadas no poseen datos de caudales, se optó por realizar la segunda opción recorriendo el margen del rio desde el nacimiento hasta su desembocadura y registrando cada punto mediante un GPS. Para la obtención de los valores de infiltración se procedió a realizar mediciones en campo mediante la metodología de anillos concéntricos. Para tal efecto se identificaron los 5 tipos de suelos que interfieren directamente en la faja forestal donde se realizaron tres mediciones por cada tipo de suelo. Las mediciones se realizaron en proximidades a las márgenes de los ríos para obtener valores más cercanos a los que se emplearan en la faja forestal. Los datos se procesaron bajo el modelo de Kostiakaov y se calculó la infiltración acumulada y la infiltración instantánea. 16.

(17) Teniendo en cuenta que la infiltración está en función de la pendiente y del tipo de cobertura del suelo, para realizar el diseño se realizan algunas precisiones. Se establece que los suelos que hipotéticamente van a estar cubiertos por la faja forestal, van a mejorar sus condiciones físicas, disminuyendo la compactación, aumentando la porosidad, disminuyendo la velocidad de escurrimiento, entre otros aspectos, que claramente conlleva a aumentar la infiltración; Por tal motivo se establece que la infiltración que se de en la zona de la faja forestal corresponderá a los valores más altos de infiltración calculado para cada tipo de suelo. De igual modo se procede para las zonas con pendientes menores a 3% donde la velocidad de escurrimiento se reduce y se aumenta el tiempo en el que el agua pueda ser absorbida por el suelo. Es este caso también se emplea la velocidad máxima de infiltración. En contraposición, cuando las pendientes son muy elevadas se reduce la capacidad de infiltración, principalmente debido a la velocidad de la escorrentía. Por lo anterior, para las zonas con pendientes mayores al 25% se tomaron los valores mínimos de infiltración correspondientes a la infiltración básica. Una vez obtenido las intensidades y los valores de infiltración de los suelos se proceden a trazar las líneas perpendiculares al curso del rio hasta la divisoria de aguas. Para este fin se delimitan las divisorias de agua del cauce que se va a intervenir, en este caso al ser al drenaje principal de la microcuenca el que se está interviniendo la divisoria de aguas corresponde al límite de las vertientes que colinda con los límites de cada microcuenca. Ya que por la gran sinuosidad que puede presentar el rio al trazar las líneas perpendiculares se puede presentar que estas tomen diferentes direcciones sobreponiéndose una línea ante otra, es por este que se debe realizar líneas rectas en cada segmento del rio donde simule una trayectoria más recta del rio. Los esquemas de la faja forestal hidroreguladora se realizaron con el software Lands design V.6, para cada uno de los rangos altitudinales establecidos (1500- 2000 msnm, 2000- 2500 msnm, 2500 -3000 msnm, y 3000-3500 msnm), teniendo en cuenta las distancias de siembra establecidas en el diseño. La cartografía empleada se realizó con el software ArcMap V 10,4.. 17.

(18) Desarrollo de la propuesta Caracterización morfométrica de la micro cuenca del Río Batán ● Área: se determina a través de las curvas de nivel sobre un mapa topográfico. El área está definida por el espacio delimitado por el perímetro (Ibáñez et al, 2011). Área= 60,67 ● Perímetro: El perímetro de la cuenca se delimita teniendo en cuenta las divisorias de agua, a partir de un mapa topográfico (Ibáñez et al, 2011). Perímetro= 38,345 km ● Ancho promedio: es determinado mediante la relación entre el área de la cuenca y su longitud axial. Cuando el valor se aproxima a 1 se afirma que la cuenca tiende a ser cuadrada (Villegas, 2013). ● Forma de la cuenca Factor forma (Horton) Kf: Es la relación entre el área de la cuenca (A) y su longitud axial (L) al cuadrado. Determina cuan alargada es la cuenca (Cardona, 2013) .. . Factor forma: Este otro método para determinar la forma de la cuenca se calcula con la relación entre el ancho promedio (AP) y su longitud axial (L).. Ff= 0,427 (ni alargada ni ensanchada). Cardona (2013) afirma que una cuenca con un Ff superior a 1 es susceptible a manifestar crecientes, pues los cauces principales en este tipo de cuencas son cortos o achatados, razón por lo cual se concentra el escurrimiento cuando tienen lugar las lluvias intensas generando crecidas. Para el caso del Río Batán, la relación entre la longitud del cauce, y el ancho promedio de la cuenca reduce la probabilidad de crecientes, debido a que la cuenca es ligeramente más alargada 18.

(19) que ensanchada, los tiempos de concentración se reducen evitando anomalías en el flujo del cauce. . Coeficiente de compacidad de Gravelius: Se realiza por medio de la comparación de los perímetros de la cuenca y el de una circunferencia con la misma área.. Donde P es el perímetro de la cuenca, Pc es el perímetro de la circunferencia con la misma área, y R es el radio de la circunferencia. (Villegas, 2013). Teniendo en cuenta lo anterior, la circunferencia equivalente a la de la micro cuenca presenta un perímetro de 27,60 km. Por lo tanto el coeficiente de compacidad de Gravelius es. De oval redonda a oval oblonga Una cuenca con coeficiente de compacidad de 1 sería un círculo exacto, por lo tanto, no existe ninguna cuenca que presente este valor, sin embargo, hay algunas que presentan valores que se aproximan bastante a la unidad. Estas cuencas tienden a concentrar grandes volúmenes de agua de escorrentía (Ibáñez et al., 2011). La cuenca del Río Batán presenta un coeficiente de 1,389. Tiene una forma de oval redonda a oval oblonga, por lo tanto, la tendencia a acumular agua de escorrentía no es muy alta. ● Longitud máxima: Según Monserrat (1985), Es definida como la distancia entre el punto de salida de la cuenca y el punto más alejado del perímetro de esta, en línea recta. Por lo general esta línea coincide con el curso del drenaje principal, aunque puede variar dependiendo de la forma de la cuenca, eventualmente, esta línea puede salir del perímetro de la misma.. 19.

(20) ● Ancho máximo: Es la mayor distancia en línea recta entre dos puntos del perímetro de la cuenca, en sentido perpendicular al drenaje principal (Monserrat, 1985). Km ● Índice de alargamiento: Este índice permite determinar si la cuenca se asemeja más a un rectángulo o a un círculo. Es la relación entre la longitud máxima y el ancho máximo.. Al ser mayor que 1 indica que la cuenca manifiesta una tendencia a ser rectangular, y moderadamente alargada. Según Cardona (2013) el alargamiento de la cuenca está relacionado de manera inversamente proporcional con la concentración de aguas de escorrentía. Es decir, entre más alargada es la cuenca menos es la concentración. Al ser moderadamente alargada, la cuenca del Río Batán presenta una baja concentración de aguas de escorrentía, lo que conlleva una baja probabilidad de crecientes, lo que coincide con los resultados obtenidos para el coeficiente de compacidad de Gravelius y el factor forma de Horton. ● Altitud media: Ibáñez et al (2011), define la altitud media de la cuenca como la elevación promedio, teniendo en cuenta las áreas existentes entre las curvas de nivel. Para determinar su valor se establecen rangos altitudinales partiendo de las curvas de nivel, y se calculan promedios de altitud entre curvas consecutivas. Posteriormente se mide el área existente entre dichas curvas de nivel y se aplica la siguiente fórmula. (∑. ). Donde E= altitud media de la cuenca, a=área entre curvas de nivel ( e= promedio de altura entre las curvas de nivel (m).. ),. Altitud media = 2660,361 (msnm) La altitud media indica que a partir de este punto, hacia arriba o hacia abajo, se encuentra la mitad del área de la cuenca. Este parámetro nos permite complementar el análisis obtenido al encontrar la mediana de altitud. 20.

(21) ● Curva hipsométrica: La curva hipsométrica muestra la distribución del área acumulada en función de la elevación. Se obtiene al realizar una gráfica en la cual el eje Y se muestran las altitudes y en el eje X, los valores acumulados porcentuales del área correspondientes a cada altitud. Dependiendo del comportamiento de la curva se puede inferir el potencial erosivo de la cuenca, y también su estado de madurez (Racca, 2007).. Curva hipsométrica. Altitud (m). 3700,000 3200,000 2700,000 2200,000 1700,000 0. 20. 40. 60. 80. 100. 120. % área acumulada ILUSTRACIÓN 3CURVA HIPSOMÉTRICA (AUTORES, 2019). El comportamiento de la curva en su origen representa las pendientes abruptas en la parte alta de la microcuenca, el mayor porcentaje de área acumulado se encuentra entre las de 2200 y 3200 msnm. La cota correspondiente al 50% del área equivale a 2754 m indicando un relieve ondulado a ligeramente quebrado (Londoño, 2001). También puede observarse que la cuenca se encuentra en un estado moderadamente evolucionado y que presenta un potencial erosivo considerable. ● Mediana de altitud: Se calcula a partir de la curva hipsométrica, en la cual se ubica la mitad del área de la cuenca sobre el eje horizontal, y a partir de este punto se traza una línea recta vertical con la cual se obtiene la cota correspondiente a la mediana. Mediana de latitud= 2745 m. 21.

(22) La curva hipsométrica muestra el volumen del relieve de la cuenca, expresado en dos dimensiones como el área bajo la misma. En el gráfico se evidencia un mayor volumen en la parte alta y media de la cuenca, lo cual indica que la cuenca es erosional. La parte baja manifiesta un volumen inferior, en esta zona la cuenca es deposicional. ● Pendiente media de la cuenca: Se determina mediante el cálculo de la media ponderada de las pendientes del total de la superficie de la cuenca, considerando que la línea máxima pendiente se mantiene constante (Villegas, 2013). ∑. Donde S es la pendiente media de la cuenca, Li es la longitud de cada una de las curvas de nivel (Km), E es la equidistancia de las curvas de nivel (Km), y A es el área total de la cuenca en . Pendiente media=17,05 (calculada en grados) o 32,40 (calculada en porcentaje). 22.

(23) ILUSTRACIÓN 4MAPA DE PENDIENTES DELA MICROCUENCA DEL RÍO BATÁN. 23.

(24) Morofmetría de la red de drenajes ● Orden de los ríos: Según el esquema de Horton (1945), las reglas básicas de proceso de ordenamiento de drenajes son las siguientes: Los segmentos que no tienen tributarios están definidos como orden 1; cuando se unen dos segmentos de orden w, estos crean una corriente de orden w+1. Y finalmente, cuando se unen dos corrientes de orden diferente, el orden de la corriente aguas abajo es el máximo orden de las corrientes que lo preceden. Siguiendo esta metodología, la microcuenca del Río Batán es de orden 4. En la tabla a continuación se muestran las longitudes correspondientes a cada uno de los órdenes: Orden. Longitud (Km) 4. 6,04. 3. 17,64. 2. 35,56. 1. 51,96. TABLA 1ORDENES DE DRENAJE ● Ley de Horton para relación de bifurcación: Esta relación se calcula mediante el uso de la siguiente fórmula: ( ) (. ). Donde Rb es la relación de bifurcación, y N es el número de corrientes correspondientes al orden w. Esta relación se determina entre un orden de drenajes, y el orden inmediatamente superior (Mantilla, 1998) En la siguiente tabla se muestran el número de corrientes correspondientes a cada orden para la microcuenca del río Batán:. 24.

(25) Orden 1 2 3 4. Número corrientes 67 18 5 1. de. TABLA 2NÚMEROS DE CORRIENTE POR ORDEN DE DRENAJE Teniendo en cuenta lo anterior, a continuación se muestran las relaciones de bifurcación: Rb entre órdenes 1 y 2 = 3,72 Rb entre órdenes 2y 3 = 3,6 Rb entre órdenes 3 y 4 = 5 Rb Promedio = 4,1 Los valores de la relación de bifurcación indican un desarrollo moderado de la red de drenaje, lo cual es común en cuencas cuya forma tiende a ser rectangular. Es común que los drenajes tributarios tengan una disposición dendrítica. La mayor bifurcación se presenta entre los drenajes de orden 1 y 2, lo que puede relacionarse a torrencialidades en la parte alta de la microcuenca, las cuales se van reduciendo paulatinamente a medida que se desciende a zonas más bajas (De Matauco, 2004). ● Ley de Horton para la relación de longitud: Es determinada con la siguiente formula: ( ) (. ). Donde Rl es la relación de longitud, y L es el promedio de las longitudes de los cauces pertenecientes al orden w (Mantilla, 1998). En la siguiente tabla se muestra el promedio de las longitudes de los cauces pertenecientes a cada orden:. 25.

(26) Orden 4 3 2 1. Promedio longitud de cauces (Km) 6,04 3,53 1,975 0,775. TABLA 3PROMEDIO DE LONGITUD DE CAUCES POR ORDEN DE DRENAJE. De esta manera las relaciones de longitud encontradas son las siguientes: Rl entre ordenes 4 y 3 = 1,71 Rl entre ordenes 3 y 2 = 1,78 Rl entre ordenes 2 y 1 = 2,54 Rl promedio = 2,01 La relación de longitud presenta los mayores valores para los órdenes 2 y 1 , lo cual se debe a que hay una mayor cantidad de corrientes pertenecientes a los órdenes uno y dos, estás corrientes son cortas y se encuentran en su mayoría en la parte alta de la cuenca donde el relieve tiende a ser más abrupto, lo cual influye en la convergencia de las corrientes con mayor frecuencia (Londoño, 2001). Los valores promedio de longitud por orden presentan mayores valores para los órdenes 4 y 3 respectivamente, lo cual es común es cuencas moderadamente alargadas, según expresa Londoño (2001) ● Densidad del drenaje: Según Cruz & Tamés (1983), la densidad del drenaje puede definirse como la relación entre la longitud total de los cauces presentes en la cuenca, y el área de la misma. ∑. Donde Dd, es la densidad de drenaje, ∑ es la sumatoria de las longitudes de los cauces en Km y S es la superficie de la cuenca en . Densidad de drenaje = 1,832. Km/km2 Con base en la escala utilizada por Londoño (2001), el valor obtenido se clasifica como una condición media de densidad del drenaje. Considerando que la densidad del drenaje está relacionada de forma directamente proporcional con la 26.

(27) escorrentía superficial, y a su vez con la erosión, una densidad media de drenaje indica valores de escorrentía intermedios y valores de erosión considerables. ● Frecuencia de cauces: Tricart (1965) en Cruz & Taméz (1983), define la frecuencia de cauces como el número de cauces por unidad de superficie:. Donde Fu es la frecuencia de cauces, Nu, es el número de cauces pertenecientes al orden u y S es la superficie de la cuenca. A continuación, se muestran las frecuencias de cauces correspondientes a cada orden.. Los cauces más frecuentes son los pertenecientes a orden 1 y 2 respectivamente, estos según Londoño (2001) se presentan en las partes más altas de la cuenca, y existen en función de las condiciones abruptas del terreno. La corriente de orden cuatro se encuentra en la parte baja de la microcuenca, y es la desembocadura del río Batán en el Río Negro. El valor promedio de frecuencia de los cauces es 0,374 Orden Frecuencia de cauce 4 0,0164 3 0,082 2 0,296 1 1,104. TABLA 4 FRECUENCIA DE CAUCES ● Pendiente racional del Talweg: Rodríguez (2010), menciona un método de cálculo de la pendiente, o el grado de inclinación del río mediante la aplicación de la siguiente fórmula: (. ). Donde Pm es la pendiente del drenaje, y se determina la diferencia entre las cotas máxima y mínima de la cuenca, y la relación de esta con la longitud del drenaje. 27.

(28) Considerando la anterior fórmula, para el caso del río Batán, el valor de la pendiente es 11,68 %. Ahora bien, teniendo en cuenta los rangos de pendiente establecidos por el IGAC mediante resolución 02965 de 1995, y relacionados en el documento de Zonificación ambiental de cuencas hidrográficas del IGAC (2010), La pendiente del rió Batán se encuentra en la categoría Moderadamente inclinado, cuando se consideran pendientes simples y Ondulado a ligeramente quebrado considerando pendientes complejas. Sin embargo, la determinación de la pendiente del drenaje principal mediante este método no tiene en cuenta las variaciones del terreno, pues en su recorrido el drenaje puede tener variaciones significativas. Por este motivo se realiza un perfil del drenaje en el cual se muestran dichas variaciones y se permite apreciar la pendiente en zonas específicas. ● Pendiente racional del Talweg. Perfil del cauce principal 4000. Altura (m.s.n.m). 3500 3000 2500 2000 1500 0. 5. 10. 15. 20. Longitud (Km). ILUSTRACIÓN 5 PERFIL DEL CAUCE PRINCIPAL. La pendiente encontrada tiene un valor de 7,28%, teniendo en cuenta los rangos establecidos por IGAC (1995), la pendiente entra en la categoría de 7 a 12% , la cual está clasificada como moderadamente inclinada. El valor de la pendiente, según Londoño 28.

(29) (2001) influye en la velocidad del flujo del cauce y la duración de las avenidas o las subidas, las cuales tienden a ser más cortas a medida que la pendiente es más alta. El río Batán presenta pendientes más fuertes en la zona alta, donde el relieve es más escarpado, y está se va suavizando mientras se desciende a las partes bajas. Caracterización climática La zona de estudio presenta un clima que está determinado principalmente por las variaciones altimétricas, la topografía, y la influencia ejercida por el movimiento de la Zona de Confluencia intertropical (Hidalgo, 2016). Los datos utilizados para la realización de la caracterización climática fueron obtenidos de los registros de estaciones climatológicas localizadas en la microcuenca del Río Batán y zonas aledañas, operadas por el IDEAM CENICAFE y la CAR y aparecen relacionadas a continuación.. Estación. Altitud (msnm) CABRERA 2250 PACHO 1800 SUPATA 1798 VETA LARGA 3000 EL PARAISO 1310 LOS PINOS 3600 NEGRETE 2400 VILLA GOMEZ 1550 PUNTO MONTA 1500 PARAMO ALTO 3400. Código 2306512 2306507 2306020 21205524 2306004 2312019 23063080 2312515 23065050 212050005 0. TABLA 5 ESTACIONES CLIMATOLÓGICAS EMPLEADAS EN EL ESTUDIO Temperatura: La microcuenca del río Batán se encuentra entre los 1700 y los 3700 msnm, con temperaturas que oscilan entre los 5 (en la parte alta) y los 22° C (en la parte baja), con un promedio de 14,3 °C. En la gráfica se muestran los valores medios de temperatura mensuales, registrados en la estación de Pacho.. 29.

(30) Temperatura media mensual (°C) Temperatura (°C). 25 20 15 10 5. ILUSTRACIÓN 6 TEMPERATURA MEDIA MENSUAL (DATOS ESTACIÓN ESCUELA VOCACIONAL PACHO) (AUTORES). En color rojo se muestran los valores máximos mensuales, en azul, los medios mensuales y en verde los mínimos mensuales. Precipitación: La precipitación media tiene un valor medio de 1297,5 mm anuales, y se manifiesta en dos periodos húmedos que tienen lugar en los meses de abril y noviembre con picos de 150 y 180 mm respectivamente, y dos secos, en julio y enero, con valores de 24 y 90mm .. 30.

(31) 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 diciembre. noviembre. octubre. septiembre. agosto. julio. junio. mayo. abril. marzo. febrero. Precipitación (mm). enero. Precipitación (mm). Precipitación total mensual (mm). ILUSTRACIÓN 7 PRECIPITACIÓN TOTAL MENSUAL (DATOS ESTACIÓN ESCUELA VOCACIONAL PACHO) (AUTORES). Humedad relativa: La humedad relativa del área de estudio oscila entre los valores de 79,7% en la parte alta de la microcuenca, hasta un 87,1% en la desembocadura del río Batán en el Río Negro. Los valores máximos de humedad relativa coinciden con los meses con mayores precipitaciones (abril, octubre y noviembre), y los mínimos con los periodos secos, que tienen lugar entre junio y agosto, y en enero. El valor medio para la microcuenca es 79,4%, considerando datos obtenidos de la estación escuela vocacional de Pacho, desde el año 1974. Evaporación: Según el Plan de Manejo y Ordenación de la Cuenca del Río Negro, la evaporación se presenta en función de las precipitaciones, y los valores se van incrementando a medida que se desciende desde la parte alta de la cuenca, y la temperatura aumenta. Los valores mínimos anuales registrados son de 838 mm, mientras los máximos son de 1717 mm. En la gráfica se muestran los valores medios de evaporación mensuales registrados en la estación Escuela vocacional de Pacho, en un periodo de 42 años, desde 1974 hasta 2016.. 31.

(32) Evaporación (mm). evaporación 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0. evaporación. ILUSTRACIÓN 8 EVAPORACIÓN MEDIA MENSUAL ESTACIÓN ESCUELA VOCACIONAL PACHO (AUTORES). Vientos: Según el Plan de Ordenamiento y Manejo de la Cuenca de Rio Negro, los vientos tienen gran importancia en el clima de la zona, debido a los aires cálidos y húmedos que provienen del Magdalena Medio, y que ascienden a través de la cuenca del Río Negro para posteriormente precipitarse. La velocidad del viento presenta valores medios anuales de 1,4 m/seg, con valores máximos de 1,6 m/seg en el mes de julio y valores mínimos de 1,2 m/seg en los meses de mayo y noviembre. Los vientos manifiestan una dirección hacia el oeste, donde se ubica la vertiente oriental de la cordillera oriental. Brillo solar: La microcuenca del Río Batán presenta dos periodos de insolación altos y dos bajos, coincidiendo con el comportamiento bimodal de la precipitación. Los mayores picos medios de brillo solar se obtienen en la época seca durante el mes de enero, con valores de 158 horas sol/mes, y los valores medios menores tienen lugar ene le mes de noviembre coincidiendo con el segundo periodo húmedo del año, con un valor de 126,4 horas sol/ mes. El valor medio anual de brillo solar es de 1596 horas sol/año, según datos de la estación vocacional de Pacho. En la gráfica se muestran los valores medios mensuales de brillo solar.. 32.

(33) tiempo (h). horas sol/mes 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0. horas sol/mes. ILUSTRACIÓN 9 BRILLO SOLAR MEDIO MENSUAL ESTACIÓN ESCUELA VOCACIONAL PACHO (AUTORES). Evapotranspiración: Jaramillo (2006) define la evapotranspiración como la suma de la evaporación proveniente de la superficie del suelo y del agua interceptada por la vegetación, y de la transpiración desde las plantas, principalmente por las estomas. Para el estudio se emplean datos de evapotranspiración potencial obtenidos con datos de la estación vocacional de Pacho, y que aparecen relacionados en el Plan de Manejo y Ordenación de la Cuenca del río Negro, y que a su vez fueron determinados por la CAR en estudios anteriores, empleando el método de Turc, el cual consiste en la siguiente fórmula: ETP= k (T/ T +15) (RG+50) Donde: ● ● ● ●. K= factor de ajuste que depende del número de días del mes T= Temperatura media mensual en °C RG= Radiación global cal/cm2/día ETP= Evapotranspiración potencial en mm.. Para la estación de la Escuela Vocacional de Pacho los valores obtenidos para evapotranspiración potencial presentan una media anual de 852,7 mm, manifestando valores medios máximos en el mes de julio con 74,2 mm, y medios mínimos de 6,4 mm,. 33.

(34) valores que coinciden con los periodos húmedos y secos, precipitaciones.. generados por las. ETP (mm) 78 76 74 72 70 68 66 64. ETP (mm). ILUSTRACIÓN 10 EVAPOTRANSPIRACIÓN MEDIA MENSUAL, ESTACIÓN ESCUELA VOCACIONAL PACHO (AUTORES). Balance hídrico: Para la realización del balance hídrico se estableció una comparación entre las precipitaciones efectivas y la evapotranspiración generada por la vegetación.. Balance hídrico de la microuenca del Río Batán Precipitación (mm). 200 150 100 Precipitación (mm). 50. ETP (mm) diciembre. noviembre. octubre. septiembre. agosto. julio. junio. mayo. abril. marzo. febrero. enero. 0. ILUSTRACIÓN 11BALANCE HÍDRICO DE LA MICROCUENCA DEL RÍO BATÁN (AUTORES). 34.

(35) En la gráfica se muestra que hay un periodo de déficit hídrico en los meses de julio y agosto, en los cuales las precipitaciones presentan sus menores valores, sin embargo hay dos excesos importantes que tienen lugar en las épocas húmedas en los periodos de febrero a mayo, y entre octubre y diciembre. El gráfico es de utilidad para tomar decisiones respecto a las fechas de preparación del terreno y siembra de la faja forestal hidroreguladora, pues se puede definir cuál es el momento en el cual las plantas podrán aprovechar de forma óptima la disponibilidad de agua de forma natural. Zonas de vida: En el área de estudio se encuentran dos zonas de vida, siguiendo el sistema de clasificación de zonas de vida propuesto por Holdridge (1967), Bosque húmedo montano (bh-M)el cual ocupa 2804,4 ha, representando un 46,23% del total de la microcuenca; y Bosque húmedo montano bajo (bh-MB) con un total de 3262,7 ha y un 53,77% del total del área de la microcuenca, siendo la zona de vida predominante en el área de estudio. Según el Plan de Ordenamiento y Manejo de la cuenca del Río Negro, los ecosistemas naturales han sido reemplazados por cultivos agrícolas, entre los cuales sobresalen los tubérculos, como papa y cubios en la parte alta, y potreros para sostenimiento de ganadería de producción láctea. Los bosques naturales han sido fragmentados, y presentan su mayor cobertura en la parte alta de la microcuenca, en el nacimiento del río Batán.. 35.

(36) ILUSTRACIÓN 12 MAPA DE ZONAS DE VIDA DE LA MICROCUENCA DEL RÍO BATÁN 36.

(37) Cartografía de suelos La microcuenca cuenta con diez unidades de suelos, siendo la unidad MKCf las más extensa, la cual se ubica en la parte media de la microcuenca abarcándola de norte a sur. La unidad MGSg es la segunda más grande en extensión y está ubicada en la parte más alta de la microcuenca. La unidad MKCe se establece sobre el cauce principal desde la cuenca media hasta la desembocadura. Estas tres unidades comprenden el 50% de la microcuenca. Sobre el drenaje principal se encuentran 7 de las 10 unidades de suelo que posee la microcuenca, tan solo se exceptúan las unidades MLKc, MLSg MGFf y MQJb, las dos primeras se ubican en la zona alta de la vertiente sur, mientras que la última se halla hacia la cota mínima.. Unidad de Suelo MKCf MGSg MKCe MLKd MLKc MLSg MGFf MPVf MQJb MGTd Total. Área (Ha) 1352,8 1167,6 1072,3 889,5 617,8 350,8 282,8 243,1 56,0 32,1 6064,8. Área (%) 22,3 19,3 17,7 14,7 10,2 5,8 4,7 4,0 0,9 0,5 100. TABLA 6 UNIDADES DE SUELO DE LA MICROCUENCA DEL RÍO BATÁN La anterior simbología de las unidades de suelo consta de tres letras mayúsculas y una minúscula, las primeras tres letras expresan paisaje, clima y relieve, respectivamente, mientras que la última letra representa el nivel de pendiente. La unidad MGFf corresponde a un paisaje de montaña, con clima muy frio y muy húmedo bajo el relieve de crestones, con pendiente entre el 50-75%. Esta unidad está ubicada en la parte más alta de la vertiente sur de la cuenca, está conformada por rocas clásticas limo 37.

(38) arcillosas y arenosas; con suelos profundos y superficiales, bien a excesivamente drenados y texturas finas a moderadamente gruesas, suelos muy ácidos con fertilidad de moderada a baja y media saturación de aluminio. La unidad MGSg pertenece al paisaje de montaña con clima muy frio y muy húmedo con relieve de crestas y escarpes mayores y pendiente superior al 75%. Conformado por material parental de rocas clásticas limoarcillosas y arenosas. Se caracteriza por tener un relieve fuertemente empinado, con suelos bien a excesivamente drenados, con texturas finas a moderadamente gruesas, alta saturación de aluminio, suelos muy fuertemente ácidos y fertilidad moderada a baja. Esta unidad se encuentra en la cuenca alta y corresponde a una asociación de Humic Lithic Dystrudepts y Andic Dystrudepts. La unidad MGTd corresponde a paisaje de montaña con clima muy frio y muy húmedo con relieve de glacis de acumulación lomas; pendiente de 12-25%. Formado por material parental de depósitos de cenizas volcánicas sobre rocas clásticas arenosas, limoarcillosas. En sectores materiales orgánicos; suelos profundos a superficiales, bien drenados; textura moderadamente fina a gruesa; muy fuerte a fuertemente acido; saturación de aluminio alta a moderada y fertilidad baja a moderada. Corresponde a una asociación de Typic Hapludans, Pachic Melanudands y Humic Lithic Dystrudepts. Las unidades MKCe y MKCf son de paisaje montañoso, con clima frio y muy húmedo, con relieve de crestones y pendientes de 25-50% y 50-75%; material parental de rocas clásticas limoarcillosas y arenosas con depósitos de cenizas volcánicas; Suelos profundos a superficiales, bien drenados; de textura fina a moderada; acidez fuerte a medianamente; saturación de aluminio media y fertilidad baja a moderada. Las unidades MLKc y MLKd corresponden a paisaje montañoso, de clima frio húmedo, con relieve de glacis coluvial con pendientes entre el 7 y 25%. Suelo formado por mantos de cenizas volcánicas sobre depósitos clásticos; Suelos profundos a moderadamente profundos, bien drenados, con textura media a moderadamente gruesa, muy fuerte a medianamente acido, con baja a media saturación de aluminio y baja a moderada fertilidad. Estos suelos componen el 24% de la superficie de la cuenca. La unidad MLSg pertenece al paisaje de montaña, con clima frio y húmedo y relieve de crestas y crestones. Está conformado por rocas clásticas limoarcillosas con depósito de cenizas volcánicas; Posee pendientes superiores al 75%, con suelos profundos a superficiales, bien a moderadamente bien drenados, con textura fina a moderadamente gruesa, con acidez fuerte a media y fertilidad alta.. 38.

(39) La unidad MPVf está bajo el paisaje de montaña, en un clima medio y muy húmedo, con relieve de crestones, en una pendiente entre el 50 y 75%. Está formada por rocas clásticas limoarcillosas con intercalaciones de carbonatadas en algunos sectores y depósitos localizados de cenizas volcánicas. Los suelos son profundos a superficiales, bien a extremadamente drenados, de textura fina, con acidez extremada a fuerte y fertilidad baja. La unidad MQJb pertenece el paisaje de montaña, con clima medio y húmedo, bajo el relieve de crestones, formado por depósitos clásticos hidrogravimétricas, con pendientes de 3-7%, profundidad moderada, bien drenados, de textura moderadamente gruesa a fina, medianamente ácido y baja acidez y baja saturación de aluminio. Corresponde a la unidad de menor representación en la microcuenca.. 39.

(40) ILUSTRACIÓN 13 MAPA DE SUELOS DE LA MICROCUENCA DEL RÍO BATÁN 40.

(41) Cobertura del suelo.. Tomando como base la imagen satelital de Google maps del año 2016 y bajo la metodología Corine Land Cover del IDEAM se identificaron las diferentes coberturas que se encuentran en la cuenca. Y se especifican a continuación:. Cobertura. Área (Ha) por 1692. Área (%) 27,9. Bosque fragmentado vegetación secundaria Bosque ripario 225 3,7 Vegetación secundaria baja 92 1,5 Bosque fragmentado por 38 0,6 pastos Cultivos 5 0,1 Pastos arbolados 4012 66,2 Total 6064 100 TABLA 7 COBERTURAS DE LA MICROCUENCA DEL RÍO BATÁN. Se identificó que el 66% de la cobertura está bajo el uso de pastos con árboles dispersos, principalmente hacia los bordes de carreteras y divisoria de potreros. Las áreas con boques las dominan la unidad de bosque fragmentado con un 27,9% del total de la cuenca; estas áreas se ubican principalmente en la zona alta de la cuenca, específicamente en el nacimiento de las quebradas. Con relación a bosques riparios, estos también están altamente fragmentados y muchos no pudieron ser cartografiados puesto que si bien cumplían con los 30 metros de ancho no alcanzaban a tener una extensión mayor a una hectárea o la densidad arbórea era muy baja para ser considerada como bosque. Teniendo en cuenta la normativa colombiana de la protección de los márgenes hídricos con una faja de bosque mínima de 30m a cada lado del cauce, la microcuenca debería contar con el 6% de su área en bosque ripario, actualmente tiene 3,7%. La mayoría de este bosque no está uniformemente distribuido a lo largo del curso del rio si no que se encuentra en pocos aglomerados de bosques.. 41.

(42) ILUSTRACIÓN 14 MAPA DE COBERTURAS DE LA MICROCUENCA DEL RÍO BATÁN 42.

(43) Diseño y estructura de la faja forestal. Herrero (2003) define los factores que se deben tener en cuenta en el planteamiento del diseño y estructura de la faja forestal (elección y disposición de las especies): ● Condiciones de suelos, clima y topografía del sitio. ● Funciones medioambientales y socioeconómicas que debe cumplir la faja en la localidad. ● Usos tradicionales por parte de los habitantes de la zona. En cuanto a las especies a plantar Herrero (2003), sugiere las siguientes características: crecimiento rápido, especies perennifolias y de follaje denso, sistema radicular profundo, no alelopáticas o que inhiban el crecimiento del sotobosque, transpiración de baja a moderada. También sugiere especies con potencial de desarrollo económico, ya sean maderables, melíferas o productoras de frutos, o follaje; además, especies forrajeras, que proporcionen alimento a la fauna, o que sean endémicas o se encuentren en alguna categoría de amenaza. Preparación del terreno Siguiendo la metodología de Herrero (2003), se sugiere tener en cuenta los siguientes principios para la preparación del terreno: Líneas de plantación dispuestas en el sentido de la curvas de nivel. Los puntos de plantación dispuestos en tres bolillos, preparación de suelos con laboreo mínimo. Se sugiere sembrar los individuos en terrazas individuales con dimensiones de 60cmx60cmx40cm. El ahoyado sugerido es de 20cmx20cmx30cm, sin embargo, éste puede variar dependiendo de la especie a sembrar. Distancia de siembra: Las distancias de siembra varían en función de las características de las especies que se van a sembrar (Herrero, 2003). Sin embargo se proponen algunas distancias que se pueden adoptar en función de ciertas características de las plantas, como se observa en la siguiente tabla, adaptada de Herrero (2003).. 43.

(44) Tipo especie. de crecimient o Lento. Forestales. Medio Rápido. Distancia de siembra (m) 2,0 x 2,0 2,5 x 2,5 2,5 x 3,0 3,0x 3,0 3,0 x3,5 3,5 x 3,5 6x6 5x5. Frutales Guadua TABLA 8 DISTANCIAS DE SIEMBRA PARA CADA TIPO DE ESPECIE. Estructura de la Faja forestal: Herrero (2003) en su metodología propone realizar la faja en tres secciones, cuyo ancho específico depende del ancho total obtenido mediante la aplicación de la fórmula: La sección interior, que se encuentra cerca al NIFF (nivel inferior de la faja forestal), es la zona de la faja que más cerca se encuentra al drenaje, por lo tanto, su composición debe estar dada por especies tolerantes a la humedad. Las Secciones intermedia y externa, conformadas por especies arbóreas, con potencial de producción, aunque está composición puede cambiar dependiendo de la finalidad del proyecto a realizarse, sea enfocado a producción o a conservación. Criterios de selección de especies: El primer criterio tenido en cuenta fue la distribución altitudinal de las especies, relacionadas por Mahecha (2004) de tal forma que coincidan con el rango altitudinal de la microcuenca (1500-3500 msnm). El segundo criterio de selección fue el gremio ecológico de las especies. Teniendo en cuenta que se requieren especies que generen una cobertura y consolidación de copa rápidamente, se seleccionaron especies heliófitas, de crecimiento rápido. Partiendo del esquema de diseño empleado para la faja forestal hidroreguladora, se seleccionaron especies con los siguientes usos: protección de márgenes hídricas, potencial productivo de PFNM, especies maderables, y finalmente otras especies que realicen un aporte en biodiversidad. Todo lo anterior buscando generar una estructura vertical que contribuya a la función de la faja forestal. Se seleccionaron un total de 46 especies las cuales aparecen relacionadas en la siguiente tabla: 44.