Generación de mapa de áreas inundables mediante SIG en la cuenca baja del río Anchicayá, Valle del Cauca

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(1)GENERACIÓN DE MAPA DE ÁREAS INUNDABLES MEDIANTE SIG EN LA CUENCA BAJA DEL RÍO ANCHICAYÁ VALLE DEL CAUCA. GILBERT ARLEY FUENTES AGUIRRE. UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÌA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ 2017 1.

(2) GENERACIÓN DE MAPA DE ÁREAS INUNDABLES MEDIANTE SIG EN LA CUENCA BAJA DEL RÍO ANCHICAYÁ VALLE DEL CAUCA. GILBERT ARLEY FUENTES AGUIRRE. Trabajo De Grado Para Optar Al Título De Ingeniero Civil. Directora Ing. Paula Andrea Villegas González Magister en Hidro sistemas. UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ 2017 2.

(3) 3.

(4) Nota de aceptación: ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________. ______________________________________ Ing. PAULA ANDREA VILLEGAS GONZÁLEZ Directora de proyecto. ______________________________________ Ing. FIDEL ALBERTO PARDO OJEDA Asesor de proyecto. ______________________________________ Firma del presidente del Jurado. ______________________________________ Firma del Jurado. ______________________________________ Firma del jurado. Fecha: 17 de mayo de 2017. 4.

(5) CONTENIDO Pág. INTRODUCCIÓN. 12. 1. GENERALIDADES 1.1 ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.2.1 Descripción del Problema. 1.2.2 Formulación del problema 1.3 OBJETIVOS 1.3.1 Objetivo General 1.3.2 Objetivos Específicos 1.4 JUSTIFICACIÓN 1.5 DELIMITACIÓN 1.5.1 Espacio 1.5.2 Tiempo 1.5.3 Contenido 1.5.4 Alcance 1.6 MARCO DE REFERENCIA 1.6.1 Marco Teórico. 1.6.1.1Sistemas de información Geográfica 1.6.1.2 Afectaciones Causadas por las Inundaciones 1.6.3 Marco Conceptual 1.7 METODOLOGÍA 1.7.1 Tipo de Estudio. 1.7.2 Fuentes de Información 1.7.2.1 Fuentes Primarias 1.7.2.2 Fuentes secundarias 1.8 DISEÑO METODOLÓGICO. 13 13 14 14 15 15 15 15 16 16 16 17 17 17 17 17 17 19 20 21 21 21 21 22 22. 2. DIAGNÓSTICO ZONA DE ESTUDIO 2.1 CARACTERIZACIÓN ZONA DE ESTUDIO 2.1.1 Descripción de la cuenca del río Anchicayá 2.1.1.1 Selección Zona De Estudio 2.1.2 Climatología Municipio de Buenaventura 2.1.3 Precipitación 2.1.4 Vientos y Mareas 2.1.5 Balance hídrico- bahía de Buenaventura 2.1.6 Hidrografía 2.1.7 Población territorio de la cuenca 2.1.8 Acueducto y alcantarillado 2.1.9 Sistemas de transporte y comunicación 2.1.10 Vivienda. 23 23 23 26 28 29 32 32 32 33 33 35 36. 5.

(6) 2.1.11 Sedimentación de la cuenca 2.1.13 Conflicto Armado. 36 37. 3. RECOLECCIÓN Y PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN HIDROLÓGICA 41 3.1 ESTACIONES METEOROLÓGICAS IDEAM 41 4. GENERACIÓN DE MAPA DE ÁREA DE INUNDACIÓN 4.1 CAUDALES MÁXIMOS 4.2 MAPA DE INUNDACION. 59 66 67. 5. ESTRATEGIAS DE MITIGACIÓN Y PREVENCIÓN. 69. 6. CONCLUSIONES. 71. 7. RECOMENDACIONES. 73. BIBLIOGRAFÍA. 74. ANEXOS. 77. 6.

(7) LISTA DE CUADROS pág. Tabla 1. Caracterización de los Afluentes Principales de la Cuenca Baja del rìo Anchicayá 24 Tabla 2. Distribución de áreas de las cuencas en la zona rural del Municipio de Buenaventura 32 Tabla 3. Censo población Municipio de Buenaventura 2016 33 Tabla 4. Estaciones Hidrológicas Caracterizadas por Código, Variable y Periodo 41 Tabla 5. Estación Colpuertos, datos de precipitación. 43 Tabla 6. Comparativo HYFA vs SMADA 58 Tabla 7. Coordenadas de estaciones IDEAM, para generacion mapa de isoyetas. 62 Tabla 8. Relacion periodo de retorno y su respectivo caudal proyectado. 65. 7.

(8) LISTA DE FIGURAS. Figura 1. Metodología propuesta para el desarrollo de la investigación. 22 Figura 2. Ubicación Geográfica cuenca Rio Anchicayá. 25 Figura 3. Localización general cuenca del río Anchicayá. 26 Figura 4. Selección zona de estudio de poblaciones aledañas a la cuenca del río Anchicayá. 28 Figura 5. Mapa de Isoyetas anuales departamento del Valle del Cauca. 30 Figura 6. Mapa de Isoyetas cuenca del Río Anchicayá. 31 Figura 7. Distribución del sistema de acueducto municipio de Buenaventura 34 Figura 8. Distribución del sistema de alcantarillado municipio de Buenaventura 34 Figura 9. Distribución sistema de transporte municipio de Buenaventura 35 Figura 10. Zonas identificadas con hechos violentos en la cuenca del río Anchicayá. 37 Figura 11. Plan de ordenamiento territorial POT municipio de Buenaventura. 39 Figura 12. Ubicación estaciones IDEAM en el municipio de Buenaventura 42 Figura 13. Grafica comparativa entre estaciones usadas en el desarrollo del proyecto. 44 Figura 14. Estación Aguaclara, registro de caudales. 45 Figura 15. Software HYFA, pantalla de inicio. 45 Figura 16. Valoración y entrada de datos de estaciones analizadas. 47 Figura 17. Verificación de datos de entrada HYFA. 48 Figura 18. Tipos de distribuciones de libre elección en HYFA 49 Figura 19. Tipos de papel y periodos de retorno a calcular 50 Figura 20. Muestra de resultados según necesidades del usuario. 53 Figura 21. Identificación de información generada del procesamiento en HYFA. 54 Figura 22. Metodo de los momentos en HYFA, Estación Colpuertos 55 Figura 23. Presentacion interfaz SMADA, ventana principal. 56 Figura 24. Estacion Colpuertos, ingreso de información y resultados de salida. 57 Figura 25. Visualización del área de cobertura satelital de la zona de estudio. 59 Figura 26. Modelo digital de elevación obtenido de la descarga. 60 Figura 27. Imagen raster en ArcGis, de la zona de estudio. 60 Figura 28. Mapa de curvas de nivel cada 2m. 61 Figura 29. Mapa de isoyetas generado con los datos de estaciones pluviométricas. 62 Figura 30. Secciones transversales generadas en diversos puntos de la cuenca. 63 Figura 31. Ventana principal de Hec-Ras y construccion de trabajo para llanuras de inundación 64 Figura 32. Hec-Ras y su plataforma de curvas de nivel usada para generar el modelo de inundación. 64 Figura 33. Hec-Ras Delimitación de puntos obligados en el analisis y generación de grilla de cálculo. 65 Figura 34. Gráfica de caudales estación Aguaclara. 66 Figura 35. Macha de inundación Período de Retorno 100 Años 67 8.

(9) Figura 36. Mancha Inundación Período de Retorno 5 años Figura 37. Estrategias Cuencia Río Anchicayá. 9. 68 70.

(10) GLOSARIO AMENAZA: peligro constante que puede ser originado por la naturaleza o el ser humano donde la severidad del mismo podría ocasionar la pérdida de vidas humanas, así como daños materiales y afectaciones a la infraestructura de gran consideración o impacto. CAUDAL: se relaciona directamente con la cantidad de fluido que pasa por unidad de tiempo. En el Sistema Internacional las unidades que se manejan son [m3/s]. CUENCA: cuerpos de agua en movimiento que se alimentan de la precipitación y de los drenajes que a ella convergen. La velocidad de la cuenca se relaciona mediante la expresión [V= Q/A], donde Q es el caudal de la cuenca y A corresponde al área de la misma. INUNDACIÓN: es la ocupación de terreno por parte del cuerpo de agua, generados por desbordamiento de ríos, quebradas a causa del aumento de las precipitaciones o deshielo, también se presenta en zonas costeras por el aumento de los niveles normales generados por mareas más fuertes. MÉTODO: secuencia lógica que se realiza para llegar a un resultado esperado. MITIGACIÓN: serie de estrategias que se plantean para ser ejecutadas ante eventos de origen natural adversos que impacten de forma negativa el entorno. PRECIPITACIÓN: fenómeno que se origina en la atmosfera donde se produce un descenso del agua en forma de llovizna, lluvia, granizo, nieve, roció, hacia la superficie terrestre. RIESGO: es la evaluación de las amenazas, en el cual se determina el grado de daño que estas podrían causar a la población o infraestructura de la zona. Para darle una connotación o referencia matemática se define el riesgo como: [R=A*V], donde V es la vulnerabilidad, A es la amenaza y R el riesgo. SIG: se denomina Sistema de Información Geográfica, a una serie de herramientas computacionales que permite la interacción de información que puede ser actualizada y modificada por parte del o de los usuarios. VULNERABILIDAD: fragilidad que presenta una comunidad o individuo ante algún evento de origen natural, o actividad humana que exponen o involucran su integridad física.. 10.

(11) RESUMEN. La cuenca del río Anchicayá ha sufrido diferentes ciclos de inundación, afectando a su población e infraestructura. Para evaluar esta problemática, los sistemas de información geográfica SIG permiten analizar las inundaciones según el tipo de información que a este se le suministre. El desarrollo del proyecto requirió de un modelo digital de elevación DEM por sus siglas en inglés, de la zona de estudio extraído del portal earth data de la NASA y que fue procesado en ArcGis versión 10.5. Los datos hidrológicos de estaciones de registro fueron consultados del IDEAM, y procesados posteriormente en HYFA, software que cumple con la norma ISO 9000 para obtener los periodos de retorno de cada una de ellas y determinar con precisión los caudales esperados en cada año analizado. En ArcGis se generaron mapas previos que sirven de soporte para llegar a la modelación de un mapa de inundación, y con este generar propuestas de prevención y mitigación ante una eventual inundación.. 11.

(12) INTRODUCCIÓN En Colombia, los fenómenos naturales afectan directa e indirectamente al ser humano y su entorno; un ejemplo claro de ello son las lluvias que, en Colombia son permanentes en algunas regiones, sin embargo, en temporada invernal, y con la presencia de fenómenos como La Niña, éstas aumentan, provocando inundaciones de grandes proporciones que alteran la economía, el bienestar de la población y la infraestructura. Al respecto el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales IDEAM, manifiesta que “Las inundaciones son fenómenos hidrológicos recurrentes potencialmente destructivos, que hacen parte de la dinámica de evolución de una corriente. Se producen por lluvias persistentes y generalizadas que provocan un aumento progresivo del nivel de las aguas contenidas dentro de un cauce superando la altura de las orillas naturales o artificiales, ocasionando un desbordamiento y dispersión de las aguas sobre las llanuras de inundación y zonas aledañas a los cursos de agua normalmente no sumergidas”.(IDEAM, 2014). Uno de los mecanismos que se pueden usar para caracterizar las zonas inundables son los Sistemas de Información Geográfica SIG. Esta es una herramienta de planeación y gestión de información espacial, que puede permitir delimitar las áreas de inundación ocurridas por el desbordamiento de ríos y contemplar sus problemas; así mismo, el SIG permite obtener información descriptiva y espacial fiable y actualizada, con la cual se puedan desarrollar actividades de evaluación de los riesgos potenciales generados por las inundaciones y establecer estrategias de prevención que disminuyan el nivel de afectación social, económica y ambiental. Actualmente, una de las zonas de Colombia más afectadas por inundaciones, es la cuenca baja del Río Anchicayá que se encuentra ubicado en el departamento de Valle, surgiendo al oeste de la ciudad de Cali y desembocando en el océano Pacífico, en la bahía de Buenaventura; en esta zona las situaciones de inundación se generan con frecuencia cada año, especialmente en temporadas invernales, generando gran afectación; por tanto, este trabajo utiliza los sistemas de información geográfica SIG. El objetivo es desarrollar un análisis de las áreas inundables, apoyándose en datos pluviométricos de estaciones de monitoreo, información sobre niveles del agua y variables de tipo estadístico, para generar un mapa de áreas de inundaciones que permita conocer y evaluar los posibles daños que causan las avenidas en las cuencas del río y, a partir de esta evaluación, generar estrategias de prevención y mitigación, que contribuyan con la disminución del nivel de afectación e impactos negativos en la zona.. 12.

(13) 1. GENERALIDADES 1.1 ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN De acuerdo con Victoria Jiménez Esquivel Oceanóloga y Master en Gestión Integrada de Zonas Costeras, los sistemas de información geográfica permiten la “generación y procesamiento de todo tipo de información”(JIMENEZ ESQUIVEL Victoria 2013), aplicados en muchas áreas del conocimiento que como resultado construye una base de datos dinámica y actualizable, y sobre todo que interactúa con otros estudios generando bancos de información mucho más amplios y por consiguiente de mayor aplicación. En la actualidad son varios los estudios que mediante el uso de SIG han permitido implementar sistemas de alerta y mitigación de impactos negativos por fenómenos naturales, como en la provincia española de “Guipúzcoa, de la comunidad autónoma del País Vasco”(Etxeberria Ramírez, Paulo, Edeso Fito ,José, Brazaloa Rojo 2005).Allí mediante el uso de esta herramienta, analizaron tres fenómenos naturales frecuentes en la provincia, como lo son las inundaciones, incendios forestales y remociones en masa. En su estudio Etxeberria, Edeso y Brazaloa (2005) exponen que: Los SIG pueden emplearse con diferentes niveles de profundidad en el campo de los riesgos naturales específicamente para: 1) estudiar acontecimientos catastróficos, 2) alimentar modelos de evaluación de riesgos (limitar el uso del SIG al cálculo de alguna de las variables, de tipo espacial, necesarias en el análisis), 3) implementar alguna de las fases de la evaluación del riesgo (habitualmente la peligrosidad) 4) implementar el proceso completo de la evaluación del riesgo (determinación de la peligrosidad, la exposición, la vulnerabilidad y el riesgo por consiguiente)(Etxeberria Ramírez, Edeso Fito , Brazaloa Rojo ,2005). Igualmente, en Colombia se han desarrollado exitosamente estudios que han permitido analizar diferentes fuentes hídricas, como es el caso del río Soapaga, en Paz del Río en Boyacá, donde se identificaron los factores directos que generan la inundación entre los cuales se destacaron: “las intensas lluvias en el periodo 2012 y la inestabilidad del terreno como agente geológico, afectando la infraestructura localizada en el área de afectación”.(Ardila León,2013). En esta investigación, la teledetección fue una de las principales herramientas usadas, la cual mediante “sensores remotos permitió procesar la interacción electromagnética” (INECC,2017), en este caso entre los sensores (instalados en satélites, aviones o helicópteros) y la parte del suelo o del relieve del que se quiera obtener información. Además, se apoyaron en herramientas SIG para delimitar los predios afectados por la inundación. También se determinó la amenaza por 13.

(14) inundación en el municipio de Chía, basados en la información de vías de acceso, la hidrología, topografía y pendientes. Toda la información recopilada fue procesada en SIG generando mapas de isoyetas “determina la lluvia media en una zona” (Zambrano Ruales,2017), mapas de elevación “determina la altura de las capas en un mapa o una escena” (ARCGIS 2016) y mapa de zonas de inundación. Una vez generado el mapa de inundación, pudieron establecer que “la probabilidad de que ocurra el fenómeno en el municipio de Chía varía entre 70 y 90% a causa de la ola invernal, además se evidencia la poca pendiente del terreno, con lo cual los sistemas de drenaje trabajarían al máximo generando inundaciones.(Ardila León,2013). Tomando como referencia los estudios mencionados se podría afirmar que el uso de SIG para el análisis de la cuenca baja del río Anchicayá, permite mostrar las posibles afectaciones que ocasionan nuevas inundaciones, y a su vez las entidades encargadas, pueden realizar un manejo adecuado de la situación implementando proyectos de mitigación, prevención y atención a las comunidades afectadas. La población en riesgo, conocerá de manera precisa si se encuentra en peligro inminente, permitiendo un trabajo en equipo con las autoridades para buscar una reubicación o minimizar el impacto del evento natural. Además, el mapa de áreas de inundación es el primer paso para desarrollar de manera efectiva el mapa de riesgo por daños de inundación, que se alimenta a su vez del mapa de peligrosidad, mapa de exposición y mapa de vulnerabilidad. Con el mapa de riesgo de daños por inundación, se evalúan y determinan las variables sometidas a algún tipo de riesgo, y los niveles de afectación en cada una de las áreas propuestas. 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.2.1 Descripción del Problema. El río Anchicayá se ubica entre la ciudad de Cali y la cuidad de Buenaventura, desembocando en el Océano Pacifico. Posee gran biodiversidad y, aunque es muy caudaloso y ancho, sus aguas se vieron afectadas tras la construcción de la Represa de Alto Anchicayá, debido a que, “el mantenimiento de la misma ha causado grandes cantidades de desechos contaminantes que han sido vertidos en el rio” (Riascos 2017). Esto ha generado una disminución en la altura de la lámina de agua, además la deforestación no permite que el suelo tenga una infiltración adecuada, lo cual agrava el problema. Otros de los problemas importantes que se presentan a raíz de las inundaciones son pérdidas económicas para los campesinos que cada año pierden sus cosechas, lo que ocasiona afectaciones socio-económicas.. 14.

(15) En la actualidad, la cuenca baja del río Anchicayá no cuenta con un mapa de áreas de inundaciones que le permita minimizar el impacto negativo que se genera a partir de este fenómeno, como tampoco se ha intervenido de alguna manera en la construcción de obras civiles que permitan un manejo adecuado de las avenidas de la cuenca. Usando las herramientas SIG, se pueden delimitar o referenciar los aspectos regionales como las actividades económicas de sus habitantes, catastro actualizado, zonas de deslizamientos y derrumbes y por supuesto, mapas de áreas de inundaciones. Se hace prioritario entonces desarrollar mecanismos de intervención que permitan iniciar el proceso de prevención y mitigación de riesgos, provocados por las inundaciones en la cuenca del río, garantizando el bienestar de las poblaciones cercanas a la cuenca. 1.2.2 Formulación del problema. De acuerdo con lo anterior, se puede generar la siguiente pregunta de investigación ¿A partir de la generación de un mapa de amenaza de inundaciones usando Sistemas de Información Geográfica, se pueden establecer posibles estrategias para la prevención y mitigación de riesgos en la cuenca baja del río Anchicayá? 1.3 OBJETIVOS 1.3.1 Objetivo General. Generar un mapa de áreas inundables en la cuenca baja del río Anchicayá, Valle del Cauca, mediante el uso de sistemas de información geográfica, como herramienta para la formulación de estrategias de prevención y mitigación ante una eventual inundación. 1.3.2 Objetivos Específicos  Realizar el diagnóstico de la zona de estudio mediante la identificación de los aspectos más relevantes que influyen en la alteración del comportamiento natural del río y que inciden en las inundaciones. Generar un mapa de manchas de inundación del río Anchicayá usando Sistemas de Información Geográfica.  Proponer, a partir del mapa de inundables obtenido, posibles estrategias de prevención y/o mitigación frente al riesgo.. 15.

(16) 1.4 JUSTIFICACIÓN La realización de esta investigación está basada en el estudio de la cuenca del rio Anchicayá en el Valle del Cauca, el cual durante mucho tiempo ha presentado situaciones o episodios de inundaciones, lo que ha generado problemas en el municipio de Buenaventura. Parte de la recolección de información es caracterizar de una manera más clara el tipo de población presente en la zona de influencia de la cuenca, así como obtener información que permita la generación de un mapa de áreas de inundación usando Sistemas de Información Geográfica SIG, que permitirá que la información sea manipulada por el usuario de una manera fácil, donde una de las ventajas será que puede ser actualizable en cualquier momento según se requiera. Además, la intención de la investigación es proporcionar el mapa de áreas de inundación siendo el primer paso para desarrollar de manera efectiva el mapa de riesgo por daños de inundación, que se alimenta a su vez del mapa de peligrosidad, mapa de exposición y mapa de vulnerabilidad. En consecuencia, el uso de SIG para el análisis de la cuenca baja del río Anchicayá, permitirá mostrar las posibles afectaciones que ocasionarían nuevas inundaciones, y a su vez las entidades encargadas, podrán realizar un manejo adecuado de la situación implementando proyectos de mitigación, prevención y atención a las comunidades afectadas. Con el mapa de riesgo de daños por inundación, se evalúan y determinan las variables sometidas a algún tipo de riesgo, y los niveles de afectación en cada una de las áreas propuestas. Por los argumentos antes descritos se tiene a nivel profesional la investigación plantea un reto técnico, debido a que la recolección de información se dificulta debido a la poca literatura sobre el área de estudio, así como su caracterización a nivel general, lo que induce a un mayor esfuerzo por generar un documento que sea técnicamente soportado y avalado en su contenido. 1.5 DELIMITACIÓN 1.5.1 Espacio. El desarrollo de la investigación ocurre en el occidente colombiano, departamento del Valle del Cauca, en una zona cálida de elevada pluviosidad lo que aumenta la riqueza hídrica del lugar. Se presenta una vegetación abundante, donde se asientan pequeñas comunidades de indígenas y de afro-descendientes. La zona rural en el municipio de Buenaventura es una de las de mayor tamaño en el país y la más grande respecto al departamento del Valle del Cauca. Presenta una franja costera compuesta por esteros, manglares y caños todos en dirección a el Océano Pacifico. Los cultivos de plátano, borojó, papa china que representan sus actividades económicas prioritarias. Las cuencas 16.

(17) de mayor importancia para el municipio son río San Juan, Calima. Dagua, Anchicayá, Cajambre, Reposo, Naya. Respecto a los suelos estos son frágiles, lo que permite gran infiltración de agua lluvia cargando y aumentando los niveles freáticos lo que propicia un lugar de vida (CEDIM ESAP,1993). 1.5.2 Tiempo. La investigación tiene un tiempo promedio de un año de duración desde que se determinó el área de estudio y se presentaran documentos previos que aprobaran la continuidad y desarrollo de los objetivos acá consignados. 1.5.3 Contenido. La investigación es alimentada por los siguientes capítulos:   . Caracterización de la cuenca Río Anchicayá y recolección de información. Procesamiento de información mediante el empleo de software (SIG) Análisis de información y formulación de estrategias. 1.5.4 Alcance. El alcance de este proyecto es generar un mapa de áreas de inundación en la cuenca del río Anchicayá en el Valle del Cauca. Se usarán sistemas de información geográfica, donde se generará una base de datos alimentada con información de entidades como el IDEAM, la Corporación Autónoma del Valle CAV, entre otras. Esto con el fin de delimitar las áreas de inundación potenciales basados en los datos de registro pluviométricos, caudales, y teniendo en cuenta la topografía de la zona. Las limitaciones que se pueden presentar para el desarrollo del proyecto son: la falta de información reciente de la cuenca, sus caudales, y los datos de las precipitaciones, lo que generaría retrasos y un mapa de áreas de inundación menos preciso de lo que se pretende; la falla en el suministro de registros de imágenes satelitales del cauce del río por parte de las entidades encargadas. 1.6 MARCO DE REFERENCIA 1.6.1 Marco Teórico. 1.6.1.1Sistemas de información Geográfica Los sistemas de Información Geográfica, permiten almacenar gran cantidad de información, de modo que, al ser procesada, el usuario pueda manipularla y encontrar resultados que satisfagan su búsqueda. La bondad de este sistema la convierte en una herramienta versátil capaz de manejar información catastral, económica, poblacional, epidemiológica, 17.

(18) recreacional, fenómenos naturales, educativa, en fin, tantas categorías como se requiera. Los SIG siguen una secuencia lógica y coordinada en sus procesos, lo que permite que el usuario tenga información confiable, dependiendo exclusivamente de la calidad de la misma que reposa en su base de datos. Según Lluís Rivera Mas Grau, “La aplicabilidad de los SIG a nivel hidrológico e hidráulico se soportan en datos topográficos, geológicos, entre otros, Además los datos pluviométricos pueden determinar los niveles de aguas esperados en las cuencas, lo que en resumen permite un reporte de áreas afectadas por precipitación y dado el caso, un reporte de áreas de inundación”.(Ribera Masgrau, 2004).  Componentes de un SIG . Hardware: se requiere la disposición de un computador, que permita la entrada y salida de datos gráficos.. . Software: se empleará un SIG donde generaremos el mapa de áreas de inundación basados en la información recopilada a través de las entidades a cargo como el IDEAM.. . Bases de Datos: se alimenta por medio de datos a través de la información ingresada al software, donde se puede agrupar y manejar dependiendo de las necesidades del proyecto.. . Procedimientos: manipulación y seguimiento de instrucciones lógicas para que el software genere la información solicitada. Se apoya en manuales y soporte técnico del software usado.. . Personal: se requiere destrezas en el manejo de la información de las bases de datos así como en el manejo del software para generar los mapas o información final.(UNAD 2016)..  Entidades Geográficas Básicas  Datos puntuales: son elementos que, aunque son recogidos ya sea en campo con medios topográficos, o en fotografías aéreas, no presentan relevancia respecto a los objetos de estudio primarios. (Sáenz Saavedra,1992).  Datos lineales: elementos que poseen anchura despreciable respecto a su longitud. Pueden interpretarse como líneas, este es el caso de canales, ríos, conducciones, etc. (Sáenz Saavedra,1992).. 18.

(19) . Datos poligonales o superficiales: son aquellos elementos que su representación abarca áreas más o menos distinguibles, lo que permite visualizarlos y representarlos como una superficie. (Sáenz Saavedra,1992).. . Redes: información que permite visualizar un sentido determinado en algunos elementos. La suma de líneas y puntos permite crear redes que son caracterizadas por el operador del software, dándole propiedades o atributos que permitirán distinguir claramente por ejemplo, una carretera, una red eléctrica etc..(Sáenz Saavedra,1992)..  Inundación. el IDEAM, define las inundaciones como precipitaciones persistentes o constantes que aumentan el nivel de las aguas de un cauce, ocasionando un desbordamiento por encima de las orillas que lo contienen ya sean naturales o artificiales, provocando que la masa de agua desplazada recorra los valles o zonas aledañas y genere daños a diferentes escalas según sea cada caso en particular. Una inundación puede presentarse en zonas planas donde los niveles aumentan solo algunos centímetros y se extienden a lo largo de la llanura donde la afectación puede ser prolongada. Las crecientes súbitas se caracterizan por lluvias esporádicas, pero de gran intensidad, aumentando los caudales desde las zonas altas de la cuenca y elevando en metros la lámina de agua. Su paso puede ser devastador y causar pérdidas humanas y económicas.(IDEAM, 2014). 1.6.1.2 Afectaciones Causadas por las Inundaciones Las avenidas causan diferentes afectaciones, dependiendo de la zona, su condición topográfica, los afluentes que alimentan el rio o cuerpo de agua susceptible a desbordarse. Son muchas las causas que pueden originar una inundación, pero se podrían catalogar o agrupar en dos:  Inundaciones que se originan por ciclos naturales  Inundaciones por acciones derivadas del ser humano. Las inundaciones son susceptibles de repetirse en un periodo de tiempo determinado, evento que se presenta debido a cambios o situaciones propios en el medio ambiente, que facilita y favorece que la inundación u otro fenómeno natural se presente, este evento se conoce como periodo de retorno. Algunas actividades que el ser humano desarrolla interfieren o causan impacto negativo que provoca que estos eventos de inundación se presenten de 19.

(20) manera más frecuente y esporádica, como talar los bosques, cambiar la huella natural del río entre otros.  Mapas de manchas de inundación Permiten mostrar de manera gráfica la inundación, los alcances de la misma respecto al área aledaña o de influencia y reconocer de manera directa cuales son las poblaciones e infraestructura que podría verse afectada ante un evento de este tipo. Es un recurso indispensable para realizar una estrategia que permita la reducción del riesgo y la peligrosidad. 1.6.3 Marco Conceptual. Para el desarrollo del proyecto enfocado a la creación de mapas de inundación de la cuenca baja del río Anchicayá se hace pertinente conocer diferentes conceptos que serán recurrentes, los cuales se desarrollarán a continuación: Amenaza: según la Ley 1523 de 2012, se refiere a los eventos naturales e inducidos por el hombre, que ponen en riesgo a la población y los bienes e infraestructura que este dentro del área de afectación.(Congreso de Colombia 2012) Caudal: cantidad de fluido que pasa por un lugar en un tiempo determinado. Este varía según las condiciones topográficas y climáticas, precipitaciones y temperatura.(Círculo de lectores,1993). Inundación: fenómeno que se presenta por el aumento de las lluvias sobre una región determinada generando el desbordamiento del cauce de un rio. Los daños dependen de distintos factores y/o elementos que componen el relieve y su entorno entre los cuales están, la topografía que al tener pendientes fuertes genera mayor velocidad al agua que se desplaza sin control.(Círculo de lectores 1993). Mapa de áreas de inundación: identifica un área propensa a ser golpeada por una o varias inundaciones. Se pretende determinar la ocurrencia del evento lo más temprano posible, en un proceso de planificación y prevención, que reduzca el impacto a la comunidad y al ecosistema.(oas.org, 2017). Mitigación: la ley 1523 de 2012 busca implementar estrategias que permitan la reducción de los impactos negativos como la vulnerabilidad y la amenaza que deja un evento natural, Se aplica antes, durante y después del fenómeno, mediante reglamentos públicos y/o privados. SIG: sistemas de información geografía, permite mediante bases de datos que el usuario crea, manipular, modificar y generar información relevante respecto al 20.

(21) estudio o trabajo que esté realizando, así como la representación gráfica que es el resultado de los procesos de análisis y cálculos.(sig.cea.es,2010). Vulnerabilidad: la ley 1523 de 2012, la vulnerabilidad hace referencia a la fragilidad ante la presencia de eventos naturales, donde la comunidad puede sufrir pérdidas humanas y materiales. 1.7 METODOLOGÍA 1.7.1 Tipo de Estudio. Para darle solución a la pregunta y los objetivos planteados en este proyecto, se desarrollará una investigación mixta, ya que se recurrirá a la recolección y análisis de la información de forma cuantitativa y cualitativa. Para Hernández; Fernández & Baptista (2010) los métodos mixtos “representan un conjunto de procesos sistemáticos, empíricos y críticos de investigación e implican la recolección y el análisis de datos cuantitativos y cualitativos, así como su integración y discusión conjunta, para realizar inferencias producto de toda la información recabada y lograr un mayor entendimiento del fenómeno bajo estudio”. Bajo esta definición se puede decir que los enfoques mixtos permiten:  Lograr una perspectiva más amplia y profunda del fenómeno  El enriquecimiento de la muestra (al mezclar enfoques se mejora). Al realizar mediciones se usará el enfoque cuantitativo, es decir, se le asigna un valor numérico a la información recopilada, se medirán las variables del estudio en función de una cantidad; y, cualitativo por que se recolectarán datos sin medición numérica, como las descripciones y las observaciones de la población analizada. (Hernández ;Fernández & Baptista. 2010).. 1.7.2 Fuentes de Información 1.7.2.1 Fuentes Primarias. La información que se trabaja en este tipo de proyectos es adquirida en las entidades encargadas de controlar y verificar que los datos empleados correspondan a la vida real, es por eso que parte de esa información se recolecta a través del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM), y la Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca (CAV), AcuaValle, Gobernación del Valle del Cauca, Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC).. 21.

(22) Una vez la información es obtenida se evalúa y es seleccionada la de mayor importancia o relevancia, para seguir con la secuencia de trabajo. 1.7.2.2 Fuentes secundarias. Es toda información recopilada en esta investigación que soporta la base, obtenida de bases de datos, investigaciones de entidades, y contenidos digitales. 1.8 DISEÑO METODOLÓGICO La Figura 1 presenta la metodología propuesta para generar el mapa de manchas de inundación en la cuenca baja del río Anchicayá, Valle del Cauca, donde se muestra el tipo de información recolectada, el proceso de la misma y el resultado a entregar.. Figura 1. Metodología propuesta para el desarrollo de la investigación.. Fuente:(El autor).. 22.

(23) 2. DIAGNÓSTICO ZONA DE ESTUDIO En este capítulo se presenta una descripción general del territorio por el que transita la cuenca del río Anchicayá, así como una mirada a nivel social, y a la infraestructura con la que cuenta el municipio Para su desarrollo se tuvo en cuenta el plan de ordenamiento territorial POT, que es la normativa que rige a el municipio de Buenaventura además de estudios previos realizados por el centro de documentación e información municipal CEDIM. 2.1 CARACTERIZACIÓN ZONA DE ESTUDIO 2.1.1 Descripción de la cuenca del río Anchicayá. De acuerdo con la Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca, “El río Anchicayá cruza el Municipio de Buenaventura al sureste, Departamento del Valle del Cauca; desemboca en el Océano Pacífico. En la primera parte de su curso se conoce como río Grande. Su caudal se aprovecha en generación de energía eléctrica. Su cuenca hidrográfica limita al sur con las cuencas de los ríos Raposo y Cajambre, al occidente con el océano pacífico, al norte con la cuenca del río Dagua y al oriente con las cuencas de los ríos Claro, Jamundí y Cali”. (Corporación Autónoma Regional Valle del Cauca 2002). Los principales afluentes que nutren el río Anchicayá son: río Digua, río El Danubio, río Aguaclara, quebrada San Marcos, río Sabaletas, quebrada Bartolo y quebrada Opogodo.(Corporación Autónoma Regional Valle del Cauca 2002). La cuenca del río Anchicayá, se divide principalmente en zona alta y baja, en donde la zona alta corresponde a una superficie de 67.224 hectáreas; el 51% del área total, que se agrupa en una sub cuenca y tres micro cuencas. La zona baja posee una superficie de 63.344 hectáreas, compuesta por cinco sub cuencas y tres micro cuencas, que abarcan el 49% del territorio. (Duan 2003).. 23.

(24) Tabla 1. Caracterización de los Afluentes Principales de la Cuenca Baja del río Anchicayá. Fuente: (Duan 2003). La Tabla 1 muestra la caracterización de los afluentes principales en la cuenca baja del río Anchicayá, lo que permite conocer la distribución del territorio y la importancia que esta ocupa en referencia al municipio de Buenaventura. Al identificar estos afluentes se determina los posibles focos de inundación puesto que son aquellos que de manera directa incrementarían los niveles normales del Anchicayá, generando inundaciones.. 24.

(25) Figura 2. Ubicación Geográfica cuenca Rio Anchicayá.. Fuente: (Corporación Autónoma Regional Valle del Cauca 2000). 25.

(26) La Figura 2 presenta las generalidades de localización de la cuenca del río Anchicayá, que permite un reconocimiento de los elementos requeridos para el seguimiento y análisis de la red climatológica, como estaciones climáticas, pluviométricas, como también los límites geográficos de la cuenca, sus vías, zonas urbanas entre otras. Figura 3. Localización general cuenca del río Anchicayá.. Fuente:(Google, 2015). En la Figura 3 tomada del visor satelital de Google Earth, se aprecia la distribución de la cuenca del río Anchicayá respecto al municipio de Buenaventura en el departamento del Valle del Cauca. Esta caracterización permite conocer su nacimiento, recorrido y desembocadura, permitiendo la identificación e investigación de posibles zonas de afectación ante eventuales inundaciones.. 2.1.1.1 Selección Zona De Estudio Las inundaciones en el municipio de Buenaventura debido al desbordamiento de la cuenca del río Anchicayá han sido frecuentes en los ultimos años debido a una serie de eventos que bien pueden incrementar o elevar los niveles de daño o afectacion en el momento de una avenida. Se han presentado dos sucesos que han alterado los niveles de la cuenca, el primero de ellos se remonta al año 1925, en la construcción de la carretera Simón Bolívar, que corre paralelamente a los ríos Digua, Sabaletas, Dagua y Anchicayá, en este último se depositaron los desechos de la construcción, lo que causo efectos ambientales negativos, debidos a el aprovechamiento de la tierra colindante al río, que gracias a la carretera servía para sembrar y sacar 26.

(27) sus productos hacia Buenaventura. También se presentaron problemas de derrames no accidentales de sustancias químicas que minimizaron la pesca, y en las crecientes, el agua desbordada contamino los suelos aledaños minimizando la calidad de los productos que allí se cultivaban. En 1958 se puso en operación la planta Bajo Anchicayá, generadora de energía, y que, en su fase constructiva, desvió parte del cauce natural del río, lo que produjo efectos de inundaciones mucho más frecuentes pasando de un evento cada 10 o 12 años a dos veces en un mismo año. En 1974, se complementó el sistema con la planta del Alto Anchicayá, pero en su construcción se arrojaron gran cantidad de desechos lo que tapono la primera central.(EcuRed, 2016). Una de las más recientes publicaciones hace referencia a cinco corregimientos que estuvieron visiblemente afectados ante la ola invernal. Dichos corregimientos fueron escogidos debido a que en en el pasado fueron victimas de inundaciones, como lo refiere el diario El Tiempo en su edicion del 8 de noviembre de 2012 donde se presento daños en la vía al mar o Simón Bolivar y daños en el corregimiento numero 8 “Uno de los puntos críticos se presenta a la altura de la vereda Guaimia cuando conecta con Limones, Bogotá, San Marcos, Llano Bajo, Agua Clara y Bellavista” relató Alvaro Martán, personero de Buenaventura.(Redacción El Tiempo, 2012) Usando el visor del IGAC cartografía basica, se lograron identificar el corregimiento de Sabaletas, limones,Guaimia,San Marcos y Llano Bajo, que se encuentran en la periferia del río Anchicayá, como se aprecia en la Figura 4. Identificando que se encuentran muy cerca del area de influencia del río, con potencial de afectacion ante una eventual inundación.. 27.

(28) Figura 4. Selección zona de estudio de poblaciones aledañas a la cuenca del río Anchicayá.. Fuente:(IGAC,2017). 2.1.2 Climatología Municipio de Buenaventura. El clima en el municipio de Buenaventura, se presenta como un ambiente cálido y muy húmedo donde las lluvias son frecuentes la mayor parte del año. La temperatura promedio anual oscila entre los 25 a 27°C al nivel del mar. La región es un punto de convergencia intertropical donde las bajas presiones se unen con los vientos alisios. Esta combinación genera un ascenso de la banda nubosa a consecuencia de las diferencias de temperatura y gradiente de humedad. Respecto de las precipitaciones, se presentan en mayor frecuencia hacia las horas de la noche ya que el aire frio de las montañas circula hacia las planicies induciendo la lluvia. (CEDIM ESAP 1993). “El desplazamiento de la banda nubosa del cinturón de convergencia intertropical determina una variación de las precipitaciones en la zona Norte-central y meridional de la cuenca del Pacífico americano. Así, la zona Norte-central, que se encuentra hacia el norte y sur de la hoya hidrográfica del río San Juan, se caracteriza por dos períodos de precipitaciones. Durante los meses de abril a noviembre hay una temporada de lluvias abundantes, en el cual se recibe aproximadamente el 70% de la precipitación anual. La otra temporada es menos lluviosa y corresponde a los meses de diciembre a Marzo (cuando el cinturón nuboso se ha desplazado al sur). En esta zona se detectan precipitaciones de alrededor de 8.000 mm/año, lo que determina que sea la hoya hidrográfica con Mayor precipitación de la cuenca del Pacífico colombiano”. (CEDIM ESAP 1993) 28.

(29) En cuanto a los pisos térmicos presentes en el municipio se lograron identificar y agrupar en cuatro categorías así:  Con un área de 5.350 km2  Medio con un área de 640 km2  Frio con un área de 58 km2  Páramo con un área de 30 km2 2.1.3 Precipitación. La topografía presente en el municipio aporta algunos escenarios para inducir la lluvia en la región, esto debido a que la Cordillera Occidental interfiere en el desplazamiento de las masas de nubes que se han originado cerca de nivel del mar y que van saturadas de humedad, quedando suspendidas y condensándose lo que ocasiona poderosas cargas eléctricas al igual que lluvias fuertes, aunque las corrientes marinas, la vegetación también inciden en el origen de fuertes lluvias durante todo el año.(CEDIM ESAP 1993). 29.

(30) Figura 5. Mapa de Isoyetas anuales departamento del Valle del Cauca.. Fuente:(Grupo de recursos Hidricos-Corporación Autónoma Regional Valle del Cauca 2016b) La Figura 5Figura muestra la distribucion de las isoyetas presentes en el departamento del Valle del Cauca, lo que permite una vision global en cuanto a precipitaciones y su localizacion. Esta informacion general identifica las regiones de mayor pluviosodad en el departamento, mostrando el municipio de Buenaventura como uno de los mas afectados por la cantidad de lluvia que se presenta a través del año. 30.

(31) Figura 6. Mapa de Isoyetas cuenca del Río Anchicayá.. Fuente:(Grupo de recursos Hidricos-Corporación Autónoma Regional Valle del Cauca 2016a) La Figura 6 muestra la distribucion de isoyetas a lo largo de la cuenca del río Anchicayá, informacion que servira para caracterizar los sitios de mayor pluviosidad y como afecta directamente los niveles de la misma. El area de estudio presenta entre 6.000 y 8.000 mm/año, que según la tabla de ponderacion de la figura se deduce gran potencial de inundacion de la cuenca debido a el gran aporte de las lluvias para el aumento de los niveles regulares de la cuenca. 31.

(32) 2.1.4 Vientos y Mareas. Los vientos en esta region costera son analizados por la US Defense Mapping Agency Hidrographic Center o Agencia de Cartografía Defensa, Centro Hidrográfico de los Estados Unidos donde determinaron que la direccion mas recurrente de los vientos era la direccion sur- oeste SW, con una media anual del 51%. La frecuencia maxima es del 66% en los periodos de octubre a diciembre.(CEDIM ESAP 1993). Las mareas en Buenaventura son similares a las de la costa pacifica en general, con pequeñas variaciones en los valores de amplitud de las mismas, estas se caracterizan por la presencia de dos pleamares que son los niveles mas altos alcanzados por el agua en el mar al generar una ola y dos bajamares o puntos donde terminan las olas durante el dia, donde la amplitud media es de 3.11m. (CEDIM ESAP 1993).. 2.1.5 Balance hídrico- bahía de Buenaventura. Las batimetrias realizadas muestran un volumen de almacenamiento total o en marea alta de 49´000.000 m 3 y de 24´500.000 m3 para el volumen de almacenamiento seco o en marea baja. Esta informacion corresponde a los estimativos de escurrimiento de las zonas que drenan sus aguas en la parte interna de la bahía, que según la epoca del año, varian la cantidad de agua dulce o salada en relacion a periodos de mayores o menores lluvias. La proporcion de agua dulce versus el agua salada es del 8% para el mes mas seco, mientras que se registra el 16% para el mes mas lluvioso.(CEDIM ESAP 1993) 2.1.6 Hidrografía. La gran precipitacion presente en esta zona incrementa la riqueza hidrica con la que cuenta este municipio, que en epocas de lluvia transforma sus quebradas en un comportamiento torrencial. Sin embargo se regula gracias a la abundante vegetacion que permite una mayor infiltracion y los caudales disminuyen considerablemente en su recorrido. Los rios presentan caudales que oscilan entre 40 y 140 l/s/km2 (CEDIM ESAP 1993). Tabla 2. Distribución de áreas de las cuencas en la zona rural del Municipio de Buenaventura. Fuente: (CEDIM ESAP 1993) 32.

(33) La Tabla 2Tabla 3. Censo población Municipio de Buenaventura 2016 muestra de manera general la distribución que ocupa las cuencas en referencias a las áreas del municipio, donde el río Cajambre y Anchicayá son los que más abarcan terreno con un 36.82% más de un tercio del total lo que indica el potencial hídrico de la cuenca como la amenaza en caso de inundacion para el municipio. 2.1.7 Población territorio de la cuenca. La población a lo largo de la cuenca del río Anchicayá, en su mayoría corresponde a comunidades negras, aunque también se encuentran colonos mestizos en menor proporción, los cuales comparten territorios paralelos a la cuenca, donde es más factible la obtención de recursos conformando conglomerados y asentamientos en la ribera del rio o paralelo a las vías de acceso. (Duan 2003) Tabla 3. Censo población Municipio de Buenaventura 2016. . Fuente:(DANE 2016). Según los datos obtenidos del Departamento Administrativo Nacional de Estadística DANE y que se muestran en la Tabla 3, corresponde a la población que habita el municipio de Buenaventura y que permite conocer la distribución de la misma respecto al municipio. La población que habita la cuenca del río Anchicayá es entonces netamente rural, y por esta razón, la base de su economía es campesina, donde los núcleos familiares recurren a la agricultura y/o a la pesca para satisfacer las necesidades básicas de sus pobladores. (Duan 2003). 2.1.8 Acueducto y alcantarillado. Los sistemas de alcantarillado y acueductos en esta zona son casi nulos, debido a la poca inversión que se ha realizado para mejorar la red de suministros a las comunidades rivereñas de la cuenca del río Anchicayá. Básicamente la población se abastece del agua lluvia y de las quebradas o ríos cercanos. La disposición de los residuos y basura, se hace tirando los residuos directamente a los ríos, lo que genera problemas de salud pública, ya que esta agua es consumida por otros pobladores generado problemas estomacales e infecciosos.. 33.

(34) La parte baja de la cuenca, cuenta con un pésimo sistema de acueducto que funciona parcialmente, debido a problemas técnicos, este se encuentra ubicado en la localidad de Sabaletas.(Duan,2003). Figura 7. Distribución del sistema de acueducto municipio de Buenaventura. Fuente:( SIGOT, 2011). Figura 8. Distribución del sistema de alcantarillado municipio de Buenaventura. Fuente:( SIGOT,2011).. 34.

(35) En la Figura 7 y la Figura 8 se presenta la tasa de cobertura rural de acueducto y alcantarillado en el municipio de Buenaventura, Valle del cauca, donde la prestación de estos servicios públicos es prácticamente nula, lo que disminuye la calidad de vida de sus habitantes. Esto se traduce en problemas de salud pública para las comunidades localizadas aguas abajo de cada vertimiento, así, como incrementos en los niveles de lodos que van hacia el fondo o lecho del río minimizando con el tiempo la lámina de agua necesaria para contener la cuenca en si misma sin causar desbordamientos. 2.1.9 Sistemas de transporte y comunicación. La movilización en la región fue dramática por mucho tiempo, ya que la vía al mar o carretera Simón Bolívar, que conectaba la ciudad de Santiago de Cali con Buenaventura presentaba un deterioro casi total de su pavimento, esto a consecuencia del olvido por parte del estado que nunca tuvo mantenimiento y convirtió un recorrido mucho más largo y donde los vehículos empezaron a sufrir daños considerables debido a la condición de la carretera. A finales del 2014 se empezaron los estudios para su mejoramiento, programado en veintidós meses y que permitirá mejorar las condiciones de vida de la población, así como aumentar el turismo en la región. Cabe resaltar que la mayoría de los pobladores deben utilizar el río como medio de transporte, pero los recorridos no son continuos, lo que genera incremento en los costos, así como pérdidas para lograr comercializar sus productos. Figura 9. Distribución sistema de transporte municipio de Buenaventura. Fuente:(SIGOT, 2007).. 35.

(36) El reporte que muestra la Figura 9 permite visualizar la carencia en obras de infraestructura vial en el municipio de Buenaventura, donde los pobladores sufren las consecuencias al no contar con los corredores en condiciones mínimas de operación, lo que dificulta sus desplazamientos a otras partes de la región. Se observa la vía Simón Bolívar catalogada de cuarta categoría, es decir de transito lento, condiciones difíciles de tránsito y peligros de remoción en masa, perdidas de banca por causa de inundaciones. 2.1.10 Vivienda. Las construcciones presentes en la zona, carecen de infraestructura física adecuada, pues gran parte de ellas están hechas de material reciclado, bahareque etc. Estas a su vez no cuentan con redes de servicios públicos, ni espacios sociales, presentando hacinamiento de familias. La poca presencia institucional, la falta de controles hacia las construcciones ribereñas a la cuenca como en los costados de la vía Simón Bolívar, generan un factor de riesgo adicional puesto que esta parte de la zona, presenta inestabilidad geológica y se han generado diversas avalanchas, como en el sector de El Danubio.(Duan,2003).. 2.1.11 Sedimentación de la cuenca. La bahía de Buenaventura, presenta niveles de sedimentación generados en gran medida por las aguas que le tributan el río Anchicayá y río Dagua. Una de las causas es que la unión del agua dulce de la cuenca con el agua salada, produce floculación y sedimentación de los materiales finos que el río trae a su paso.(CEDIM ESAP 1993). A su vez la tasa de sedimentación aumentó en la cuenca del Anchicayá, debido a que, en el año 2001, la Empresa de Energía del Pacifico S.A. EPSA realizo un dragado a la represa del Bajo Anchicayá, arrojando aproximadamente 500.000m3 de lodo al lecho del río. Esto causó un desastre ambiental, tanto en la afectación directa de las especies nativas o pertenecientes a la cuenca, así como en la disminución de la lámina de agua, lo que sugiere una menor capacidad de almacenamiento y, por ende, un mayor riesgo de inundación con menor cantidad de precipitaciones. (Redacción de El País 2015). La deforestacion de la rivera del río Dagua tambien es un problema directo para la cuenca del Anchicayá, ya que la erosion que se presenta derivada de este fenómeno, aumenta los niveles de sedimentos de la cuenca, generan socavacion del cauce natural y aumentan los niveles de erosion. El río Zabaletas tambien aporta a esta condicion toda vez que se han construido zonas recreativas en su periferia llegando a la deforestacion y socavacion de sus orillas.(CEDIM ESAP 1993). Material de arrastre de los ríos. En su recorrido, las cuencas que vierten sus aguas al Oceano Pacifico arrastran depositos aluviales de gravas con diametros 36.

(37) de 3 mm hasta 500 mm o mas que pueden ser aprovechados en las construcciones civiles locales como en muros de contension o terrazas. Tambien se presentan depositos de arenas los cuales poseen un diametro menor a los 3 mm con lo cual algunas empresas extraen este material principalmente en la vereda Zacarias, Zaragoza y Citronela, explotacion que ha generado zonas criticas en la cuenca del río Dagua.(CEDIM ESAP 1993) 2.1.13 Conflicto Armado. Uno de los argumentos por el cual esta investigación no contempló una visita de campo es el conflicto armado, ya que en el municipio de Buenaventura se han presentado diversos tipos de problemas a nivel de seguridad como lo muestra Figura 10. En esta se clasifican diferentes tipos de conflictos que han sucedido en la zona de estudio escojida donde se hace un barrido desde 1999 hasta 2006 de los eventos que ocurrieron ademas de su referenciación en el mapa. Se evidencia una concentracion de hechos al margen de la ley desde Sabaletas, pasando por Limones, Guaimia,San Marcos y Llano Bajo.. Figura 10. Zonas identificadas con hechos violentos en la cuenca del río Anchicayá.. Fuente:(Franco, 2017).. 37.

(38) Plan de ordenamiento territorial Buenaventura. El plan de ordenamiento territorial, del municipio de Buenaventura, se basa en las normas que sustentan los principios y objetivos globales que le permiten actuar bajo parámetros legales. El plan de ordenamiento territorial que a continuación se referencia mediante la Figura 10, es la base fundamental para mejorar las condiciones de los habitantes del municipio de Buenaventura, ya que contempla una normativa a nivel rural y urbano, teniendo en cuenta a la mayoría de la población y plantea mejoras que permitan tener una distribución y ubicación de la población mucho más segura, en cuanto a un seguimiento de construcción técnico y en zonas que no presenten amenaza alta de desastre como zonas de inestabilidad geológica y zonas propensas a inundaciones. De igual manera se abarcan categorías de riesgo, jurídico, administrativo, histórico, geográfico, social, económico, físico entre otros, que complementen y sean útiles a la población ya sea para obtener ayudas o asesorías iniciales antes de ejecutar alguna construcción, o si por el contrario necesita el apoyo para ser reubicado generando el menor impacto posible en su persona y en su entorno familiar. (CEDIM ESAP,1993).. 38.

(39) Figura 11. Plan de ordenamiento territorial POT municipio de Buenaventura.. Fuente:(El autor).. 39.

(40) 40.

(41) 3. RECOLECCIÓN Y PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN HIDROLÓGICA 3.1 ESTACIONES METEOROLÓGICAS IDEAM “Se entiende como Estación Meteorológica el sitio donde se hacen observaciones y mediciones puntuales de los diferentes parámetros meteorológicos usando instrumentos apropiados, con el fin de establecer el comportamiento atmosférico en las diferentes zonas de un territorio”.(IDEAM ,2014). De acuerdo a lo anterior, se hace la recopilación de información de las estaciones para obtener series históricas de cada una de ellas, basados en los registros previos que allí se manejaron y que posteriormente se usaran para alimentar el SIG a partir del cual se generará el mapa de inundaciones. A continuación, se relacionan las especificaciones que tienen estas estaciones (véase la Tabla 4):. Tabla 4. Estaciones Hidrológicas Caracterizadas por Código, Variable y Periodo. Fuente:(El autor) Como se puede observar en la Tabla 4, las estaciones consultadas pertenecen al IDEAM, se clasifican por un código y por tipo de servicio; de cada una de ellas se toman los datos completos en las series, así como períodos de registro actuales.. 41.

(42) La información acá recolectada es la base para conocer como es la meteorología de la zona, las zonas de mayor impacto tras las lluvias, que permitan una caracterización desde el aspecto hidrológico más acertada. La figura 10 presenta la distribución y ubicación espacial de las estaciones tomadas para el análisis hidrológico de la cuenca del río Anchicayá, usando Google Earth en su visor o espacio satelital. Este proceso es importante para la investigación, a partir de esta información se puede determinar la cantidad de precipitación que se presenta en cada zona aledaña a la cuenca y que puede ocasionar su incremento.. Figura 12. Ubicación estaciones IDEAM en el municipio de Buenaventura.. Fuente:(Google,2015).. Recolección de información: la información hidrológica recolectada, se realizó a través del IDEAM, solicitando datos de las estaciones activas ubicadas en cercanías a la zona de estudio con lo cual se realizan cálculos posteriores que permiten alimentar el SIG. Cada estación es manipulada en Microsoft Excel, donde se tienen datos de registro históricos de una serie de años y su respectiva lectura acumulada para cada mes del año evaluado.. 42.

(43) Tabla 5. Estación Colpuertos, datos de precipitación.. Fuente:(El autor). 43.

(44) De cada estación se obtienen los promedios de cada una de las columnas correspondientes a cada mes del año, evaluado para todos los años de registro.. Figura 13. Gráfica comparativa entre estaciones usadas en el desarrollo del proyecto.. Fuente:(El autor). Como se puede observar en la Figura 13, se establecen los valores promedios de precipitación de todas las estaciones usadas para esta investigación, con ello se evidencia que la estación de Cisneros y Colpuertos presentan los mayores índices de precipitación en la mayor parte del año, siendo los meses de agosto a noviembre los que mayor volumen de lluvias presentan. De esta manera se pudo determinar que la estación Cisneros, aunque se encuentra un poco retirada de la cuenca del río Anchicayá, registra un elevado promedio en precipitación que puede tener influencia sobre las quebradas y afluentes directos que actúan o alimenta sus aguas, debido a que el terreno hacia el Anchicayá es descendente lo que induce que sus aguas serán transportadas a este sector.. 44.

(45) Figura 14. Estación Aguaclara, registro de caudales.. Fuente:(El autor). En la evaluación individual de datos procesados se tiene que la estación de monitoreo Aguaclara, que está ubicada directamente en la cuenca del río Anchicayá, registra en los últimos meses del año, los caudales más altos, a consecuencia del invierno que se presenta en dicha temporada. El valor de la media en el análisis de datos, muestra un comportamiento muy parejo para la mayor parte del año, a nivel de lluvias.. Procesamiento de información: estos datos de promedio son ingresados mediante la siguiente secuencia o protocolo para modelamiento empleando el software HYFA, realizado por el Ingeniero Fidel Alberto Pardo Ojeda, que plantea lo siguiente: HYFA (HYdrological Frecuency Analysis) es un programa desarrollado en Holanda entre los años 1989 – 1991 en ambiente DOS y que actualmente cuenta con una plataforma JAVA-Windows. Se emplean métodos estadísticos ajustados como es el Método de los Momentos (MM) que puede ser directo o indirecto, y el Método de la máxima verosimilitud (MV). Los métodos de bondad de ajuste se realizan empleando el estadígrafo tipo Chi-cuadrado. Figura 15. Software HYFA, pantalla de inicio. 45.

(46) Fuente:(Pardo Ojeda, 2013) La Figura 15 muestra el desarrollo de la plataforma y sus pasos iniciales. Para ingresar datos se presentan 2 opciones, natural (1) son datos confiables y completos, el modular (2), son confiables, pero incompletos, para este caso seleccionamos 1. El título del programa tiene formato alfanumérico que permite hasta 254 caracteres. El archivo de salida genera un back-up de respaldo que podrá ser editado.. 46.

(47) Figura 16. Valoración y entrada de datos de estaciones analizadas.. Fuente:(Pardo Ojeda, 2013). En la Figura 16 y Figura 17, se muestran los datos de entrada, en este caso los valores promedio de cada mes de todas las series, o sea 12 datos en total sobre los cuales se haran las evaluaciones estadisticas. Luego el verificador pregunta si desea corregir o no algun dato, si la respuesta es afirmativa se le dice cual y el valor correspondiente; si la respuesta es no, se digita n y este procesara dicha informacion. 47.

(48) Figura 17. Verificación de datos de entrada HYFA.. Fuente:(Pardo Ojeda, 2013). La evaluación de los descriptores estadísticos se basan en los siguientes parámetros técnicos, los cuales permiten los ajustes estadísticos:  Media  Kurtosis  Varianza  Desviación estándar  Coeficiente de variación  Bias-sesgo  Bias-Kurtosis  Sesgo La parte gráfica se escoge dependiendo del papel que se tenga, esto es, de menor a mayor o viceversa. Según la Figura 18, el análisis de frecuencia se puede realizar de acuerdo a los siguientes tipos de distribuciones:  Normal: Se establece como la distribución de probabilidad más importante, caracterizada porque es aplicable a distribuciones discretas como continuas. 48.

(49)  Dos parámetros log-Normal: se usa mucho en el cálculo de valores extremos como Qmax, Qmin, Pmax. Pmin, aunque solo tiene dos parámetros y requiere que los logaritmos de las variables estén en la media.  Tres parámetros log-Normal: Se usa para ajustar la distribución de frecuencia de variables tales como caudales mínimos, volúmenes de flujo entre otras.  Gamma  Pearson: Para las mismas condiciones de la distribución tres parámetros log-Normal.  Log-Pearson: Para las mismas condiciones de la distribución tres parámetros log Normal.  Gumbel: Una familia importante de distribuciones usadas en el análisis de frecuencia hidrológico es la distribución general de valores extremos, la cual ha sido ampliamente utilizada para representar el comportamiento de crecientes y sequias (máximos y mínimos). Figura 18. Tipos de distribuciones de libre elección en HYFA. Fuente:(Pardo Ojeda, 2013). 49.

(50) El tipo de grafica a realizar depende de la posicion de ploteo, esto es:  Normal, en papel normal  Dos parametros log-Normal, en papel log-Normal  Tres parametros log-Normal, en papel log-Normal  Gamma, en papel log-Normal  Pearson en papel log-Normal  Log-pearson, en papel log-Normal  Gumbel, en papel de Gumbel Figura 19. Tipos de papel y períodos de retorno a calcular.. Fuente:(Pardo Ojeda, 2013) 50.

(51) La Figura 19 presenta los períodos de retorno (TR) expresados en años, que se generan automáticamente, sin embargo, se puede ingresar el valor que el usuario necesite, además de los tipos de papel antes mencionados que se relacionan con las definiciones previas realizadas a los mismos. Trabaja con la probabilidad de excedencia asignada a cada valor de la muestra. Se han propuesto numerosos métodos empíricos. Si n es el total de valores y m es el rango de un valor en una misma lista ordenada de mayor a menor (m=1 para el valor máximo), la probabilidad de excedencia se puede obtener por medio de las siguientes expresiones:. . California. Ecuación 1..  Weibull. Ecuación 2..  Hazen. Ecuación 3.. La expresión más usada es Weibull, por ende, se escoge para el cálculo de las estaciones. Con las anteriores expresiones se halla lo que se conoce como distribución empírica de una muestra, esta luego se puede ajustar a una de las distribuciones teóricas presentadas anteriormente. Los resultados se dibujan en el papel de probabilidad diseñado para que los datos se ajusten a una línea recta.. 51.

(52) Figura 16. Determinación rango de validez de los datos procesados.. Fuente:(Pardo Ojeda, 2013). La determinación de los rangos de validez que presenta la figura 16, la realiza el software de manera automática una vez designado la secuencia anterior de períodos de retorno. El programa pregunta si desea una o dos colas de estadigrafos a analizar, con lo cual se determinan los rangos de validez o el rango de validez (RV), para hacer este proceso es necesario evaluar dos colas. En este punto se tienen todos los datos y se procede con el analisis.. 52.

(53) Figura 20. Muestra de resultados según necesidades del usuario.. Fuente:(Pardo Ojeda, 2013). 53.

(54) La Figura 20 muestra los procesos que anteriormente fueron solicitados por el usuario y que de una manera ordenada son agrupados y visualizados para ser editados o manejados según corresponda. Los resultados son, todos en función del período de retorno (en años) y se entregan los siguientes datos:  Períodos de retorno  Probabilidad de excedencia  Probabilidad de no excedencia  Valor estimado  Error estándar  Límites de confidencia (el más bajo y el más alto)  Permite la edición y cálculo de valores por diferentes métodos de ajuste  Datos de salida y opciones varias. Para cada una de las estaciones se realiza este mismo proceso generando un reporte individual y con este una gráfica de la distribución Gumbel que como es sabido, presenta el menor error. Para la estación Colpuertos se obtiene los siguientes valores, los cuales se identifican a continuación: Figura 21. Identificación de información generada del procesamiento en HYFA.. Fuente:(El autor). 54.

(55) Los resultados que se generaron, se agrupan para la Figura 21 en seis casillas que contienen la siguiente información: Método de los momentos: este método usado en HYFA, “permite un ajuste en la función de frecuencia acumulada en el uso del método Gumbel”.(Monsalve Sáenz, 2006). La casilla marcada con el número 1, muestra los períodos de retorno donde se realizó el análisis, la casilla 2 presenta los datos o el estado de evaluación de los mismos, que al momento de graficar se asemejan a una linea recta, las casillas 3 y 4 se refieren al límite o rango que la gráfica toma en el valor de las ordenadas, lower para la grafica por debajo de la recta inicial y upper para la superior a la misma, mostrando posibles crecientes y sequías. Para las casillas restantes 5,6 y 7 se refieren a cálculos estadísticos propios del software, que dependiendo de la necesidad pueden ser usados en análisis posteriores. Como resultado de dicho proceso, se obtiene :. Figura 22. Método de los momentos en HYFA, Estación Colpuertos. Fuente:(El autor). Uso de software SMADA La interfaz que usa el software SMADA, es un poco más elaborada en su presentación que la de HYFA, de ella se identifican las principales opciones y entrega de resultados, así como las opciones que dispone la interfaz se muestra en la Figura 23.. 55.

(56) Figura 23. Presentación interfaz SMADA, ventana principal.. Fuente:(El autor).. El protocolo desarrollado en el manejo de este software es el siguiente, en la casilla DATA, se ingresa cada valor acumulado de las tablas procesadas anteriormente del IDEAM, uno a la vez hasta completar los doce registros que se van a analizar. Luego se elige entre las opciones de distribución, la que el usuario desea, en este caso se elige distribución Gumbel.. 56.

(57) Una vez realizado estos dos pasos anteriores, se acepta el cálculo, arrojando los valores estadísticos calculados automáticamente, además de los períodos de retorno, y probabilidades. Como complemento se genera una gráfica de la distribución previamente calculada, realizando un zoom de la misma para mejorar su visualización. Para cada una de las estaciones se realiza este proceso generando el cuadro de cálculos y su grafica correspondiente.. Figura 24. Estación Colpuertos, ingreso de información y resultados de salida.. Fuente:(El autor) Una vez se han ejecutado los dos software de apoyo, se establece un cuadro comparativo que permita definir cuales de los datos arrojados presentan la mayor fidelidad y precision para ser usados en SIG. Se valoran cada una de las estaciones y sus resulados son comparados como se muestra en la Tabla 6 , teniendo en cuenta que las diferencias entre un programa y otro, esten en el orden de ±2%. En caso que no cumpla este porcentaje, se toma los valores de HYFA, pues es aquel que cumple con la normatividad ISO 9000, por tanto este metodo se uso para definir la parte hidrologica del proyecto.. 57.

(58) Tabla 6. Comparativo HYFA vs SMADA. Fuente:(El autor). 58.