ESTIMAR LA VULNERABILIDAD INTRÍNSECA DE LOS...
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ESTIMAR LA VULNERABILIDAD INTRÍNSECA DE LOS SISTEMAS ACUÍFEROS PRESENTES EN EL ÁREA DEL MUNICIPIO DE AMBALEMA, DEPARTAMENTO DEL TOLIMA, COLOMBIA DIEGO ARMANDO RUIZ GLORIA STELLA MARTINEZ UNIVERSIDAD CATOLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA BOGOTA D.C. 2015
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ESTIMAR LA VULNERABILIDAD INTRÍNSECA DE LOS SISTEMAS ACUÍFEROS
PRESENTES EN EL ÁREA DEL MUNICIPIO DE AMBALEMA, DEPARTAMENTO
DEL TOLIMA, COLOMBIA
DIEGO ARMANDO RUIZ
GLORIA STELLA MARTINEZ
UNIVERSIDAD CATOLICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERIA
BOGOTA D.C.
2015
ESTIMAR LA VULNERABILIDAD INTRÍNSECA DE LOS SISTEMAS ACUÍFEROS
PRESENTES EN EL ÁREA DEL MUNICIPIO DE AMBALEMA, DEPARTAMENTO
DEL TOLIMA, COLOMBIA
DIEGO ARMANDO RUIZ
GLORIA STELLA MARTINEZ
Trabajo de grado para obtener el título de especialista en Recursos Hídricos
ASESOR: MAURICIO GONZÁLEZ
INGENIERO CIVIL, MSC.
UNIVERSIDAD CATOLICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA DE ESPECIALIZACION EN RECURSOS HIDRICOS
BOGOTA D.C., 2015
AGRADECIMIENTOS
La realización de esta Tesis no hubiera sido posible sin el apoyo, directo o indirecto, de un
gran número de personas e instituciones durante estos últimos años. Mil agradecimientos a
todos por cada uno sus valiosos aportes:
A cada uno de mis amigos y compañeros del excelente programa de especialización de
recursos hídricos y en general a la Universidad Católica de Colombia a los docentes que
ayudaron a la formación profesional: Jorge Valero, Helmult espinoza y a Hugo Cañas, por su
contribución científica, tecnológica, de la vida personal y social.
A la empresa y su grupo técnico-profesional de trabajo SGS-ETSA S.A.S, por permitir
algunos insumos técnicos y en especial al equipo de trabajo SIG por su paciencia y enseñanza
con los cuales fue posible ampliar el conocimiento de las herramientas técnicas en entornos
geológicos.
Y finalmente, a mis padres que los amo, gracias por sus consejos, confianza, voluntad, y
apoyo para entrar, seguir y terminar este proceso, a mis hermanos Daniel, Patricia, Alexander,
Luis y Andrey, que los quiero mucho, a Liliana por su amor, ayuda, colaboración y
entendimiento. “Diego”
A Dios, quien ha sido siempre mi guía en todas las acciones de mi vida, mi esposo e hija por
su apoyo incondicional en este proyecto de vida. Agradezco a todos y cada una de las personas
que con su aporte me permitieron enriquecer los conocimientos…”Gloria”
Para
Ju
an F
elip
e y
Ale
jo
Por llegar en un momento justo.
Por ser mi fuerza y mi inspiración.
Por ser mis ganas de seguir adelante.
Por el gran amor que te tengo.
Por mil y muchas cosas más…..
TABLA DE CONTENIDO
1 GENERALIDADES ............................................................................................................................. 15
1.1 LÍNEA DE INVESTIGACION ...................................................................................................... 15
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ......................................................................................... 15
1.2.1 Antecedentes del problema ........................................................................................... 15
1.2.2 Planteamiento del problema ......................................................................................... 17
1.2.3 Pregunta de investigación .............................................................................................. 18
1.3 JUSTIFICACIÓN........................................................................................................................ 19
1.4.1 Objetivo general ............................................................................................................. 22
1.4.2 Objetivos específicos ...................................................................................................... 22
2 MARCOS DE REFERENCIA ............................................................................................................... 24
2.1 MARCO TEÓRICO .................................................................................................................... 24
2.1.1 Definición de vulnerabilidad. ......................................................................................... 25
2.1.2 Metodología GOD........................................................................................................... 27
2.1.3 Metodología DRASTIC. ................................................................................................... 29
2.2 MARCO CONCEPTUAL ............................................................................................................ 30
2.3 MARCO JURÍDICO ................................................................................................................... 34
2.3.1 Leyes. .............................................................................................................................. 35
2.3.2 Decretos. ........................................................................................................................ 35
2.3.3 Resoluciones. .................................................................................................................. 36
3 METODOLOGIA ............................................................................................................................... 38
3.1 INSTRUMENTOS O HERRAMIENTAS UTILIZADAS ................................................................... 38
3.2 FASES DEL TRABAJO DE GRADO ............................................................................................. 38
4 CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO .................................................................................... 39
4.1 CARACTERIZACION FISICA ...................................................................................................... 39
4.1.1 Geología ......................................................................................................................... 39
4.1.2 Geología Estructural ....................................................................................................... 40
4.1.3 Geología Local ................................................................................................................ 42
4.1.4 Cartografía Geológica ..................................................................................................... 46
4.2 Geomorfología ....................................................................................................................... 47
4.2.1 Unidades Geomorfológicas ............................................................................................ 48
4.2.2 Cartografía Geomorfológica ........................................................................................... 50
4.3 Hidrogeología ......................................................................................................................... 51
4.3.1 Unidades hidrogeológicas .............................................................................................. 52
4.3.2 Tipos de acuíferos .......................................................................................................... 53
4.3.3 Zonas de Recarga potencial............................................................................................ 55
4.3.4 Movimiento del Agua Subterránea ................................................................................ 60
4.3.5 Modelo hidrogeológico conceptual ............................................................................... 63
4.4 Hidrología ............................................................................................................................... 66
4.4.1 Jerarquización hidrológica .............................................................................................. 67
4.5 CARACTERIZACION CLIMATICA .............................................................................................. 69
4.5.1 Clima ............................................................................................................................... 69
4.5.2 Precipitación ................................................................................................................... 69
4.5.3 Temperatura ................................................................................................................... 71
4.5.4 Clasificación climática .................................................................................................... 72
4.5.5 Balance hídrico ............................................................................................................... 72
4.6 ANALISIS DE VULNERABILIDAD .............................................................................................. 74
4.6.1 Análisis GOD ................................................................................................................... 74
4.6.2 Análisis DRASTIC ............................................................................................................. 79
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................................................................... 98
6 BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................... 101
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Métodos para medir la vulnerabilidad de los acuíferos ............................................... 26
Tabla 2. Leyes ambientales ....................................................................................................... 35
Tabla 3. Decretos Ambientales .................................................................................................. 36
Tabla 4. Resoluciones Ambientales.......................................................................................... 36
Tabla 5. Unidades geológicas presentes a nivel regional .......................................................... 40
Tabla 6. Clasificación Geomorfológica para el área ................................................................. 49
Tabla 7. Relación de las diferentes clasificaciones para los sistemas acuíferos........................ 54
Tabla 8. Correlación de las unidades geológicas y su equivalencia hidrogeológica ................. 55
Tabla 9. Puntos de captación de aguas subterránea identificados en campo ............................. 60
Tabla 10. Red hidrográfica de la zona de estudio...................................................................... 67
Tabla 11 Parámetros morfométricos de las cuencas hidrográficas ........................................... 68
Tabla 12. Estaciones climatológicas del área, Precipitación ..................................................... 70
Tabla 13. Estaciones climatológicas del área, Temperatura ...................................................... 71
Tabla 14. Balance Hídrico Estación La Quinta ......................................................................... 73
Tabla 15. Rangos de vulnerabilidad según DRASTIC .............................................................. 80
Tabla 16 Balance Hídrico de suelo para la estación La Quinta ................................................. 85
Tabla 17 Balance Hídrico de suelo para la estación La Granja Armero ................................... 85
Tabla 18 Balance Hídrico de suelo para La estación Jerusalén ................................................. 85
Tabla 19 Balance Hídrico de suelo para La estación Venadillo ................................................ 86
Tabla 20 Balance Hídrico de suelo para La estación El Salto ................................................... 86
Tabla 21. Valor de la recarga anual calculada ........................................................................... 87
Tabla 22. Clasificación y ponderación del parámetro A ........................................................... 88
Tabla 23. Asignación de los valores para el parámetro A ......................................................... 89
Tabla 24. Clasificación y ponderación del parámetro I ............................................................. 93
Tabla 25. Valores teóricas de conductividad hidráulica asumidos para las unidades
hidrogeológicas .......................................................................................................................... 96
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Caracterización de la vulnerabilidad GOD. ................................................................ 28
Figura 2 Esquema metodológico para la vulnerabilidad de acuíferos ....................................... 32
Figura 3 Variables para determinar las áreas de recarga y descarga ......................................... 33
Figura 4 Modelo hidrogeológico conceptual ............................................................................. 34
Figura 5 Cartografía Estructural ................................................................................................ 42
Figura 6. Geología Regional ...................................................................................................... 42
Figura 7. Cartografía Geológica local ....................................................................................... 47
Figura 8. Cartografía Geomorfológica local.............................................................................. 50
Figura 9. Unidades hidrogeológicas para el municipio de Ambalema ...................................... 53
Figura 10 Análisis por componente para determinar las áreas de recarga potencial en el
municipio de Ambalema Tolima ............................................................................................... 58
Figura 11 Determinación de las áreas de recarga y descarga ................................................... 59
Figura 12. Mapa Isopiezométrico y dirección de flujo del agua subterránea ........................... 62
Figura 13 Mapa de cabeza hidráulicas resultantes de la modelación matemática..................... 63
Figura 14 Bloque hidrogeológico conceptual para el municipio de Ambalema ....................... 65
Figura 15. Cuencas Hidrográficas presentes en el Municipio de Ambalema ............................ 68
Figura 16. Representación gráfica del balance hídrico en la estación La Quinta ...................... 73
Figura 17. Parámetro G (análisis GOD) .................................................................................... 75
Figura 18. Parámetro O (análisis GOD) .................................................................................... 77
Figura 19. Parámetro D (análisis GOD) .................................................................................... 78
Figura 20. Mapa de contornos piezometrico para análisis DRASTIC ...................................... 81
Figura 21 Meses de recarga potencial, Estación La Quinta ...................................................... 84
Figura 22. Meses de recarga potencial para La estación La Granja .......................................... 84
Figura 23. Meses de recarga potencial para la estación Venadillo ............................................ 84
Figura 24 Mapa de contornos para la recarga potencial ............................................................ 87
Figura 25. Mapa del parametro A para el analisis DRASTIC ................................................... 90
Figura 26. Mapa de suelos textural del suelo en el área de estudio ........................................... 91
Figura 27. Mapa de pendientes del área del estudio .................................................................. 92
Figura 28. Mapa de pendientes del área del estudio .................................................................. 94
Figura 29. Parámetros formacionales estándar de acuerdo al tipo de roca. (1) ........................ 95
Figura 30. Distribución de conductividades Hidráulicas........................................................... 96
Figura 31. Mapa de vulnerabilidad intrínseca DRASTIC ......................................................... 97
LISTA DE FOTOGRAFÍAS
Fotografía 1 Areniscas con estratificación entrecruzada ...................................................... 43
Fotografía 2 Areniscas con estratificación paralela y entrecruzada ..................................... 43
Fotografía 3 Secuencia deposicional del Abanico de Lérida ............................................... 44
Fotografía 4 Conglomerados poligmiticos del Abanico de Lérida ...................................... 44
Fotografía 5 Bloques conglomeraticos del Abanico, vía quebrada la Joya ......................... 45
Fotografía 6 Mesas o terrazas del Abanico, vía Tajo Viejo- Chorrillo .............................. 45
Fotografía 7 Perfil de la unidad de terraza Aluvial del Río Magdalena ............................. 46
Fotografía 8 Terrazas Aluviales del Río Magdalena ............................................................ 46
Fotografía 9 Terrazas Baja del Río Venadillo ...................................................................... 46
Fotografía 10 Oríllales del Río Venadillo ............................................................................ 46
RESUMEN
Los criterios de amenaza de los acuíferos a la contaminación se alcanzan a partir del
análisis de vulnerabilidad de acuíferos convirtiéndose en un indicador ambiental y
socioeconómico importante para las áreas que serán intervenidas por actividades
antrópicas. Para la estimación de la vulnerabilidad de acuíferos se han desarrollado diversas
metodologías que para efectos del presente proyecto se han seleccionado los métodos GOD
y DRASTIC. El método GOD consiste en la evaluación de tres (3) parámetros los cuales
son valorados de acuerdo a escalas numéricas establecidas según su capacidad de
atenuación de contaminantes, y el método DRASTIC que consiste en un análisis
multicriterio que considera siete (7) parámetros para los cuales se tiene definida una escala
de valoración. A partir de las dos metodologías descritas anteriormente, se realizó la
estimación de la vulnerabilidad intrínseca de los sistemas acuíferos presentes en el área del
municipio de Ambalema, departamento del Tolima, Colombia con lo cual es posible
realizar un diagnóstico ambiental en cuanto a la vulnerabilidad propia de los sistemas
acuíferos del municipio teniendo en cuenta las actividades productivas desarrolladas en la
región, así como las condiciones hidroclimáticas regionales y locales. El análisis GOD
estableció para los acuíferos someros una vulnerabilidad intrínseca baja a moderada,
mientras el análisis DRASTIC, se estableció una vulnerabilidad intrínseca alta a moderada.
En consecuencia, la zona del municipio de Ambalema los sistemas acuíferos son
susceptibles al ingreso de contaminantes móviles producidos por la industria agrícola y
malas prácticas de disposición de residuos domésticos, para lo cual se han propuesto
medidas de manejo que coadyuven al control de la posible contaminación de las aguas
subterráneas.
Palabras clave: Acuíferos, Método GOD, Método DRASTIC, Vulnerabilidad intrínseca.
ABSTRACT
The criteria threat of the pollution aquifers are reached from the analysis of vulnerability of
aquifers become an important indicator for the areas to be intervened by human activities.
To estimate the vulnerability of aquifers have developed several methodologies for
purposes of this project are selected GOD and DRASTIC methods. The god method
involves the evaluation of three (3) parameters wich are valued according to numerical
scales established by pollutant attenuation capacity, and DRASTIC method it consist of a
multi-criteria analysis wich considers seven (7) parameters for wich you have defined a
rating scale. From the two methods described above to estimate the intrinsic vulnerability
of aquifer systems presents in the Ambalema area, Tolima department, Colombia, whereby
it is possible to perform an environmental diagnosis as to own vulnerability of aquifers
system in municipality, considering productive activities in the region as well as regional
and local hydroclimatic conditions. The GOD analysis established for aquifers little deep
low intrinsic vulnerability to moderate, while theDRASTIC analysis established a high
vulnerability to moderate. Consequently, the zone of Ambalema, the aquifer systems are
susceptible to the entry pollutants from the agricultural industry and the bad practices of
household waste disposal, for which management measures have been proposed to help
control possible groundwater pollution.
Keywords: Aquifers, GOD Method, DRASTIC Method, Intrinsic vulnerability
INTRODUCCIÓN
La vulnerabilidad propia de cada sistema acuífero es una herramienta primordial en la toma
de decisiones en cuanto a uso o la regulación de los recursos hídricos subterráneos, además
teniendo presente la actual situación de la región en cuanto a la disponibilidad del recurso
hídrico superficial es necesario proponer alternativas para el aprovechamiento de aguas
subterráneas de buena calidad.
La vulnerabilidad es una propiedad intrínseca del sistema hidrogeológico (Foster,
Fundamental concept in aquifer vulnerability pollution risk and protection strategy., 1987).
Esta propiedad no puede ser medida en campo y depende de factores como la recarga del
acuífero, características hidráulicas del suelo y de la zona no saturada y saturada (Foster &
Hirata, 2002). Además del contenido de humedad del suelo como el factor que puede
agilizar o retardar la movilidad de la sustancia (Ríos, 2008).
El creciente volumen y la complejidad de la carga contaminante arrojada, en forma
deliberada o accidental, sobre el subsuelo ha incrementado apreciablemente en las últimas
dos décadas, dando origen a serios riesgos de contaminación de aguas subterráneas,
especialmente dentro y alrededor de grandes zonas urbanas. En vista de los considerables
recursos y esfuerzos que se han invertido, y que se continuarán invirtiendo, para el
desarrollo de aguas subterráneas, es necesario implementar políticas realistas de protección
de los acuíferos. (OMS, Foster, & Caminero, 2002).
Para la caracterización hidrogeológica se empleó la información disponible en
entidades oficiales (Servicio Geológico Colombiano –SGC-, Municipio de Ambalema,
IGAC, IDEAM), así mismo, se recopilaron datos primarios en campo tales como geología,
geomorfología, geofísica, pruebas de infiltración, edafología, usados como insumo para la
aplicación de los métodos para estimación del grado de vulnerabilidad de los sistemas
acuíferos.
Geológicamente el municipio de Ambalema, está conformada por rocas ígneas,
metamórficas y sedimentarias con edades que fluctúan entre el periodo Precámbrico (2000
millones de años) y el Neógeno. Las rocas más antiguas son las metamórficas y conforman
el núcleo de la cordillera central y cuerpos pequeños arrastrados por las rocas ígneas
intrusivas; estas rocas se han asignado al Precámbrico y Paleozoico. Se puede decir a
grandes rasgos que la conformación actual del territorio es el resultado de la conjunción de
procesos geológicos complejos que han actuado desde el pasado.
El levantamiento orogénico andino en el terciario, genera la regresión del mar
cretáceo, ocasionando un gran período erosivo, desgastando y re moldeando las unidades
existentes y proporcionando condiciones de depositación discordante a las nuevas unidades
litológicas de tipo continental. Este acontecimiento geológico ocasiona que el territorio
Tolimense, especialmente en el área del Valle Medio del Magdalena, fuese moldeado por
flujos de alta energía, generados por los sistemas glaciales que cubrían buena parte de la
cordillera central; los cuales fueron, fundidos por el calor de nuevas erupciones volcánicas,
formando avalanchas aluvio-torrenciales que descendieron por los valles de los ríos,
depositando rocas y sedimentos en el piedemonte de la cordillera central sobre el valle del
río Magdalena, formando los abanicos aluviales entre los ríos Lagunilla y Recio (Acosta &
all., 2002)
El municipio de Ambalema se encuentra localizado al Nororiente del Departamento
del Tolima, en la región central de Colombia. Desde el punto de vista geológico y
fisiográfico el territorio de Ambalema se encuentra totalmente en la denominada
“Depresión interandina del río Magdalena” unidad fisiográfica conocida como Valle del
Magdalena, enmarcada en las estribaciones de las cordilleras Oriental al este y Central al
oeste; el área municipal se encuentra en el límite entre las llamadas cuenca media y alta del
mencionado valle del Magdalena.
La división político administrativa del municipio se encuentra organizada en cuatro
(4) centros poblados, pertenecientes a la cabecera municipal y nueve (9) veredas en la zona
rural. La economía del municipio de Ambalema se basa actualmente en la actividad
agrícola, específicamente la producción de arroz, algodón, sorgo y ajonjolí, cultivos cuyos
sistemas de riego son suministrados por los ríos Lagunilla y Recio.
En cuanto al comportamiento de la precipitación, se presentan lluvias intensas en los
meses de abril y mayo para el primer semestre y en septiembre y octubre para el segundo
semestre y dos periodos de baja precipitación entre noviembre y marzo y junio a agosto,
correspondiendo a un comportamiento de precipitación mono modal.
1 GENERALIDADES
1.1 LÍNEA DE INVESTIGACION
Al tenor de la posible problemática en cuanto al recurso hídrico subterráneo en el
municipio de Ambalema (Tolima) se ha enmarcado el proyecto dentro de la línea de
investigación de “Saneamiento de comunidades” del grupo de investigaciones en agua y
medio ambiente de la Universidad Católica de Colombia.
Se pretende que al realizar el estudio se logre determinar la posible afectación de los
acuíferos presentes en el área mediante herramientas metodológicas que posteriormente
permitan proponer medidas y recomendaciones que hagan más eficiente el uso del recurso
y mitiguen la afectación de las actividades antrópicas sobre los sistemas acuíferos.
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.2.1 Antecedentes del problema
En Colombia entidades como el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios
Ambientales de Colombia (IDEAM), el Servicio Geológico Colombiano (SGS) –Antes
INGEOMINAS–, las corporaciones autónomas regionales (CAR´s) y el Ministerios de
Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS); se vinculan directamente al cuidado y la
preservación del recurso hídrico subterráneo.
El recurso hídrico proveniente de los sistemas acuíferos representan un gran
potencial para el desarrollo sostenible de la nación, teniendo en cuenta que
aproximadamente el 31% del agua dulce del país está contenida en sus acuíferos y es
necesario que este potencial sea debidamente estudiado, valorado cualitativa y
cuantitativamente, dado que constituye una oferta alternativa, que, en muchas áreas, ya está
siendo utilizado sin planificación ni manejo (IDEAM, 2010).
El desarrollo de la Política Nacional para la Gestión Integral de Recursos Hídricos –
PNGIRH– implementadas por el MADS y el IDEAM han generado el Programa Nacional
de Aguas Subterráneas en Colombia, el cual ha facilitado herramientas confiables para el
aprovechamiento y conservación del patrimonio hídrico subterráneo; tales como El Estudio
Nacional del Agua (Capítulo 4 oferta y uso de agua subterránea en Colombia); el desarrollo
del Sistema de Información Ambiental de Colombia; la propuesta metodológica para la
evaluación de la vulnerabilidad intrínseca de los acuíferos a la contaminación y la guía
metodológica para la formulación de planes de manejo ambiental de acuíferos.
El MADS y la Autoridad Nacional de Licencias Ambientales ANLA; han generado
lineamientos para la presentación y la caracterización del áreas a licenciar para exploración
y explotación de recursos naturales, conocidos como Términos de Referencia. Este tipo de
documentos permiten generar una línea base para la caracterización de áreas específicas;
pero por su carácter industrial no son de dominio público.
Estas publicaciones dan lineamientos para realizar diagnósticos ambientales en
cuanto en la evaluación de la vulnerabilidad propia de los sistemas acuíferos; además de la
evaluación hidrogeológica, se realizara una caracterización hidroclimática se realizara con
los datos aportados por las estaciones de los Municipio de Lérida, Armero, Venadillo y
San Juan de Río Seco. Las cuales cuentan con datos de precipitación y temperatura
multianuales de los últimos 20 años.
Otro de los entes oficiales que aporta al conocimiento hidrogeológico es el SGC; el
cual presenta el Atlas Nacional de Aguas Subterráneas que es una compilación de los
diferentes estudios hidrogeológicos locales y regionales realizados por el antiguo
INGEOMINAS y otras entidades; la cual fue consignada en mapas temáticos a escala
1:500.000.
A nivel regional el departamento del Tolima, cuenta con algunos estudios que
permiten realizar un análisis más detallado en cuanto las características de las unidades
hidrogeológicas y su rango de vulnerabilidad intrínseca de los sistemas acuíferos presentes
en el municipio de Ambalema, estos se relacionan a continuación:
Estudio General de Suelos y Zonificación de Tierras del Departamento de
Cundinamarca, Instituto Geográfico Agustín Codazzi (2000).
Estudio General de Suelos y Zonificación de Tierras del Departamento de Tolima,
Instituto Geográfico Agustín Codazzi (2004).
Levantamiento geológico de las planchas 226 Líbano. Esc: 1:100.000 Memoria
explicativa. INGEOMINAS 2002.
Geología de la plancha 226, Líbano. Esc 1: 100.000 INGEOMINAS, 2002.
Mapa Geológico y Memoria Explicativa del Departamento de Tolima escala
1:300.000. INGEOMINAS, 2001.
Atlas de Nacional de Aguas Subterráneas; Plancha y memoria técnica 5-09; escala
1:500.000; 2002.
Aspectos hidrogeológicos del pozo Lérida Ciudad Regional Resurgir No. 033 de
1986; INGEOMINAS.
Por último, a nivel local el municipio de Ambalema, donde se desarrollara el
proyecto se ha analizado la información disponible en las entidades gubernamentales –
Esquema de Ordenamiento Territorial, E.O.T, 2004– y estudios locales del SGC, que
permitan establecer los parámetros hidráulicos de las unidades acuíferas aflorantes en el
área de estudio.
1.2.2 Planteamiento del problema
Aunque el territorio colombiano tiene buena oferta hídrica, el 72% de las reservas
corresponden a aguas subterráneas, lo que las convierte en una alternativa estratégica para
hacer frente a disminuciones de caudal por variabilidad y cambio climático. A nivel local,
el municipio de Ambalema se encuentra en la cuenca sedimentaria del Valle Medio del
Magdalena; la cual contiene el 4.5% de total de las reservas hídricas subterráneas
(Rodriguez, 2010).
La gran cantidad de estos recursos hídricos para un país que solo demanda 35 km3
anuales, presentan perdidas por ineficiencias en los sistemas de riego, en los procesos
industriales y en los acueductos; no obstante, muchas regiones sufren por el acceso limitado
al recurso y la mala calidad (Beleño, 2011).
Además la mala distribución de los recursos hídricos en Colombia por sus
condiciones fisiográficas, divide o provee al país de diferentes zonas climáticas con
condiciones hídricas especiales; por ejemplo: zonas donde la pluviosidad es muy alta como
el Pacífico colombiano y otras zonas donde apenas llueve, como en La Guajira (Beleño,
2011).
En general, el recurso hídrico superficial y según el IDEAM, la oferta hídrica en el
país experimenta una disminución progresiva a causa de las limitaciones de uso por la
calidad del agua, afectada por la contaminación producto de las actividades
socioeconómicas e industriales, por los aportes de sedimentos provenientes de fenómenos
erosivos y por los procesos de degradación de las cuencas. (Zamudio, 2012).
Esto sumado a los efectos del calentamiento global, que genera cambios climáticos
cada vez más extremos, afecta las cuencas en el país porque se ve sometido a ciclos
hidrológicos más intensos y menos espaciados (Poveda en Beleño, 2011).
En Colombia pese a ser un territorio de abundante disponibilidad de agua, no
optimiza bien sus recursos hídricos generando problemas en la disponibilidad para muchos
municipios. Esto se evidencio en todo el país el invierno del año 2010, cuando una
importante parte del país se vio afectados por fenómenos de inundaciones, pero aun así hay
problemas de abastecimiento y calidad. Por otro lado, problemas de contaminación y el mal
uso del suelo; además de la falta de gestión son algunos de los ingredientes del peligroso
coctel de desperdicio del líquido que, tarde o temprano, cobrará factura. (Beleño, 2011).
1.2.3 Pregunta de investigación
¿Cómo es el comportamiento de los sistemas acuíferos presentes en el municipio de
Ambalema ante la presencia de contaminantes antrópicos?
1.3 JUSTIFICACIÓN
Colombia se encuentra en una ubicación geográfica privilegiada, el cual permite el
desarrollo de las tres cadenas cordilleras asociadas con la orogenia Andina –actualmente
activa–, que brinda una variada de pisos térmicos y zonas con amplias coberturas vegetales
que aportan y conservan el recurso hídrico; por desgracia las actividades agroindustriales,
la mala planeación urbanística de las comunidades y el inadecuado manejo de los residuos
domésticos e industriales; han deteriorado aspectos de calidad y disponibilidad del recurso.
Hace algunos años Colombia era considerada como el sexto país con mayor oferta
hídrica del mundo según la (Food and Agriculture Organization of the United Nations,
2014), "con precipitaciones anuales promedio de 1.800 mililitros –cuando en el resto de
naciones del planeta son de 900 mililitros–, cerca de 720 mil cuencas hidrográficas y
alrededor de 10 ríos con caudales permanentes" (Anales del Concejo de Bogotá D.C.,
2013). Aunque, estas aguas presentan serios problemas de calidad, debido al gran impacto
ambiental ocasionados por los sectores agrícolas, industrial y doméstico se generan cerca
de 9 mil toneladas de materia orgánica al año.
La sociedad colombiana de ingenieros en el 2013, presento los resultados del
balance hídrico nacional realizado por el IDEAM y cuyas conclusiones son desalentadoras
“Se prevé que hacia el 2015 el 66% de los municipios estarán en alto riesgo de
desabastecimiento de agua, y para el 2025 las dificultades cobijarían al 69% de las
poblaciones del país” (Sanchez, 2013). Adicionalmente, esta oferta se reduce en un 38% en
un año seco medio con respecto a un año medio (IDEAM, 2011).
A la vez expone que “La baja inversión en infraestructura sanitaria y saneamiento
básico tanto pública como privada en un gran porcentaje de los municipios del país, se ve
reflejado en la carencia de redes de alcantarillado y plantas de tratamiento de aguas
residuales domésticas e industriales, proliferación de pozos sépticos y redes de
alcantarillado en mal estado. Con base en informe de 2011 de la Superintendencia de
Servicios Públicos, de un total de 231 municipios, solo un 18% cuenta con agua apta para el
consumo humano, es decir, 189 municipios recibieron agua no potable, lo que representa un
82%”(Sánchez, 2013).
El mal manejo de los residuos domésticos tanto líquidos como sólidos en la mayoría
de los municipios del territorio colombiano, ha llevado que la mayoría de los contaminantes
líquidos se vierta directamente a los ríos y la disposición de los residuos sólidos generados
en el área rural se realiza a través de quemas a cielo abierto, acumulación y disposición en
celdas al interior de los Predios o acopio de residuos en vías y en áreas cercanas a las orillas
de los cuerpos de agua.
Estos sistemas de disposición de residuos a cielo abierto generan lixiviados que se
infiltran a través de las unidades permeables contaminado los sistemas acuíferos. El
municipio de Ambalema cuenta con un botadero a Cielo Abierto cuyas medidas de manejo
no dan cumplimiento a la normatividad vigente relacionada.
Por tal motivo se hace necesario realizar una caracterización apropiada de cada uno
de los sistemas acuíferos del municipio de Ambalema, con el fin de determinar la
susceptibilidad de cada uno de los sistemas vulnerables a contaminantes relativamente
móviles y/o persistentes o bien, a eventos de contaminación continuos, causados durante
largos periodos de tiempo. Además de proponer algunas medidas o recomendaciones que
hagan más eficiente el uso del recurso y mitiguen la afectación de las actividades antrópicas
descritas.
Con respecto a la calidad del agua, se estima que apenas un 11% de la carga
contaminante (DBO) generada por los sectores doméstico, industrial y cafetero son
removidos a través de tratamiento, y que actualmente se están vertiendo un promedio de
2.026 toneladas de carga orgánica biodegradable al día. Las cargas más altas de
contaminantes están asociadas a grandes centros urbanos, como Bogotá y Medellín, y los
municipios aledaños (IDEAM, 2011).
Colombia es además un país considerado de alta vulnerabilidad a la variabilidad y al
cambio del clima. Esta vulnerabilidad se manifiesta en eventos como la intensificación o
mayor periodicidad de fenómenos como El Niño y la Niña (ENOS), sequías e
inundaciones, y reducciones de la escorrentía en zonas como la región Andina y el Caribe,
donde se concentra la mayor parte de la población. De acuerdo con el índice de riesgo a la
variabilidad y cambio climático (Kreft & Eckstein, 2013).
Teniendo en cuenta este escenario, es necesario ampliar el conocimiento acerca de
hidrología subterránea (Hidrogeología), para realizar la valoración del recurso en cuanto a
la calidad y disponibilidad. La calidad del recurso hídrico subterráneo, está supeditado a
varios factores físicos y biológicos que dan cierto grado de protección natural a los sistemas
acuífero; de ahí nace en concepto de vulnerabilidad. Esto es debido a la posible
susceptibilidad a la contaminación de cada sistema acuífero. Teniendo en cuenta que en el
caso de un posible vertido que pudiese afectar a un acuífero, la contaminación es difícil de
detectar desde superficie y a la vez es costosa su limpieza.
El término vulnerabilidad a la contaminación de las aguas subterráneas fue
introducido a fines de los años 60 (Margat, 1968) refiriéndose al hecho que la zona no
saturada del separar al acuífero, proporcionan normalmente un cierto grado de protección a
las aguas subterráneas frente a contaminantes. Cuando esas unidades “protectoras” son
poco potentes, entonces el acuífero será más sensible o susceptible a ver su agua degradada
químicamente.
El municipio de Ambalema sustenta su economía en la agricultura intensiva
enfocada a los cultivos transitorios como arroz, algodón, maíz, sorgo, y soya; en la
modalidad de cultivos intensivos, es decir que el área de siembra está ocupada todo el año,
ya sea por un monocultivo como el arroz o en rotación con otros cultivos.
El cultivo de arroz por inundación es el más representativo. Se aprovecha el recurso
agua mediante la captación conducción y uso (riego) de fuentes naturales (río Recio,
Lagunilla, Venadillo y Magdalena), el agua es dirigidas a las áreas de siembra mediante
canales (naturales o construidos) y es suministrada al cultivo de acuerdo a su edad
fisiológica; una vez suple la necesidad el agua retorna a la red de canales y aguas abajo
irriga otras áreas de siembra, finalmente drenan al río Magdalena. Las etapas del cultivo de
arroz son: quema química o física del área a cultivar, preparación del suelo y siembra por
medio de mecanización, control de malezas (Glifosatoamina, 2-4D, cromaxo), control de
enfermedades (Azufre, mancoceb, propilet), plagas (ivermetrina, dipronil, organofosforados
y carbamatos), fertilización y la etapa final de cosecha por medio mecánico. (Forero, 2014)
Las aplicaciones de los plaguicidas de acuerdo al área de siembra se realiza por
medio aéreo mediante la utilización de avionetas para fumigación; y en áreas pequeñas con
bomba fumigadora estacionaria o móvil. La presentación de los plaguicidas es en bolsa
plástica, caneca plástica y costales en fibras para el caso de los fertilizantes; la generación
de estos residuos sólidos en las grandes haciendas los recogen las empresas distribuidoras
de agroquímicos bajo programas de post consumo, siendo obligación de los agricultores
entregar las canecas o recipientes con triple lavado; pero las bolsas plásticas y frascos a
nivel de pequeño agricultor se desconoce su ubicación final.
Por otro lado, en los acuíferos al estar el agua en los poros de las rocas, no es visible
el estado de la calidad de esta agua. Es más difícil siempre detectar la contaminación de un
acuífero. A esto hay que sumarle la lentitud con que circula el agua subterránea. Así desde
que una partícula de contaminación entra en un acuífero, hasta que llega a salir de él
pueden transcurrir de ciento a miles de años. Por ello, la contaminación de los acuíferos es
difícil de eliminar.
1.4 OBJETIVOS
1.4.1 Objetivo general
Determinar la vulnerabilidad intrínseca de los sistemas acuíferos presentes en el área del
municipio de Ambalema (Tolima, Colombia).
1.4.2 Objetivos específicos
Realizar la caracterización hidrogeológica e hidroclimática de la zona para
determinar el valor de la recarga potencial en el área.
Estimar el grado de vulnerabilidad propia de los sistemas acuíferos siguiendo las
metodologías GOD y DRASTIC.
Comparar los resultados obtenidos con las metodologías aplicadas y emitir un
concepto cualitativo del grado de protección natural frente a la contaminación
antrópica.
2 MARCOS DE REFERENCIA
2.1 MARCO TEÓRICO
El término vulnerabilidad a la contaminación de las aguas subterráneas fue introducido a
fines de los años 60 (Margat, 1968) refiriéndose al hecho que la zona no saturada del
separar al acuífero, proporcionan normalmente un cierto grado de protección a las aguas
subterráneas frente a contaminantes. Cuando esas unidades “protectoras” son poco
potentes, entonces el acuífero será más sensible o susceptible a ver su agua degradada
químicamente.
Para estimar la vulnerabilidad a la contaminación de las aguas subterráneas existen
diferentes métodos los cuales pueden resumirse en: a) métodos de índice y superposición,
los cuales evalúan la vulnerabilidad de manera cualitativa y relativa, su dependencia al
volumen de información y al conocimiento del sistema hacen que la evaluación implique
un alto grado de subjetividad; b) los modelos de simulación, cuantifican el tiempo de viaje
de la sustancia hasta la superficie del agua y requieren una gran cantidad de información; c)
los modelos estadísticos, donde la vulnerabilidad se expresa como una probabilidad de la
contaminación. (Lindstrm, 2005).
Desde aquellos tiempos el concepto de la vulnerabilidad ha cambiado de la mano
con el avance en los sistemas computacionales y desarrollo de base tipo SIG que han
permitido de una forma más fácil y eficiente involucrar diferentes variables que pueden
incidir en la posible contaminación de un sistema acuífero, aun así y pese a estos avances
hoy en día no se ha logrado un consenso a nivel mundial a cerca de una definición clara y
precisa de dicho concepto.
Actualmente existen dos corrientes principales este sentido, la primera liderada por
aquellos que consideran a la vulnerabilidad como una propiedad referida exclusivamente al
medio (tipo de acuífero y cobertura, permeabilidad, profundidad, recarga, etc.), sin tener en
cuenta la incidencia de las sustancias contaminantes (vulnerabilidad intrínseca) y otra
representada por los que sí le otorgan, además del comportamiento del medio,
trascendencia al tipo y carga del contaminante (vulnerabilidad específica). Adicionalmente
a esto, existe discrepancia acerca de si a la vulnerabilidad debe mantenerse en un marco
cualitativo o pasar a un escenario de tipo cuantitativo.
2.1.1 Definición de vulnerabilidad.
Desde la introducción del término “vulnerabilidad del agua subterránea a la
contaminación” según (Margat, 1968), se han dado numerosas definiciones, calificaciones
y metodologías sobre éste, buscando una mejor interpretación espacio temporal de la
misma, (Foster & Hirata, 1991), (Carbonell, 1993), (Zaporozec, 1994). Una definición útil
y consistente es la dada por (Foster, 1987), éste considera la vulnerabilidad a la
contaminación del acuífero como aquellas características intrínsecas de los estratos que
separan la zona saturada de la superficie del terreno, lo cual determina su sensibilidad a ser
adversamente afectado por una carga contaminante aplicada en la superficie.
La distinción entre dos tipos de vulnerabilidad: intrínseca o natural, la cual no
considera atributos ni comportamientos de contaminantes particulares y la vulnerabilidad
específica, que valora un sólo tipo o grupo de contaminante de propiedades similares, fue
propuesta por (Vrba, 1998). Dado que no existen datos y recursos suficientes para realizar
una evaluación específica para cada sustancia o cada actividad contaminante como sugieren
(Andersen, 1987) argumentando que es científicamente más consistente; según (Foster,
2002) un índice de vulnerabilidad absoluto integrado es un marco de referencia para la
evaluación del peligro de contaminación de las aguas subterráneas y formulación de
políticas de protección.
La vulnerabilidad subterránea respecto a un plaguicida -fue definida por
Environmental Protection Agency de EUA (EPA)- como la “facilidad con que un
contaminante aplicado en la superficie, puede alcanzar al acuífero en función de las
prácticas agrícolas empleadas, las características del plaguicida y la susceptibilidad
hidrogeológica”. Esta definición incorpora, además de las condiciones del medio, las
propiedades del contaminante y las prácticas de cultivo (EPA., 1991).
La vulnerabilidad del acuífero a la contaminación, representa su sensibilidad para
ser adversamente afectado por una carga contaminante impuesta (Foster, 1991). En este
caso al citar a una carga contaminante impuesta, los autores parecen referirse solamente a
una contaminación de origen artificial, mientras que la vulnerabilidad a la contaminación,
como la tendencia de los contaminantes a localizarse en el sistema de agua subterránea,
luego de ser introducidos por encima del acuífero más somero (Carbonell, 1993). En este
caso el autor considera solamente la acción de los contaminantes.
Distintas definiciones aparecen posteriormente como “una propiedad intrínseca del
sistema de agua subterránea que depende de la sensibilidad del mismo a los impactos
humanos y/o naturales” (Zaporozec, 1994). De la definición se desprende que los autores
incluyen en la misma tanto al sistema subterráneo como a los contaminantes y dentro de
estos a los artificiales y a los naturales y “la vulnerabilidad a la polución expresa la
incapacidad del sistema para absorber las alteraciones, tanto naturales como artificiales”
(Custodio, 1995). Vuelven a aparecer aquí procesos naturales y/o artificiales, como
potenciales generadores de la alteración.
Actualmente existen diversas metodologías para determinar y evaluar la
contaminación de las aguas subterráneas por las actividades de la industria petrolera. (Ver
Tabla 1.); en esencia la mayoría coincide en determinar la vulnerabilidad en función de las
características intrínsecas del medio, así pues la vulnerabilidad intrínseca es definida como
la sensibilidad del acuífero para ser adversamente afectado por una carga contaminante
expuesta (Foster & Hirata, 1991).
Tabla 1. Métodos para medir la vulnerabilidad de los acuíferos DRASTIC GOD SINTACS EPIK EKv ΔHT´
D Profundidad de
la tabla freática
G Tipo de
acuífero
S Profundidad
del agua E
Características
del epikarst
E
Espesor de la
sección
subsaturada
ΔH
Diferencia de
potencial
hidráulico
R Recarga Neta I Infiltración
P Cobertura
edáfica A Litología N Zona
subsaturada
DRASTIC GOD SINTACS EPIK EKv ΔHT´
S Suelo
O Litología
T Tipo de suelo
I Infiltración T Topografía A
Características
del acuífero
Kv
Permeabilidad
vertical de la
sección
subsaturada
T´
Trasmisividad
vertical del
acuitardo
I
Impacto en la
zona
subsaturada D Profundidad
del acuífero
C Conductividad
hidráulica K Red Kárstica
C Conductividad
hidráulica S Topografía
Fuente: Modificado de vulnerabilidad de acuíferos, conceptos y métodos
2.1.2 Metodología GOD.
La metodología GOD fue desarrollada para estimar el riesgo de contaminación de
un acuífero cuando no se cuenta con muchos datos, éstos no son confiables o no cubren la
totalidad del área de estudio (Foster, 1987). Dicho método, determina la vulnerabilidad
intrínseca por lo que no tiene en cuenta el tipo de contaminante.
Este método establece la vulnerabilidad del acuífero, como una función de la
inaccesibilidad de la zona saturada, desde el punto de vista hidráulico a la penetración de
contaminantes y la capacidad de atenuación de los estratos encima de la zona saturada
como resultado de su retención física y la reacción química con los contaminantes (Foster
& Hirata, 1991).
La metodología GOD se basa en la asignación de índices entre 0 y 1 a tres variables
principales que son las que forman su nombre:
DI: Distancia a la tabla de agua. Se refiere a la profundidad estimada a la que se
encuentra el nivel freático y/o estático. A menor distancia, mayor será el grado de
vulnerabilidad del acuífero ya que este, estará expuesto de forma más rápida a la
contaminación por un contaminante externo.
O: Ocurrencia del agua subterránea. Se refiere al tipo acuífero que se está
investigando. Varía desde acuíferos libres hasta confinados. Siendo más vulnerables a
aquellos acuíferos que están expuestos de forma directa con la superficie (libres) o
están cubiertos por pequeñas capas menos permeables (cubiertos).
S: Sustrato litológico. Se refiere al tipo de unidad litoestratigráfica que se encuentra
enciman del acuífero estudiado. Siendo más vulnerables aquellos acuíferos que están
supra yacidas por texturas más granulares.
Estos tres parámetros se multiplican para obtener una valoración de la
vulnerabilidad desde 0 (despreciable) hasta 1 (extrema):
A su vez cada variable posee valores entre cero y uno, entre mayor es el valor, más
desfavorable es la condición, ver Figura 1 ( (Foster & Hirata, 1991).
Figura 1 Caracterización de la vulnerabilidad GOD.
Fuente: Adaptado de Foster e Hirata, 1991
De acuerdo con los resultados del presente estudio, se identificaron los
parámetros característicos de vulnerabilidad de acuerdo con la metodología GOD,
caracterizando los acuíferos presentes en el área de estudio calibrando cada uno de los
parámetros GOD y precisando los resultados de la vulnerabilidad.
2.1.3 Metodología DRASTIC.
Uno de los métodos más difundidos a nivel internacional para el estudio de vulnerabilidad
de acuíferos es el método DRASTIC, cuyo nombre se deriva de un acrónimo que incluye
los parámetros o variables de interés para su análisis, propuesta por la EPA (Aller, 1987) y
el cual consiste en un sistema basado en siete parámetros hidrogeológicos:
D (Depth) profundidad del nivel freático bajo la superficie del terreno (numérico).
Influye en el tiempo de tránsito.
R (Recharge) recarga que recibe el acuífero (numérico). Influye en el tiempo de
tránsito.
A (Aquifer) litología y estructura del medio acuífero (por categorías). Influye en la
renovación del agua en el acuífero.
S (Soil) tipo de suelo (por categorías). Influye en el transporte de masa de
contaminantes no conservativo.
T (Topography) pendiente del terreno (numérico por categorías). Influye en la
evacuación de aguas con contaminantes por escorrentía superficial y subsuperficial.
I (Impact) Naturaleza de la zona no saturada (por categorías). Influye en el transporte
de contaminantes reactivo.
C (Conductivity) Conductividad hidráulica (permeabilidad) (numérico). Influye en la
renovación del agua en el acuífero.
El índice de vulnerabilidad obtenido es el resultado de sumar los productos de los
diferentes parámetros por su factor de ponderación, W y el puntaje asignado a cada
parámetro, R. El rango posible de valores de DRASTIC está comprendido entre 23 y 226
puntos siendo más frecuentes valores entre 50 y 200 puntos. Los intervalos de
vulnerabilidad se definen en función de la aplicación (Bear, 1992).
La asignación de índices que van de 1 a 10 de cada una de las variables definidas
previamente. El índice 1 indica la mínima vulnerabilidad y el 10 la máxima; además de lo
expresado, a cada variable se le asigna un peso o ponderación, de acuerdo a la influencia
respecto a la vulnerabilidad. Para el peso ponderado se emplean índices entre 1 y 5,
adoptando los autores el mayor (5) para la profundidad del agua (D) y la litología de la
sección subsaturada (I) y el menor (1) para la topografía (T).
Ambos índices se multiplican y luego se suman los 7 resultados, para obtener un
valor final o índice de vulnerabilidad, cuyos extremos son 23 (mínima) y 230 (máxima),
aunque en la práctica el índice dominante varía entre 50 y 200. El método DRASTIC
también considera la incidencia de las actividades agrícolas, en particular de los pesticidas.
El índice de vulnerabilidad obtenido a través del método DRASTIC es el resultado
de la interacción de varios parámetros, cuyas ponderaciones son cuestionables y en ciertos
casos no independientes, pudiendo dar origen a situaciones en que parámetros relevantes,
tales como la litología del suelo, quedan ocultos por otros parámetros menos importantes,
tales como la movilidad del contaminante en la zona saturada (Foster, 1995).
2.2 MARCO CONCEPTUAL
Con el fin de realizar la delimitación, clasificación y cartografía de las unidades
hidrogeológicas, áreas de recarga y descarga, determinar el movimiento de flujo hídrico
subterráneo, se utiliza las aplicaciones tecnológicas que ofrecen los SIG, lo cual permite
contar con una serie de elementos, tanto en el almacenamiento como la actualización de la
información de los componentes, así como la existencia de una base cartográfica única para
cada uno de ellos, dando la posibilidad de integrar toda la información en un plano.
En general, la caracterización hidrogeológica se elabora con base en la revisión de
información secundaria, considerando la información de la geología regional, identificación
de estructuras y unidades geológicas capaces de contener y almacenar agua, haciendo
relación con parámetros hidráulicos de las formaciones.
Las formaciones geológicas se clasificaran en unidades hidrogeológicas, aplicando
los criterios que establece el SGC de acuerdo a las características litológicas; se considera
además los parámetros hidráulicos observados (porosidad, permeabilidad). En resumen,
para la realización de la caracterización hidrogeológica se tendrá en cuenta:
Recopilación de información bibliográfica de la zona de estudio, que contiene además
información geológica, estructural e hidrogeológica.
Revisión de bases de datos disponibles en la Corporación autónoma para obtener datos
de los acuíferos y captaciones.
Caracterización de los acuíferos aplicando la información que arrojan los sondeos
eléctricos verticales (SEV´s).
Para la elaboración del mapa hidrogeológico es necesario identificar las fuentes de
recarga y descarga de las aguas subterráneas, identificándose que en general las zonas de
infiltración de agua superficial para alimentar los acuíferos está en las partes más altas
siguiendo la topografía (hacia las partes más bajas) los cual determina la dirección redes de
flujo del agua, para el levantamiento de información este ítem aplicaran los conceptos y la
elaboración cartográfica, se aplica la simbología definida por el Servicio Geológico
Colombiano.
La caracterización de las unidades litológicas presentes en el área de interés, se
realiza a partir de las actividades de análisis y verificación de información secundaria y
trabajo de campo. La información secundaria analizada corresponde a:
Estudio General de Suelos y Zonificación de Tierras del Departamento de
Cundinamarca, Instituto Geográfico Agustín Codazzi (2000).
Estudio General de Suelos y Zonificación de Tierras del Departamento de Tolima,
Instituto Geográfico Agustín Codazzi (2004).
Levantamiento geológico de las planchas 226 Líbano. Esc: 1:100.000 Memorias
explicativas. INGEOMINAS 2002.
Geología de la plancha 226, Líbano. Esc 1: 100.000 INGEOMINAS, 2002.
Mapa Geológico y Memoria Explicativa del Departamento de Tolima escala
1:300.000. INGEOMINAS, 2001.
EOT de los municipios de Ambalema (2004).
Además se realizaron descripciones litológicas y levantamientos de datos
estructurales en cortes de carreteras, taludes, canteras, cauces de quebradas y en los
afloramientos presentes en el área del proyecto. En cada uno de los puntos de observación
se realizó la respectiva georeferenciación y el registro fotográfico.
La Figura 2 presenta el esquema metodológico para la realización del plano de
Vulnerabilidad intrínseca de los sistemas acuíferos presentes en el municipio de Ambalema.
Figura 2 Esquema metodológico para la vulnerabilidad de acuíferos
Fuente: Diseño propio de los autores
Para el caso de la Hidrogeología permite ubicar zonas de recarga y descarga de agua
subterránea debido a que la presencia de cierto tipo de suelo, vegetación, topografía y
Obtención de información base Características del área de
estudio Análisis de la información
Procesamiento de
información
Digitalización de la
información base
Implementación del
SIG
Litología
Geología Estructural
Topografía (DEM)
Profundidad de la tabla
de agua
Tipos de suelo
Coberturas Vegetales
Precipitaciones
Preparación y montaje en Gis de los planos
temáticos.
Plano Hidrogeológico
Plano de Pendientes
Plano de permeabilidad del suelo
Plano de Precipitaciones
Plano de Vulnerabilidad intrínseca de los sistemas acuíferos
Tipo de acuíferos
Geometría de la Cuenca
Topografía
Mapas de Pendientes
Dirección del flujo
Subterráneo
Mapa de Uso del Suelo
Mapa de Isoyetas del valor
Recarga Potencial
manifestaciones del afloramiento / ausencia de agua, son respuesta de los sistemas de flujo
(Toth, 2000).
Según (INAB, 2003) los factores que afectan la recarga hídrica son: clima, suelo,
topografía, estratigrafía geológica, cobertura vegetal y el escurrimiento. La Figura 3 ,
muestra un esquema de las variables analizadas para determinar las zonas de recarga y
descarga del área.
Para determinar el modelo para la identificación de las zonas potenciales de recarga
hídrica, el cual se basa en el análisis práctico de cinco elementos que tienen relación directa
en la determinación de zonas con altas o bajas posibilidades para que se dé la recarga
hídrica. Utilizando la metodología propuesta que consiste en otorgarle criterios valores a
los elementos propuestos en el modelo da un número que se ubica dentro de un rango, que
indica la posibilidad para que ocurra la recarga hídrica en cada sitio evaluado (Matus,
2007). La ecuación o formula se describe a continuación:
ZRP = Pen*(0.27) + Ts*(0.23) + Tr*(0.12) + Cve*(0.25) + Us(0.13)
Figura 3 Variables para determinar las áreas de recarga y
descarga
Fuente: Diseño propio de los autores
A partir del modelo geológico y de sus características observadas en las masas
rocosas, se realizara una caracterización de las diferentes unidades hidrogeológicas
presentes en el área de estudio, considerando las propiedades y características litológicas de
Litología
Geoformas y pendientes
Tipo de Suelo
Cobertura Vegetal
Uso del Suelo
Zonas Potenciales de Recarga y Descarga
los materiales como empaquetamiento, fracturamiento, porosidad, permeabilidad,
definiendo parámetros como:
Espesor
Litología
Características hidráulicas como los niveles de la tabla de agua.
Propiedades fisicoquímicas del agua subterránea
Una vez que se tienen definidos los diferentes elementos base, se plantea un
modelo conceptual el cual consiste en un modelo lógico donde se representan las
condiciones, procesos y capacidad de los acuíferos, el cual permite estimar el volumen de
agua a explotar, el comportamiento y además puede ser de instrumento para prevención de
afectaciones al agua subterránea, tal como se muestra en la Figura 4.
Figura 4 Modelo hidrogeológico conceptual
Fuente: Diseño propio de los autores
2.3 MARCO JURÍDICO
Para el desarrollo del marco jurídico del presente proyecto se tuvo en cuenta en
primera instancia la Constitución Política de Colombia, la cual señala en los Artículos 8, 79
y 80 que es deber del Estado proteger la diversidad e integridad del ambiente, conservar las
áreas de especial importancia ecológica, fomentar la educación para el logro de estos fines,
planificar el manejo y aprovechamiento de los recursos naturales para garantizar su
desarrollo sostenible, su conservación, restauración o sustitución.
Igualmente importantes en materia de recursos naturales renovables y medio
ambiente, se tienen en cuenta las normas legales y reglamentarias que se enuncian a
continuación:
2.3.1 Leyes.
En la siguiente tabla se enuncian las leyes ambientalmente relevantes para el proyecto:
Tabla 2. Leyes ambientales
Ley Título
Decreto Ley 2811 de 1974 Por el cual se dicta el Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y No Renovables.
Protección al medio ambiente.
Ley 99 de 1993
Por el cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente, se reordena el sector público encargado de la
gestión y conservación del medio ambiente y los recursos naturales renovables, se organiza el
Sistema Nacional Ambiental SINA y se dictan otras disposiciones
Ley 373 de 1997 Por la cual se establece el programa para el uso eficiente y ahorro del agua.
Ley 489 de 1998
Artículo 32: Establece que todas las entidades y organismos de la administración pública tienen la
obligación de desarrollar su gestión acorde con los principios de democracia participativa y
democratización de la gestión pública. Para ello, podrán realizar todas las acciones necesarias con el
objeto de involucrar a los ciudadanos y organizaciones de la sociedad civil en la formulación,
ejecución, control y evaluación de la gestión pública.
Artículo 34: Sobre el ejercicio del control social de la administración. Cuando los ciudadanos decidan
constituir mecanismos de control social de la administración, en particular mediante la creación de
veedurías ciudadanas, la administración estará obligada a brindar todo el apoyo requerido para el
ejercicio de dicho control.
Art. 35: Sobre el ejercicio de la Veeduría ciudadana.
Política Ambiental para la
gestión integral de residuos o
desechos peligrosos (16 de
Dic. 2005):
Presenta los principios, objetivos, estrategias en el marco de la gestión integrada en el ciclo de vida
del RESPEL. Igualmente establece en materia de residuos y desechos peligrosos competencias para
las autoridades ambientales y para la autoridad sanitaria.
Ley 1259 del 19 Diciembre de
2008 Establece el comparendo ambiental.
Fuente: Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible
2.3.2 Decretos.
Tabla 3. Decretos Ambientales
Decreto Título
Decreto 2811 de 1974 Por el cual se dicta el Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio
Ambiente.
Decreto 2580 de 1985 Reglamenta los procesos judiciales necesarios para imponer servidumbre pública.
Decreto 877 de 1976 Se señalan prioridades referentes a los diversos usos del recurso forestal, a su aprovechamiento y al
otorgamiento de permisos y concesiones.
Decreto 1608 de 1978 Por el cual se reglamenta el Código Nacional de los Recursos Naturales Renovables y de Protección
al Medio Ambiente y la Ley 23 de 1973 en materia de fauna silvestre.
Decreto 1541 de 1978
Modificado por el Decreto
2858 de 1981
Por el cual se reglamenta la Parte III del Libro II del Decreto - Ley 2811 de 1974: “De las aguas no
marítimas” y parcialmente la Ley 23 de 1973.
Decreto 901 del 1 de abril de
1997 Ministerio del Medio
Ambiente
Trata sobre el manejo de vertimientos de residuos líquidos.
Decreto 475 del 10 de marzo
de 1998 Ministerio de Salud
Pública
Trata sobre el manejo de las concesiones de aguas.
Decreto 1594 de 1984
Por el cual se reglamenta parcialmente el Título I de la Ley 9 de 1979, así como el Capítulo II del
Título VI -Parte III- Libro II y el Título III de la Parte III -Libro I- del Decreto - Ley 2811 de 1974
en cuanto a usos del agua y residuos líquidos.
Decreto 838 de 2005 Por el cual se modifica el Decreto 1713 de 2002 sobre disposición final de residuos sólidos y se
dictan otras disposiciones
Decreto 1575 de 2007 Por el cual se establece el Sistema para la protección y control de la calidad del agua para consumo
humano
Decreto 3930 de 2010
Por el cual se reglamenta parcialmente el Título I de la Ley 9ª de 1979, así como el Capítulo II del
Título VI -Parte III- Libro II del Decreto-ley 2811 de 1974 en cuanto a usos del agua y residuos
líquidos y se dictan otras disposiciones.
Fuente: Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible
2.3.3 Resoluciones.
Tabla 4. Resoluciones Ambientales
Resolución Título
Resolución 2309 del 24 de
febrero de 1986 Ministerio
de Salud Pública
Trata sobre el manejo de residuos sólidos.
Resolución 189 del 15 de
julio de 1994 Ministerio del
Medio Ambiente
Trata sobre el manejo de residuos sólidos.
Resolución 1045 de 2003
MAVDT Se adopta la metodología para la elaboración de los planes de gestión integral de residuos sólidos.
Resolución 872 de 2006
MAVDT
Por la cual se establece la metodología para el cálculo del índice de escasez para aguas subterráneas
a que se refiere el Decreto 155 de 2004 y se adoptan otras disposiciones.
Resolución 0062 de 2007 (30
de Marzo).MAVDT.
Por la cual se adoptan los protocolos de muestreo y análisis de laboratorio para la caracterización
fisicoquímica de los residuos o desechos peligrosos en el país.
Resolución 2115 de 2007.
Ministerio de Ambiente,
Vivienda y Desarrollo
Territorial
Por medio de la cual se señalan características, instrumentos básicos y frecuencias del sistema de
control y vigilancia para la calidad del agua para consumo humano.
Resolución 1514 del 31 de
Agosto de 2012
Por la cual se adoptan los términos de referencia para la elaboración del plan de gestión del riesgo
para el manejo de vertimientos
Resolución 1207 del 25 de
julio de 2014 Por el cual se adoptan disposiciones relacionadas con el uso de aguas residuales tratadas
Fuente: Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible
3 METODOLOGIA
3.1 INSTRUMENTOS O HERRAMIENTAS UTILIZADAS
En cuanto a las técnicas e instrumentos que se utilizan para el logro del desarrollo
de los objetivos de este proyecto de investigación y teniendo en cuenta lo anteriormente
descrito en el enfoque y el tipo de investigación, este proyecto se trabaja desde un análisis
documental, dado que se trabaja a partir de los datos que surgen de la indagación a las
instituciones o entidades de índole gubernamental en Colombia, los cuales se convierten en
el insumo para el proceso analítico; asimismo la caracterización y descripción de los
elementos físicos de la cuenca sedimentaria y su relación con el flujo subterráneo permite
establecer o predecir su comportamiento con los agentes contaminantes móviles originados
entrópicamente.
3.2 FASES DEL TRABAJO DE GRADO
Para lograr un acertado trabajo en el logro de las metas planteadas en los diferentes
objetivos propuestos, este proyecto se desarrolla en cinco (5) fases a saber: una vez
aprobado el anteproyecto inicia la fase de revisión de información secundaria para esto se
contará con la información de entidades como el Instituto de Hidrología, Meteorología y
Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM), el Servicio Geológico Colombiano (SGS) –
Antes INGEOMINAS–, las corporaciones autónomas regionales (CAR´s) y el Ministerios
de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS), la fase de verificación o control de campo,
para esto se programa una visita de campo de 15 días; posteriormente el análisis de
información (tratamiento y depuración de la información), seguido de la elaboración del
informe o trabajo de grado y por último se realizara la sustentación o la presentación de los
resultados a la comunidad educativa.
4 CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO
4.1 CARACTERIZACION FISICA
4.1.1 Geología
Geológicamente el área de interés está conformada por rocas ígneas, metamórficas y
sedimentarias con edades que fluctúan entre el periodo Precámbrico (2000 millones de
años) y el Neógeno. Las rocas más antiguas son las metamórficas y conforman el núcleo de
la cordillera central y cuerpos pequeños arrastrados por las rocas ígneas intrusivas; estas
rocas se han asignado al Precámbrico y Paleozoico.
A finales de cretáceo, se origina una regresión del mar por el levantamiento
orogénico andino en el terciario, se genera un gran período erosivo, desgastando y
remoldando las unidades existentes y proporcionando condiciones de depositación
discordante a las nuevas unidades litológicas de tipo continental. Este gran acontecimiento
geológico ocasiona que en la cuenca de sedimentación del Valle Medio del Magdalena ,
especialmente en el área de Ambalema, fuese moldeado por flujos de alta energía,
generados por los sistemas glaciales que cubrían buena parte de la cordillera central; los
cuales fueron, fundidos por el calor de nuevas erupciones volcánicas, formando avalanchas
aluvio -torrenciales que descendieron por los valles de los ríos, depositando rocas y
sedimentos en el piedemonte de la cordillera central sobre el valle del río Magdalena,
formando los abanicos aluviales entre los ríos Lagunilla y Recio.
En el Departamento de Tolima, afloran rocas sedimentarias de edad Cretácea a
Neógeno. Con depósitos consolidados y no consolidados del Pleistoceno–Holoceno, que
cubren el restante de la superficie y hacen parte de las planicies del Valle Medio del
Magdalena. Ver Tabla 5.
Tabla 5. Unidades geológicas presentes a nivel regional Cuenca sedimentaria del Valle Medio Del Magdalena
Jerarquía Geológica Descripción Litológica
Depósitos aluviales y coluviales
Terrazas aluviales Arenas, gravas y limo
Conos Aluviales (Abanico de Lérida)
Arenas tobáceas con fragmentos de rocas efusivas, intrusitas y metamórficas.
Las primeras se encuentran en proporción del 90% y corresponde a Andesitas y
Dacitas provenientes del Volcán-Nevado del Ruiz.
Formación Mesa
En la base, arcillolitas y areniscas con algunos lentes de lapilli de pómez, cenizas
y tobas; luego unidades de coladas piroclásticas de tobas dacíticas y, finalmente,
arenas y areniscas volcánicas, lentes de pómez y de conglomerados de andesita,
dacita y granodiorita, más frecuentes hacia el tope.
Grupo Honda Areniscas arcillosas y con niveles conglomeráticos de color gris verdoso,
ocasionalmente coloración rojiza
Formación La Cira Lodolitas areniscas y capas delgadas de carbón
Formación Santa Teresa Arcillolitas y lodolitas con intercalaciones de limolitas y areniscas de cuarzo de
grano fino a conglomeratico
Formación San Juan de Río Seco Arcillolitas y lodolitas intercaladas con areniscas, gravas y conglomerados hacia
la parte inferior intercalaciones de lutitas y areniscas.
Formación Hoyón
Paquetes de conglomerados polimigticos con algunas intercalaciones de
areniscas hacia la parte intermedia niveles arcilloso y en su parte superior
paquetes gruesos de conglomerados.
Formación Seca
Lutitas rojas con intercalaciones de areniscas, arcillolitas y lodolitas pardo
grisáceo con nódulos de caliche, intercalaciones de arena de cuarzo de grano fino
en capas cuniformes
Formación Tabla Arenitas finas de cuarzo en capas gruesas
Fuente: Diseño propio de los autores
Las unidades aflorantes en esta región se comparan con las propuestas por De Porta
(1966) para el Valle del Magdalena y por Rodríguez & Ulloa (1994 b); esa secuencia
empieza de base a techo por la Formación Hoyón, Formación San Juan de Río Seco,
Formación Santa Teresa, el Grupo Honda y la Formación La Mesa; además de los
depósitos cuaternarios recientes compuestos por abanicos aluviales, depósitos aluviales y
terrazas.
4.1.2 Geología Estructural
La geología estructural tiene relación con procesos endógenos desde el interior de la
litósfera, las cuales se manifiestan en la superficie, en estructuras como fallas y pliegues en
algunas unidades geológicas. El Valle Medio del Magdalena se encuentra ubicado en el
llamado Bloque Andino, región sometida a interacción de las Placas de Nazca y
Suramericana. Cuyos rasgos morfotectónicos, están relacionados con posibles fenómenos
distensivos en el Jurásico y compresivos en el Cenozoico (Oligoceno - Mioceno), a los que
se asocia el levantamiento de las cordilleras y la formación de la depresión del Magdalena
(Núñez, 1997). Los esfuerzos de compresión principal, orientados en sentido general este-
oeste, ocasionaron deformaciones de la corteza terrestre, en su mayoría pliegues y fallas
geológicas; algunas de estas últimas de mucha importancia en evaluación de la amenaza
sísmica, por ser fuentes sismogénicas activas.
La Falla de Honda pone en contacto la Formación Mesa con el Grupo Honda al
norte del área de Ambalema presenta una dirección aproximada norte-sur. Se considera
como un sistema complejo de fallas de cabalgamiento hacia el oeste, con innumerables
planos arqueados que buzan hacia el oriente y que tienden a juntarse en profundidad
(Mojica et al, 1988). Estudios realizados por Vergara (1989) en la región, le permitieron
identificar rasgos morfológicos característicos de actividad tectónica cuaternaria,
especialmente al norte de Honda. Estos rasgos son facetas triangulares, drenajes y valles
alineados, bloqueo de drenajes, entre otros. Sin embargo, estos datos sólo le permitieron
establecer que esta estructura es potencialmente activa, requiriéndose investigaciones
adicionales para determinar el grado de actividad de esta falla, de la cual Ramírez (1975) y
Vergara (1989), creen que tuvo relación con el hipocentro del sismo de junio de 1805 que
devastó la zona norte del Tolima. (En las Figura 5 y Figura 6 se muestran los respectivos
mapas).
Figura 5 Cartografía Estructural Figura 6. Geología Regional
Basado en Modelo de Elevación Digital con resolución 30 metros por Pixel.
Fuente: Modificado de Barrero & Vesga, 1976 (plancha geológica Líbano, 226).
4.1.3 Geología Local
Grupo Honda
Las rocas y sedimentos del Grupo Honda en el área de Ambalema, se encuentran
representados en la parte inferior, por areniscas y arcillolitas de color rojo y gris, con
algunos conglomerados, con escasos fragmentos de origen volcánico. Luego, se presentan
intercalaciones de conglomerados, conglomerados arenosos, areniscas con abundantes
fragmentos volcánicos, en menor proporción arcillolitas. En la parte superior hay
predominio de capas rojas de lutitas y areniscas de grano fijo sin fragmentos volcánicos.
Las areniscas basales, son de grano fino con matriz arcillosa, bien seleccionadas y
levemente deleznables, estos paquetes se encuentran bien consolidados. Como un rasgo
característico del paquete arenoso del Grupo Honda, es la presencia de estratificación
cruzada y plano paralela mostrando cambios en las condiciones de energía en el momento
de la depositación. (Fotografía 1 y Fotografía 2).
Fotografía 1 Areniscas con
estratificación entrecruzada
E 917.190; N 1.026.147
Fotografía 2 Areniscas con
estratificación paralela y entrecruzada
Formación Mesa (Tsm)
De acuerdo con la descripción de Porta (1965), el miembro inferior consta de
bancos de gravas arenosas formadas por cantos de rocas volcánicas dacíticas y andesíticas
(65%), cantos de rocas metamórficas, plutónicas, cuarzo y chert (35%), con algunos bancos
de arenas tobáceas y arcillas caoliníticas blancas. El Miembro Bernal-sivas (70%) y gravas
con cantos de pumitas que, en muchas ocasiones, son el constituyente único. El miembro
superior o Lumbí, consiste en bancos de arenas tobáceas, con lentejones a manera de
rellenos de canal de pómez, y algunos bancos de arcillas blancas, caoliníticas. Este grupo se
expresa geomorfológicamente en la zona Nororiental, como cerros y colinas disectadas de
extensión regional que comprenden antiguas llanuras de origen fluvio-volcánico,
localizadas a diferente altitud y constituidas por capas o estratos horizontales, los cuales
están sometidos, actualmente, a un ataque fuerte de los agentes erosivos, que han
transformado su morfología original. Las geoformas resultantes son cerros en forma de
mesas, entre 50 y 300 m de altura, con escarpes, cañones y algunos pequeños conos o talud
de derrubios. A menudo las colinas y lomas aparecen separadas por algunos valles
estrechos producto de la depositación de material que ha sido removido de estos mismos
cerros.
Depósitos cuaternarios
Abanicos Antiguos Qca-Cono Aluvial de Lérida y/o Abanico de Lérida- (Qca)
Rocas de origen fluviovolcánico y se extiende a ambos lados del río Recio, al
occidente de Ambalema en las veredas Chorrillo, Mangón Tajo Medio, Boquerón y Sector
Pajonales. Está constituido por varios depósitos potentes de flujos de lodo de origen
fluviovolcánico, de más de 80 metros de espesor (Mojica y otros, 1985a), con cantos y
bloques de rocas efusivas, pumitas, rocas metamórficas, rocas plutónicas y cuarzo. El perfil
estratigráfico del Abanico de Lérida; uno ubicado en el cruce de la carretera Palobayo-
Ambalema con el río Recio y el otro cerca de la confluencia del río Recio en el Magdalena.
En la primera secuencia predominan los depósitos de flujo de lodo; aunque también hay
secuencia de sedimentos de origen fluvial. El conjunto presenta baja consolidación, tiene
mala selección y los fragmentos líticos son de composición volcánica y en menor
proporción ígneas intrusivas y metamórficas, esporádicamente cuarzo. (Fotografía 3 y
Fotografía 4).
Fotografía 3 Secuencia deposicional del
Abanico de Lérida
E 915.509 N 1.021.568
Fotografía 4 Conglomerados
poligmiticos del Abanico de Lérida
E 915.797 N 1.021.987
Abanicos Recientes (Qcar)
En la vía Palobayo-Ambalema se observa la parte superior del abanico, constituido
por un depósito conglomerático de origen torrencial, en donde se observan bloques y cantos
generalmente redondeados, con tamaño variable entre algunos decímetros y hasta un metro
de diámetro, en una matriz limoarenosa de color pardo.
Las geoformas resultantes de esta unidad litológica corresponden a varios niveles de
terrazas medias y altas, disectadas por los efectos de la erosión especialmente en la parte
inferior del abanico; el escurrimiento difuso igualmente ha afectado toda la zona,
S N E
R
W
removiendo los sedimentos finos superficiales del abanico. El relieve actual muestra zonas
planas y casi planas digitiformes que se prolongan a lo largo del abanico, que en algunos
casos se prolongan hasta perderse suavemente en la llanura aluvial, pero en la mayoría de
los casos el abanico termina con una ruptura de pendiente, con taludes fuertes. El
escurrimiento difuso igualmente ha afectado toda la zona, removiendo los sedimentos finos
superficiales del abanico. (Fotografía 5 y Fotografía 6).
Fotografía 5 Bloques conglomeraticos
del Abanico, vía quebrada la Joya
E 917.379 N 1.023.233
Fotografía 6 Mesas o terrazas del
Abanico, vía Tajo Viejo- Chorrillo
E914.459 N 1.027.210
Depositos Aluviales (Qal)
Son acumulaciones de gravas y arenas las cuales aparecen ligeramente por encima
de los cauces actuales de los Ríos Lagunilla y Recio donde se depositaron y por debajo de
la meseta formada por el cono aluvial de Lérida. Aparecen recostadas contra el Río
Lagunilla, desde la confluencia en este del Río Bledo hasta la desembocadura del Río
Lagunilla en el Río Magdalena. La unidad se caracteriza por estar conformada
superficialmente por un estrato limoarenosos bien seleccionados de hasta 1,5 m de espesor;
depositados sobre un paquete conglomeraticos de matriz arenolimoso y tamaño de clastos
de hasta 5 cm de diámetro. Otra de las características relevante es su expresión
geomorfológica plana a ligeramente plana generando sabanas de gran extensión y que son
utilizadas por la comunidad como una amplia zona de cultivos. (Fotografía 7 y Fotografía
8).
S N
70 cm
E W
Fotografía 7 Perfil de la unidad de terraza
Aluvial del Río Magdalena
E 918.386 N 1.019.503
Fotografía 8 Terrazas Aluviales del Río
Magdalena
E 914.459 N 1.027.210
Depósitos Aluviones Recientes (Qalr)
Son depósitos altamente permeable de gravas, arenas y en menor proporción
Arcillas, restringidos a los cauces actuales del Río Lagunilla, Recio y Venadillo; así como
de algunas quebradas. Los depósitos de los Ríos mayores, presentan mayor sedimento,
mayor selección y tamaño y gran variedad de composición; destacándose las rocas ígneas y
metamórficas, su extensión y espesor tiene relación directa con la corriente que los forma.
La expresión morfológica de estos depósitos se caracteriza por presentar unas pendientes
planas que se encuentran dentro de las llanuras de inundación. (Fotografía 9 y Fotografía
10).
Fotografía 9 Terrazas Baja del Río
Venadillo
E 913.515 N 1.013.616
Fotografía 10 Oríllales del Río
Venadillo
E913.515 N 1.013.616
4.1.4 Cartografía Geológica
E W
2 m
W
W E E W
2m
La elaboración del cartografía geológica para el proyecto consistió básicamente en
plasmar la información obtenida en campo en un mapa geológico, como complemento de la
fase de campo y adicional a esto elaborar y justificar de manera escrita, las observaciones
de campo, con una breve descripción de las unidades mapeadas, sus características
geológicas más relevantes. Como insumo base se parte de las unidades planteadas en la
plancha 226 de escala 1:100.000 del Servicio Geológico Colombiano, apoyado de la
cartografía del Esquema de Ordenamiento Territorial (EOT) del municipio de Ambalema la
cartografía, la interpretación de la imagen multiespectral Rapideye 5 metros combinado con
el modelo de elevación digital con una resolución de 30 metros por Pixel del IGAC (2010).
Ver Figura 7.
Figura 7. Cartografía Geológica local
Fuente: Diseño propio de los autores
4.2 Geomorfología
La zona presenta una geomorfología muy variable, producto de la actividad erosiva
y el control estructural, observándose franjas caracterizadas por materiales de diferentes
Convenciones
Drenaje_sencillo
Vías y caminos
Estructura Geológica
Tipo
Falla cubierta
F Anticlinal Inferido
F Anticlinal
Municipio
Lagunas
Drenaje_Doble
Unidad Geologica
NOMBRE
Ca, Cauce de Rio
Qal, Depósitos Aluviales
Qalr, Depósitos Aluviales Recientes
Qca, Abanico Aluvial de Lérida
Qcar, Abanico Aluviales Recientes
Tsm, Grupo Mesa
NgQh, Grupo Honda
resistencias. De acuerdo con esta morfoestructura, se puede concluir que la disección
diferencial selectiva ha jugado un papel muy importante en el modelado del relieve,
caracterizado por la presencia de capas duras alternando con capas menos resistentes
concordantes o débilmente concordantes, haciendo que el relieve se disponga de acuerdo a
este modelo estructural.
Toda el área de estudio forma parte de la depresión del Magdalena. Durante el
terciario, sedimentos provenientes de la Cordillera Central se depositaron en el Valle del
Río Magdalena y formaron una gran terraza la cual se disectó para dar actualmente un
aspecto de colinas. Los materiales geológicos de estas colinas corresponden a las
formaciones Honda y Mesa, constituidos por detritos volcánicos andesíticos y dacíticos
generalmente muy deleznables y de fácil erodabilidad. Posteriormente, a principios del
cuaternario, durante una época de intensa actividad volcánica, se depositaron de forma
rápida y caótica gran cantidad de materiales de flujos de lodo y aglomerados que se
extendieron en formas de abanico que cubrieron amplios sectores; a este tipo de formación
corresponde el abanico de Lérida y del abanico de la sierra. Los materiales de estos
abanicos se presentan muy consolidados y con numerosas disecciones profundas hechas por
las corrientes de agua que bajan de las partes altas. El río Magdalena que le sirve de límite
oriental al municipio, muestra en esta parte varios niveles de terrazas en la planicie aluvial.
4.2.1 Unidades Geomorfológicas
Para la elaboración de este apartado se describen las formas del terreno siguiendo la
metodología planteada por Carvajal, 2012 en la propuesta de estandarización de la
geomorfología colombiana, en el cual se consideran cuatro aspectos principales como son
morfogénesis, morfografía, morfo estructura y Morfodinámica. Esta Metodología es una
estrategia útil para la delimitación de unidades físicas y ambientales, basado en el
acercamiento paisajístico, en el cual se realizan levantamientos de reconocimiento (Mapeo
a escala pequeña), levantamiento a semidetalle y levantamiento detallado (intensa
verificación de campo y menor extrapolación de fotografías aéreas). Además esta
metodología hace alusión a las formas del terreno con fines de conocimiento de la
evolución de los suelos e involucra sus elementos formadores como son el clima, el relieve,
el material parental y el tiempo, expresando estas características como unidades
geomorfológicas y de paisaje.
Para la elaboración de la geomorfología se interpretó imagen de sensores remotos
Rapid EYE resolución 5 m y software Arc GIS 10.1. Las unidades de origen sedimentario
que han sido levantadas por efectos tectónicos dando origen a las formas actuales del
relieve. Se correlaciona con la vertiente occidental de la Cordillera Oriental y corresponde a
los sistemas de crestas, laderas y ramificaciones que se desprenden de la cuchilla,
geológicamente está constituido por rocas del Neógeno.
Hacia el sector más suroriental comprende las pendientes mayores e involucra áreas
con inestabilidad potencial (zonas potencialmente inestables), las cuales están asociadas
con zonas de falla. Sobre el área cordillerana son frecuentes los deslizamientos (golpes de
cuchara) y deslizamientos traslacionales asociados con manejos inadecuados del suelo, mal
manejo de aguas y taludes inestables de las carreteras veredales. El solevantamiento de la
cordillera conjuntamente con la acción hídrica ha formado montañas ramificadas, laderas
(en general), cimas subredondeadas, y paisajes quebrados a escarpados con pendientes
largas y empinadas. El patrón de drenaje corresponde a una forma dendrítica y los procesos
de erosión se manifiestan por escurrimiento difuso y localmente por deslizamientos, la
clasificación general de las geoformas presentes en el área se describe en la Tabla 6.
Tabla 6. Clasificación Geomorfológica para el área
Geoestructura Provincia
Geomorfológica
Unidad de
Paisaje
Ambiente
Morfogenetico Tipo Relieve Símbolo
Meg
acu
enca
de
sedim
enta
ción
Va
lle
inte
rand
ino
Mag
da
len
a
Piedemonte Volcánico - fluvial (FV)
Abanico terraza aluvial actual FVata
Abanico terraza aluvial
subactual FVats
Abanico terraza aluvial reciente FVatr
Terraza aluvial subreciente Ft
Vallecito coluvial-aluvial FVca
Lomerío Denudacional pluvial
(D) Lomas Dl
Valle Fluvial intra-andino (F)
Terraza media Ftm
Terraza baja Ftb
Valle Aluvial Fva
Plano de inundación o nivel 0 Fpi
Madre Vieja Fca
Cuerpos de Agua CA
Cauce de rio Fcar
Fuente: Diseño propio de los autores
4.2.2 Cartografía Geomorfológica
De manera complementaria al trabajo de campo de geología, se llevó a cabo la
identificación y descripción de evolución de las unidades geomorfológicas de acuerdo,
morfoestructuras, morfogénesis (estructural - denudacional, denudacional, fluviovolcánico,
fluvial, denudacional) y la descripción morfométrica del entorno, considerando la
distribución de las pendientes, el patrón de drenaje, laderas (longitud, forma, inclinación,
entre otros aspectos) y finalmente los procesos morfodinámicos que imperan en la zona.
Ver Figura 8.
Figura 8. Cartografía Geomorfológica local
Fuente: Diseño propio de los autores
4.3 Hidrogeología
De acuerdo al Atlas de Aguas Subterráneas de Colombia (versión 2.0), Mapa
unidades hidrogeológicas de la plancha 5-09 (Ingeominas, 2000), el municipio de
Ambalema se encuentran dentro de las unidades hidrogeológicas de acuíferos de baja
productividad asociados a sedimentos con flujo esencialmente intergranular, los cuales son
sistemas acuíferos discontinuos de extensión local, conformados por sedimentos
cuaternarios no consolidados y rocas terciarias poco consolidadas de ambiente fluvial.
El Mapa de Unidades Hidrogeológicas presenta las unidades de alta a baja
productividad, las cuales se encuentran compuestas por una o varias formaciones
geológicas, con el fin de una fácil comprensión y han sido agrupadas en tres categorías
principales que dependen del tipo de porosidad de las rocas, de la ocurrencia o no de aguas
subterráneas y del valor de la capacidad específica. El área de Ambalema se caracteriza por
presentar rocas sedimentarias de edades terciarias a neógenos del Valle Medio del
Magdalena. Estas unidades se extienden con dirección norte-sur, de amplia cobertura y
Convenciones
Drenaje_sencillo
Vías y caminos
Municipio
Lagunas
Drenaje_Doble
Estructura Geológica
Tipo
Falla cubierta
F Anticlinal Inferido
F Anticlinal
Geomorfo
Abanico aluvial actual
Abanico aluvial subactual (holoceno superior)
Cauce activo
Lomas y Colinas
Planicie de inundación
Terrazas
relativa estabilidad estructural, formando una cuenca abierta hacia el norte y hacia el sur, la
cual limita al oriente con el Rio Magdalena, constituyendo en la cabeza hídrica regional
dominante, al occidente limita con el basamento ígneo-metamórfico de la Cordillera
Central. Estos límites influyen directamente sobre el comportamiento hidrogeológico de los
acuíferos de la zona.
4.3.1 Unidades hidrogeológicas
El Servicio Geológico Colombiano define que los sedimentos de extensión local a
regional, no consolidados, con porosidad primaria y permeable conforman acuíferos. De tal
manera que en la zona de estudio se identificaron unidades litológicas que constituyen el
acuífero somero, siendo este el de mayor importancia para la comunidad y el cual se
encuentra conformado así: sedimentos Cuaternarios, arcillas arenosas y lentes de arenas
gravosas, además de sedimentos terciarios poco consolidados de composición arenosa y
arcillosa. El resultado de la valoración de estas unidades, de acuerdo a su potencialidad
hidrogeológica. on base en los resultados del análisis integral de la información geológica y
teniendo en cuenta la nomenclatura internacional establecida por el SGC, se definieron las
unidades hidrogeológicas existentes en el área. En la Figura 9 se observan las
convenciones hidrogeológicas de la zona.
Figura 9. Unidades hidrogeológicas para el municipio de Ambalema
SISTEMA
ACUÍFERO CARACTERÍSTICA DE LOS ACUÍFEROS
Sedimentos y Rocas Con Flujo Esencialmente Intergranular
I2
Ac. Honda
Ac. Mesa Ac. Abanicos
Alñuviales
Acuíferos de mediana
productividad, capacidad entre
1.0 y 2.0 l/s/m
Sistemas acuíferos continuos de extensión local y
regional conformados por rocas sedimentarias terciarias poco consolidadas de ambiente fluvial.
Acuíferos generalmente confinados
I3 Ac. Qp
Ac. Qal
Acuíferos de baja productividad, capacidad
especifica entre 0.05 y 1.0 l/s/m
Sistemas acuíferos continuos y discontinuos de
extensión local y regional conformados por sedimentos cuaternarios no consolidados de ambiente coluvial y
fluvial, que desarrollan acuíferos libres y localmente confinados. Almacenan agua para cualquier uso.
Fuente: Diseño propio de los autores
4.3.2 Tipos de acuíferos
A partir del análisis regional con respecto de las condiciones geológicas, presentes
permiten identificar varias unidades hidrogeológicas; estas se separan en orden descendente
de potencialidad, de acuerdo al tipo de porosidad y permeabilidad de las diferentes
formaciones litológicas (sedimentos o rocas) y del agua en ella es almacenada. La
clasificación de las unidades hidrogeológicas se realiza bajo diferentes propiedades y
Convenciones
Puntos de agua Subterránea
( Aljibe
A
Nacedero
² Pozo
Drenaje_sencillo
Vías y caminos
Lagunas
Municipio
Drenaje_Doble
Estructura Geológica
Tipo
Falla cubierta
F Anticlinal Inferido
F Anticlinal
Unidad Hidrogeológica
I2
I3
conceptos físicos que rigen sobre las aguas subterráneas y los materiales que las contienen,
de ahí que estas tengan diferentes clasificaciones.
Según Custodio & Llamas (1983) un acuífero, o un embalse subterráneo, es "aquel
estrato o formación geológica que permitiendo la circulación del agua por sus poros o
grietas, hace que el hombre pueda aprovecharla en cantidades económicamente apreciables
para subvenir a sus necesidades". Teniendo en cuenta esta definición y su componente
económico, las unidades hidrogeológicas se pueden clasificar en función a su capacidad
para almacenar y transmitir agua (Transmisividad), a través del comportamiento hidráulico
de las formaciones geológicas así como su posición estratigráfica y estructural en el terreno,
desde el punto de vista de la porosidad; o partir de la capacidad específica y de acuerdo a
los lineamientos del Atlas hidrogeológico de Colombia. En la Tabla 7, se observa las
diferentes clasificaciones de los sistemas acuíferos.
Tabla 7. Relación de las diferentes clasificaciones para los sistemas acuíferos.
TRANSMISIVIDAD COMPORTAMIENTO
HIDRÁULICO TIPO DE POROSIDAD
CAPACIDAD
ESPECIFICA
Acuífero
Formaciones
geológicas que
pueden
almacenar y
transmitir agua
Libre
Son aquellos en los
que el nivel superior de
la saturación se
encuentra a presión
atmosférica
Primaria
Sedimentos y
rocas con flujo
esencialmente
intergranular
Muy
Alta
Mayor que
5.0 l/s/m
Acuitardo
Formaciones
semipermeables
que contienen
agua pero la
transmiten muy
lentamente
Semi-
confinado
Son aquellos en que la
condición confinante
está dado por
acuitardos, los cuales
permiten un aporte de
aguas hacia la zona
saturada
Secundaria
Rocas con flujo
esencialmente y
a través de
fracturas (rocas
fracturadas y/o
carstificadas)
Alta entre 5.0 y
2.0 l/s/m
Acuicludo
Formaciones
porosas que
pueden
contener agua
pero no la
transmiten
Confinado
Son aquellos acuíferos
en medio de dos
formaciones
impermeables ya sean
acuifugos o acuicludos
Semi-
Impermeable
Sedimentos y
rocas con
limitados a
ningún recurso
de aguas
subterráneas
Mediana entre 1.0 y
2.0 l/s/m
Acuifugos
Formaciones
con nula
porosidad que
no pueden
almacenar ni
transmitir agua
Baja entre 1.0 y
0.05 l/s/m
Muy
baja
Menor que
0,05 l/s/m
Fuente: Diseño propio de los autores
A continuación se presenta un resumen de la correlación de las unidades
estratigráficas con las unidades hidrogeológicas, (Ver Tabla 8) indicando la capacidad y
características principales de cada uno de los acuíferos:
Tabla 8. Correlación de las unidades geológicas y su equivalencia hidrogeológica
Unidad Geológica Edad Espesor
reportado
Tipo de sistema
hidrogeológico Símbolo
Características
de los acuíferos Productividad
Depósitos Aluviales
Recientes Reciente 5 – 40 m Acuíferos Libres I3
Sedimentos con
flujo
esencialmente
intergranular
Acuíferos de baja
productividad
Depósitos Aluviales Holoceno 40 – 115 m Acuíferos Libres I3
Abanicos Recientes Plioceno-
pleistoceno 15 a 20 m
Acuíferos Libres a
Semiconfinado I2
Acuíferos de
mediana
productividad,
capacidad
Depósitos cuaternarios -
Cono Aluvial de Lérida
y/o Abanico de Lérida
Pleistoceno 25 – 40 m Acuíferos Libres a
Semiconfinado I2
Formación Mesa Plioceno 250 m Acuíferos Libres a
Semiconfinado I2
Grupo Honda Oligoceno 250 -400 m Acuíferos Libres a
Semiconfinado I2
Fuente: Diseño propio de los autores
4.3.3 Zonas de Recarga potencial
Teóricamente el agua subterránea se mueve desde las partes altas, en dirección de
aquellas zonas de debilidad como estratificación, fallas o diaclasas que afectan las capas o
unidades; es decir, la dirección de flujo del agua subterránea está controlada por la
estructura geológica y la topografía, hacia las partes bajas o línea base que para este caso es
el Río Magdalena. Por lo cual se define orientación preferencial en sentido NW-W.
Para la recarga se establece que el agua fluye desde una elevación mayor a una
menor, o desde un punto de mayor energía potencial a uno de menor energía potencial. La
recarga del agua subterránea se considera bajo los aspectos regionales y locales.
En cuanto la recarga del agua subterránea, se realiza por infiltración directa en las
estribaciones de la Cordillera Central, cuando la precipitación percola a través de las capas
poco consolidadas o permeables viajando de forma vertical hasta encontrar una barrera o
capa impermeable donde lo más probable es que se distribuya de forma horizontal. Los
sistemas de fallas que marcan los límites de las cuencas estratigráficas sirven también como
un conducto para recargar los acuíferos profundos del terciario inferior. Aunque, cabe
anotar que en las partes bajas de la cuenca, sobre el relleno aluvial del cauce del Río
Magdalena la recarga es causada por el Río Magdalena.
Utilizando la metodología propuesta por INAB, 2003. Para el caso de ubicar zonas
de recarga y descarga de agua subterránea debido a que la presencia de cierto tipo de suelo,
vegetación, topografía y manifestaciones del afloramiento / ausencia de agua, son respuesta
de los sistemas de flujo (Toth, 2000). Para determinar el modelo para la identificación de
las zonas potenciales de recarga hídrica, el cual se basa en el análisis práctico de cinco
elementos que tienen relación directa en la determinación de zonas con altas o bajas
posibilidades para que se dé la recarga hídrica. Utilizando la metodología propuesta que
consiste en otorgarle criterios valores a los elementos propuestos en el modelo da un
número que se ubica dentro de un rango, que indica la posibilidad para que ocurra la
recarga hídrica en cada sitio evaluado (Matus, 2007). La ecuación o formula se describe a
continuación:
ZRP = Pen*(0.27) + Ts*(0.23) + Tr*(0.12) + Cve*(0.25) + Us*(0.13)
Pendientes y relieve: las pendiente y el relieve es un factor importante para
determinar las áreas de recarga potencial, ya que un relieve con morfografía convexa o
inclinadas facilitan el escurrimiento o escorrentía de la precipitación; para el caso del área
de estudio por encontrarse en una zona de valle con geoformas planas y cóncavas son más
susceptible a retener y permitir la infiltración.
Tipo de Suelo: La textura, porosidad permeabilidad y compactación de las unidades
de suelo, son características que facilitan la recarga hídrica, según la descripción del estudio
de suelos del Tolima (IGAC, 2004), permiten clasificar las unidades de suelo en su
capacidad de infiltración donde los suelos con más evolucionados permiten una mayor
percolación de la precipitación.
Tipo de Roca: Al igual que el suelo las características físicas de la litología
determinan su capacidad de recarga; para el caso del municipio de Ambalema, las litología
con matriz arcillosa o con desarrollo de cemento tendrá menor capacidad (Grupo Honda y
Formación Mesa); que aquellos depósitos poco consolidados de heterogeneidad de
materiales constituyentes (depósitos cuaternarios origen fluvial).
Cobertura Vegetal: en el análisis de cobertura vegetal se identificaron cuatro
grandes grupos Los territorios Artificializados (zonas Urbanas; vías, zonas industriales) con
muy baja posibilidad de retener o permitir la infiltración, los Bosques y Áreas
Seminaturales con alta susceptibilidad a la recarga e infiltración, los Territorios Agrícolas
(pastos y cultivos) de baja infiltración por su poco desarrollo radicular y por ultimo aquellas
áreas húmedas (Vegetación Acuática y/o zonas Pantanosas) se clasifican de moderada
susceptibilidad debido a la disponibilidad o permanencia del recurso hídrico.
Uso del suelo: el uso del suelo en el municipio de Ambalema es en su mayoría para
el desarrollo agroindustrial, dominado por el cultivo de arroz y algodón con poca áreas de
conservación.
En la Figura 10 mapas intermedios para el análisis geo estadístico para determinar las
áreas de recarga potencial en el municipio de Ambalema, del cruce espacial permite la
elaboración de mapa de zonas potenciales para la recarga hídrica a los sistemas acuíferos
subterráneo, el localizar dichas zonas permitirá a las comunidades a establecer áreas de
protección y manejo sostenible de los recursos naturales a fin de definir las medidas para
favorecer la recarga.
La Figura 11 muestra la sobreposición de unidades de mapeo dando como resultado
la caracterización de las zonas de recarga potencial, predomina las áreas de recarga
moderada (91,1%), seguida por una Baja posibilidad de ocurrencia de recarga (6,4%), por
ultimo las areas de alta susceptibilidad de ocurrencia de recarga (2.5%). Es decir, por sus
características físicas del territorio de Ambalema tiene de moderadas a altas posibilidades
que ocurra la recarga hídrica o la infiltración de agua que se precipita y quede disponible en
las subcuencas y recarguen los sistemas acuíferos.
Figura 10 Análisis por componente para determinar las áreas de recarga potencial en
el municipio de Ambalema Tolima
Pendientes y relieves Tipo de suelo
Tipo de roca Cobertura vegetal
Uso del suelo
Fuente: Diseño propio de los autores
Figura 11 Determinación de las áreas de recarga y descarga
Fuente: Diseño propio de los autores
4.3.4 Movimiento del Agua Subterránea
Para determinar el movimiento del flujo subterráneo en el área fue necesario realizar
el levantamiento del nivel piezométrico en la etapa de campo; los diferentes puntos de agua
subterránea sirven como captación para la comunidad o simplemente son afloramientos de
los niveles freáticos embebidos dentro de las diferentes unidades hidrogeológicas presentes
en el área.
En el área, las aguas subterráneas son usadas principalmente para uso pecuario, el
sistema de extracción es mediante electrobombas y motobombas diésel o gasolina, con
tanques de almacenamiento en superficie (para los pozos profundos) y baldeo para puntos
de agua.
La revisión de algunos aljibes y pozos se realiza con el fin de observar las
condiciones de los sistemas acuíferos presentes en el área, estos puntos se
georreferenciaron. Con la identificación de 13 puntos de agua subterránea, de los cuales
siete (7) corresponden a aljibes; Tres (3) pozos profundos y tres (3) Nacederos o
Manantiales relacionados en la Tabla 9.
Tabla 9. Puntos de captación de aguas subterránea identificados en campo
ID TIPO DE
CAPTACIÓN ESTE NORTE ALTURA
NIVEL
FREATICO VEREDA UNIDAD GEOLÓGICA
1 Aljibe 918627 1032157 284 6 a 10 m Vereda El Triunfo Depósitos aluviales
2 Aljibe 922486 1028098 282 10 m Vereda El Triunfo | aluviales
3 Pozo 923080 1028814 223 12 m Vereda Danubio Depósitos aluviales
4 Aljibe 911735 1011134 322 6 m Vereda Buenavista Grupo Honda
5 Aljibe 911848 1011187 313 12 m Vereda Buenavista Grupo Honda
6 Aljibe 912503 1011449 288 8 m Vereda Buenavista Grupo Honda
7 Nacedero 913180 1011792 295 0 m Vereda Ville Grupo Honda
8 Nacedero 913190 1011816 296 0 m Vereda Ville Grupo Honda
9 Pozo Profundo 923357 1031363 --- 25 m Vereda Danubio Depósitos aluviales
10 Aljibe 918367 1011403 --- 8 m Vereda Ville Depósitos aluviales Rec.
ID TIPO DE
CAPTACIÓN ESTE NORTE ALTURA
NIVEL
FREATICO VEREDA UNIDAD GEOLÓGICA
11 Nacedero 911662 1011511 292 0 m Vereda Ville Grupo Honda
12 Pozo Profundo 919347 1027180 273 14 m Vereda Chorrillo Abanico de Lérida
13 Aljibe 913804 1032412 280 6 m Vereda La Joya Depósitos aluviales
Fuente: Diseño propio de los autores
Con base a estas características se realizan una clasificación de estas unidades
acuíferas teniendo en cuenta su nivel de utilización por la comunidad:
- El Acuífero regional de los depósitos aluviales del rio Magdalena, Las rocas
sedimentarias y los depósitos recientes, conforman cuencas artesianas, donde la
permeabilidad está relacionada con la porosidad primaria. Aunque los depósitos recientes
hacen parte de las cuencas artesianas, se consideran como una unidad especial debido a sus
mejores características hidrogeológicas tales como: baja compactación, alta porosidad, poca
profundidad y facilidad de recarga. Sin embargo, por estas mismas propiedades sus
acuíferos son más vulnerables a la contaminación.
- Los Acuíferos del terciario Superior correspondiente a los depósitos de
Conos y Terrazas (Qcal), tiene extensión local, también denominada como Abanico de
Lérida, se encuentran constituidos por los niveles permeables correspondientes a arenas,
gravas y conglomerados, que se intercalan con niveles de limos y arcillas de baja
permeabilidad. El acuífero somero se convierte en fuente de explotación de aguas
subterráneas por parte de la comunidad (acueducto veredal de Chorrillo) y sobre la cual se
construyen aljibes, mientras que los acuíferos libres debido a su profundidad (>200 m) no
son explotados.
- El Acuífero Terciario del Grupo Honda está conformado por areniscas,
lodolitas y conglomerados de amplio espesor. Este sistema acuífero representa el acuífero
de mayor importancia en la zona de estudio, donde alcanza espesores de 50 metros y su
nivel piezométrico varía entre 2 a 5 m de profundidad. Por otro lado, estos acuíferos más
profundos son utilizados por la comunidad para el consumo doméstico y pecuario
principalmente.
Figura 12. Mapa Isopiezométrico y dirección de flujo del agua subterránea
Fuente: Diseño propio de los autores
Utilizando software para modelamiento de flujo subterráneo (ModelMuse), la cual
es una interfaz gráfica de usuario para MODFLOW - 2005 y PHAST. Este paquete de
software permite crear una interfaz gráfica de usuario para crear el archivo de entrada de
flujo y transporte de PHAST. Desarrollado por la USGS (U.S. Geological Survey) para el
modelamiento de sistemas acuíferos y transporte de contaminantes; en esta ocasión se
utilizó este software para simular cuales son las condiciones actuales de los sistemas
acuíferos presentes en el área de estudio teniendo en cuenta las variables como: los valores
de recarga, evapotranspiración, los principales ríos y drenajes y las diferentes capas
identificadas en el modelo conceptual, dando como resultado la Figura 13, la cual expone
la elevación de la tabla de agua con relación a la altitud promedio del mar en el área
simulada.
Figura 13 Mapa de cabeza hidráulicas resultantes de la modelación matemática
Fuente: Diseño propio de los autores
4.3.5 Modelo hidrogeológico conceptual
Para la realización del modelo conceptual se tuvo en cuenta el modelo geológico
detallado, límites de la cuenca, hidrología superficial, zonas de recarga y descarga con el
fin de definir una cuenca hidrogeológica cuyos límites representan barreras reales de flujo
del agua subterránea. De acuerdo con lo anterior se puede deducir lo siguiente:
El drenaje dominante corresponde a la cuenca del río Magdalena, el flujo superficial
tiene dirección predominante hacia el NEE y las cabezas hidráulicas dominantes en el área
de influencia se encuentra dominado por los ríos Recio, Lagunillas y Venadillo.
El área de interés se encuentra ubicada sobre un grueso paquete areno arcilloso de
las formaciones terciarias generando acuíferos multicapas continuas, plano paralelos, de
mediana productividad, esto es asociado al ambiente fluvial continental de las formaciones
geológicas aflorantes con variaciones de facies a nivel local.
La recarga regional se presenta en las zonas más elevadas (en las estribaciones de la
Cordillera Central) donde se pone en contacto con rocas permeables del Terciario y
Cuaternario, ya a nivel local la recarga es directa y está conformada por la precipitación y
las zonas de descarga se realizan directamente en los arroyos que surgen en el abanico de
Lérida y en la Formación Honda.
En general las unidades hidrogeológicas presentan con inclinación al oriente, con
variaciones laterales de facies, por lo que su productividad varía en función del tamaño del
grano, el porcentaje de matriz y el grado de compactación.
En la Figura 14 se muestra un bloque esquemático hidrogeológico conceptual para
el área de estudio, el cual se realiza teniendo en cuenta las características de los acuíferos:
como los sedimentos y rocas con flujo esencialmente intergranular y los sedimentos y rocas
con limitados recursos de aguas subterráneas.
Localmente, El área de Ambalema se encuentra localizada en el Valle Medio del
Magdalena sobre un relleno aluvial entre las cordilleras Oriental y Central, influenciando a
las formaciones acuíferas de las zonas planas de la cuenca del río Magdalena, siendo
constantemente modelada por el río Magdalena y sus afluentes, depositando sedimentos de
gruesos a finos dependiendo las condiciones ambientales de la cuenca. Las unidades
hidrogeológicas superficiales del cuaternario reciente se encuentran conformados por
gravas, arenas finas, limos y arcillas que ocasionalmente se interdigitan con los depósitos
aluviales de los ríos Lagunillas, Recio y Venadillo, los cuales han tenido intensa influencia
antrópica con fines agroindustriales. En general, el área posee drenajes que van desde
buenos hasta muy pobres los cuales son afectados por niveles freáticos temporalmente
profundos en las zonas medias y constantemente someros para zonas cercanas al Valle
Medio del Magdalena.
Figura 14 Bloque hidrogeológico conceptual para el municipio de Ambalema
SIMBOLO
UNIDAD HIDROGEOLÓGICA
CARACTERISTICAS
Acuíferos de baja productividad
Corresponden a sedimentos recientes poco consolidados asociados a depósitos fluviales de tipo continental, que conforman acuíferos de tipo libre, de baja a moderada productividad.
Acuíferos de mediana productividad
Corresponden a rocas y sedimentos neógenos (Gp. Honda y Fm. Mesa) consolidados de ambiente fluvial-continental, que conforman acuíferos de tipo libre a semiconfinados, moderada productividad.
Acuíferos de alta Productividad
Corresponden a rocas y sedimentos Paleógenos (Fm. Hoyón), conformados por potentes paquetes de conglomerados cuarzosos de ambiente fluvial-continental, que conforman acuíferos regionales de tipo confinados, alta a muy alta productividad.
Rocas y Sedimentos con bajo recurso de agua subterránea
Corresponden a rocas Paleógenos (Fm. San Juan de Rio seco y Santa Teresa), las cuales están integradas por paquetes de lodolitas y limolitas arenosas con delgadas intercalaciones de arenas ambiente lacustre-continental, que conforman sistemas de acuitardos regionales de tipo confinados, muy baja productividad.
Fuente: Diseño propio de los autores
La zona no saturada está compuesta principalmente por sedimentos finos en las
geoformas asociadas modelado aluvial, lo que genera sistemas acuíferos de baja a alta
productividad, de tipo libre a confinado. El flujo subterráneo es a través de la porosidad
primaria o intergranular, continúo de extensión local, conformados por sedimentos no
consolidados de tipo granular y de ambiente fluvial que litoestratigráficamente se
correlacionan con depósitos aluviales de Terraza, Barras longitudinales, etc. propio de la
sedimentación reciente. Debido a las condiciones geológicas de la formación de la cuenca;
los acuíferos presentan una variación lateral de facies tanto en sentido N-S como en sentido
E-W, por ende las propiedades geohidráulicas de cada unidad hidroestratigráficas no son
constantes.
En general, los sistemas acuíferos forman una cuenca abierta, con dirección N-S,
limitado por la cordillera central y oriental; Estos sistemas acuíferos presentan variaciones
laterales de facies, por lo que su productividad varía en función del tamaño del grano, el
porcentaje de matriz y el grado de compactación. Su recarga se da principalmente en las
partes altas de las estribaciones occidentales de la Cordillera Central, con un mayor aporte
por precipitación desde la zona de ladera y su flujo subterráneo, que tiene direcciones
Oeste-Este. Cabe anotar que en las márgenes de los drenajes dominantes en el área los
gradientes hidráulicos son muy bajos en la zona próxima. Aunque existe una componente
regional del flujo subterráneo en dirección Sur-Norte (Río Magdalena).
4.4 Hidrología
La hidrología se encarga del estudio del comportamiento y distribución del agua
superficial en la tierra a lo largo del tiempo, con el fin de obtener herramientas para la toma
de decisiones acertadas en la gestión del recurso hídrico, teniendo en cuenta las condiciones
locales y regionales de la zona. El estudio del componente hidrológico se encuentra
orientado a la identificación y evaluación de las unidades hidrológicas presentes, para
identificar las condiciones en las que se encuentra actualmente la zona de estudio, en
cuanto a oferta hídrica con que cuenta no solo el proyecto, sino también la comunidad y sus
procesos productivos, con el fin de evitar posibles conflictos por su uso.
Para el presente proyecto se realizó el análisis de información secundaria obtenida
de las entidades estatales como IDEAM (Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios
Ambientales), IGAC (Instituto Geográfico Agustín Codazzi); CAR (Corporación
Autónoma Regional de Cundinamarca), CORTOLIMA (Corporación Autónoma Regional
del Tolima), EOT (Esquema de Ordenamiento Territorial) del municipio de Ambalema y
los POMCAS de los cauces principales que lo atraviesan. Un sistema de cauces naturales
interconectados que discurren desde las partes altas de la cuenca hacia un cauce principal
en zonas más bajas y que conforman una red delimitada por las características geográficas
de determinada zona es denominado red hidrográfica.
La red hidrográfica de la zona se definió a partir de la actualización cartográfica del
IGAC a escala 1:25.000, con ayuda de imagen satelital Rapideye ortorectificada de 5
metros de resolución espacial multiespectral del año 2013, adicionalmente en la visita de
campo se corroboró esta cartografía.
De acuerdo a la clasificación de cuencas hidrográficas del IDEAM, el municipio de
Ambalema se encuentra localizada en el área hidrográfica Magdalena-Cauca (COD: 2), en
la zona hidrográfica Alto Magdalena (COD: 21) y la subzona hidrográfica corresponde al
río Lagunilla y otros directos al río Magdalena (COD:2125), localmente se encuentra
localiza en cuencas hidrográficas de tercer orden, correspondientes a las quebrada
Mojabobos, La Garrapata y Tautau, y los ríos Lagunilla, Recio y Venadillo, además de una
serie de cauces de corta longitud que drenan directamente hacia el río Magdalena.
4.4.1 Jerarquización hidrológica
En la Tabla 10 se presenta la descripción de la red hidrográfica hasta de tercer
orden y en la Figura 15 la distribución de las cuencas hidrográficas en el municipio de
Ambalema.
Tabla 10. Red hidrográfica de la zona de estudio
Área hidrográfica Zona hidrográfica Sub zona
hidrográfica Cuenca
Mag
dal
ena
- C
auca
Alt
o M
agdal
ena
Afl
uen
tes
Dir
ecto
s al
Río
Mag
dal
ena Q. Chorro de Mojabobos
Río Lagunilla
Quebrada la Garrapata
Río Recio
Quebrada Tautau
Río Venadillo
Quebrada El Pital
Fuente: Diseño propio de los autores
Figura 15. Cuencas Hidrográficas presentes en el Municipio de Ambalema
Fuente: Diseño propio de los autores
Para las cuencas hidrográficas identificadas en el área, se presentan algunos de los
parámetros morfométricos. (Ver Tabla 11).
Tabla 11 Parámetros morfométricos de las cuencas hidrográficas
Nombre Área
km2
Perímetro
(km)
Ancho
medio
(km)
Longitud
Máxima
(km)
Factor
de
forma
Coef. De
compacidad
Índice de
alargamiento
Tiempo de
concentración
(hr)
Río
Venadillo 174.52 119.64 1.46 43.91 0.10 2.55 1.04 25.13
Queb.
TauTau 41.31 54.31 0.76 17.15 0.16 2.38 1.06 17.49
Río Recio 728.66 246.81 2.95 61.32 0.16 2.58 0.91 34.43
Queb. La
Garrapata 26.44 45.25 0.58 12.36 0.18 2.48 1.02 18.44
Río Lagunilla
800.07 412.39 1.94 140.44 0.04 4.11 0.97 63.42
Queb. Chorro
de
Mojabobos
114.24 52.22 0.42 18 0.09 2.31 1.29 15.22
Fuente: Diseño propio de los autores
En general las cuencas localizadas en la zona de estudio son alargadas, con tiempos
de concentración entre bajos y moderados; esta característica de las cuencas hace que no
sean susceptibles a controlar los caudales de avenidas torrenciales, la velocidad es la
mayoría de los casos es alta y por tanto tienen un bajo tiempo de concentración, como es el
caso de las cuencas grandes como las del río Lagunilla y Recio.
Convenciones
Municipio
Drenaje_Doble
Cuencas Hidrográficas
Afluentes Directos al Río Magdalena
Quebrada Chorro de Mojabobos
Quebrada La Garrapata
Quebrada TauTau
Rio Lagunilla
Rio Recio
Rio Venadillo
Así mismo se determinaron los valores de densidad de drenajes, coeficiente de
masividad, en kilómetros, y el patrón de drenaje, a partir de los cuales es posible indicar
que en el área de estudio se presentan todas las densidades de drenajes clasificadas, desde
baja hasta moderada, la gran afectación del recurso hídrico ha repercutido en la
disminución de los drenajes naturales al ser secados y canalizados para el desarrollo de
actividades agrícolas como el cultivo de arroz y algodón, por tanto en la mayoría de los
casos y principalmente en las cuencas que se encuentran localizadas en los predios donde
se encuentran los distritos de riego (Lagunilla, Garrapata, Recio) tienen densidad de
drenajes bajas.
Es así como el 18% de las cuencas analizadas cuentan con una densidad de drenaje
alta, esto indica que se encuentran localizadas en suelos fácilmente erosionables e
impermeables, con pendientes fuertes principalmente en su cuenca alta y descubiertos de
cobertura vegetal. El 82% son cuencas con densidades de drenaje moderadas y bajas,
localizadas en sitios donde los materiales del suelo son más resistentes a la erosión y más
permeables que generan procesos de infiltración más altos y menores de escorrentía.
En las cuencas evaluadas se presentan diferentes tipos de patrones, desde dendrítico
hasta sub-paralelo, que dependen de la topografía del terreno, en las cuencas de montaña
los drenajes principales tienden a ser rectos, mientras que en las zonas de valles aluviales
con pendientes mucho más bajas, estos cauces se tornan sinuosos y anastomosados.
4.5 CARACTERIZACION CLIMATICA
4.5.1 Clima
Debido a su posición geográfica en la zona ecuatorial, Colombia se sitúa bajo la
influencia de los alisios del noreste y sureste, que confluyen a la llamada Zona de
Confluencia Intertropical (ZCIT), donde se favorece el desarrollo de nubosidad y lluvias.
4.5.2 Precipitación
La precipitación ocurre cuando el vapor de agua se condensa en el aire y cae como
líquido o sólido a la superficie del suelo. Todas las formas de precipitación se miden sobre
la base de una columna vertical de agua que se acumularía sobre una superficie a nivel si la
precipitación permanece en el lugar donde cae.
Para establecer el comportamiento de la precipitación se toma como referencia los
datos suministrados por parte del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios
Ambientales de Colombia (IDEAM), en el período comprendido entre 1993 y 2013. Para
establecer los valores de precipitación se tomaron en cuenta los registros climatológicos de
once (11) estaciones que se ubican en las zonas perimetrales del área de estudio como se
indica en la Tabla 12.
Tabla 12. Estaciones climatológicas del área, Precipitación Cód. Nombre Categoría Estado Dpto Mpio Corriente Altitud Fecha inst.
21255090 Armero CP ACT Tolima Armero Sabandija 300 Oct-86
21250460 Venadillo PM ACT Tolima Venadillo Venadillo 430 dic-1974
21245010 Perales Hato Opia CO ACT Tolima Ibagué Opia 750 Feb-65
21255140 La Quinta CP ACT Tolima Lérida Lagunilla 500 Feb-83
21250070 La Sierra PM ACT Tolima Lérida Recio 477 Jul-55
21230070 San Juan de Rio
seco PM ACT Cundinamarca
San Juan de Rio
Seco Seco 1303 dic-1974
21230120 La Belleza PM ACT Cundinamarca Chaguani Qda Malos Pasos 1200 dic-1986
21240080 Alvarado PM ACT Tolima Alvarado Alvarado 439 Nov-86
23060140 El Tuscolo PM ACT Cundinamarca Guaduas Negro 975 Feb-71
21250500 Líbano PM ACT Tolima Libano Recio 1585 ene-1958
21250450 Potosi Hda PM ACT Tolima Armero Sabandija 341 Feb-71
Fuente: IDEAM, 2014
CO: Climática ordinaria, SS: Sinóptica Simple, PM: Pluviométrica
En la zona se presenta una precipitación con un régimen de carácter bimodal, en
donde se diferencian dos periodos marcados de lluvia. El primer periodo que registra
mayores precipitaciones inicia en Abril y se extiende hasta el mes de Mayo, siendo Mayo el
mes que registra las precipitaciones más altas del año con valores promedios mensuales de
218,3 m.m. El segundo periodo de lluvia un poco menos intenso que el primero va desde el
mes de septiembre a noviembre con valores promedio que alcanzan precipitaciones de
144,2 mm a 205,8 mm. Estos dos periodos se alternan con dos épocas de baja precipitación
correspondientes desde diciembre a febrero y el segundo en los meses de junio a agosto,
siendo este último el mes con menor precipitación con promedios mensuales de 41,0 mm.
El máximo valor de precipitación se registra en la estación Líbano con un valor de
312,7 mm en el mes de mayo y el mínimo valor de precipitación se registra en la estación
San Juan de Rioseco con 41,0 mm en el mes de agosto.
El valor promedio anual de pluviosidad de las once estaciones es de 1.584 mm. El
máximo valor promedio anual de precipitación lo registra la estación Líbano con 2.488 mm
y el menor valor promedio anual se registra en la estación San Juan de Rio seco con 1223,4
mm.
4.5.3 Temperatura
La temperatura promedio anual del área de estudio es de 26,2°C, según se registra
en las Estaciones Hda García, La Quinta, Armero GJA, Perales Hato Opia, Jerusalen, La
Forida y El Salto, valor correspondiente a Clima Cálido (Tº>24ºC), de acuerdo a lo
consignado en el Atlas Climático de Colombia del IDEAM, 2005. Para establecer el
comportamiento de la temperatura se toma como referencia los datos suministrados por
parte del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia
(IDEAM), en el período comprendido entre 1993 y 2013. Ver Tabla 13.
Tabla 13. Estaciones climatológicas del área, Temperatura Código Nombre Categoría Estado Dpto Mpio Corriente Altitud Fecha Inst.
21255090 Armero CP Act Tolima Armero Sabandija 300 Oct-86
21245010 Perales Hato Opia CO Act Tolima Ibague Opia 750 Feb-65
21255140 La Quinta CP Act Tolima Lerida Lagunilla 500 Feb-83
21255150 Garcia Hda CP Act Tolima Lerida Lagunilla 350 Dic-1986
21235010 Jerusalen CO Act Tolima Jerusalen Qda Corralitos 316 Nov-74
21205670 La Florida CO Act Cundinamarca Anolaima Bajamon 1915 Nov-70
21255080 El Salto CP Act Tolima Ambalema Magdalena 450 Nov-68
Fuente: IDEAM, 2014
CO: Climática Ordinaria, CP Climática Pluviométrica
Teniendo en cuenta los datos de temperatura registrados en las estaciones, se identifica un
régimen monomodal de la temperatura del aire, donde son uniformes los valores y sin
fluctuaciones a lo largo del año. Los valores de temperatura más altos se evidencian en los
meses de Julio y agosto, de igual manera el valor más bajo se registra en el mes de
noviembre. La variación de temperatura en el área no es representativo y oscila entre los
27°C y 28°C.
4.5.4 Clasificación climática
Para realizar la clasificación climática se tiene en cuenta la metodología de Caldas
Lang, en donde se relaciona la variación existente entre la precipitación y la temperatura y
relacionando adicionalmente la variación altitudinal. Teniendo en cuenta lo anterior y
tomando como referencia los datos de las Estaciones Armero, La Quinta y Perales Hato
Opia; se establece que el área de estudio tiene un clima CÁLIDO SEMIÁRIDO (Csa), las
precipitaciones promedio medio anual corresponden a 1706 mm, 1384 mm y 1427 mm
respectivamente, con temperaturas promedio anual de 28°C, 27°C y 25°C, en una altitud de
300 a 750 m.s.n.m. El área de estudio se localiza en un piso térmico CÁLIDO
correspondiente a temperaturas mayores a de 24°C y en un rango de altura de 0 a 1000
msnm.
4.5.5 Balance hídrico
El balance hídrico es una metodología que aplica el concepto de conservación de
masas mediante la ecuación de continuidad, esta ecuación relaciona los valores de entrada y
salida del flujo aportado por las precipitaciones y la variación del volumen del agua
almacenada; aunque su expresión es muy simple, la cuantificación de su términos es
compleja, debido a la falta de mediciones directas en campo y a la variación espacial de la
evapotranspiración, de las pérdidas profundas y de las variaciones del almacenamiento de
agua en la cuenca, según se observa en la Figura 16.
Para determinar el balance hídrico se ha considerado que del agua que cae en forma
de precipitación, en una área determinada, parte de ella es devuelta a la atmósfera por
fenómenos de evapotranspiración (ETR), otra parte es drenada en la superficie (Escorrentía,
E) hasta alcanzar cauces naturales o artificiales y finalmente es llevada por gravedad al
mar; el resto es agua que se infiltra en el terreno es incorporada al sistema de aguas
subsuperficiales y subterráneas local o regional (Infiltración, I). Mediante el Método de
Thornthwaite se realizó el balance hídrico para la zona de Ambalema, en la Tabla 14 se
presentan los resultados para la estación La Quinta.
Tabla 14. Balance Hídrico Estación La Quinta Mes T P ETP ETR DEF Almacén %A
Enero 28 81.3 161.54 94.3 -67.24 0 0.11
Febrero 28.3 92.1 168.95 97.1 -71.85 0 0.05
Marzo 27.9 137.7 160.73 138.7 -22.03 0 0.02
Abril 27.4 210.7 151.92 151.92 0 0 0.01
Mayo 27.3 236.3 151.07 151.07 0 47.01 9.95
Junio 27.7 106 160.61 149 -11.61 0 11.09
Julio 28.5 93 181.07 127 -54.07 0 6.32
Agosto 29.1 101.4 195.76 115.4 -80.36 0 2.9
Septiembre 28.1 152.4 167.29 153.4 -13.89 0 0.96
Octubre 27.2 173.3 144.42 144.42 0 0 0.42
Noviembre 26.9 147.3 136.45 136.45 0 0 0.25
Diciembre 27.4 68.2 145.96 93.93 -52.03 0 0.27
TOTAL 27.82 1599.7 1925.78 1552.69 -373.09 47.01 2.7
Fuente: Basado en metodología de Thornthwaite y Matter T: Temperatura, P:
Precipitación, ETP: Evapotranspiración Potencial, ETR: Evapotranspiración Real, DEF:
Déficit, Almacén: Almacenamiento %A: Porcentaje de almacenamiento.
Figura 16. Representación gráfica del balance hídrico en la estación La Quinta
Fuente: Basado en metodología de Thornthwaite y Matter
0
50
100
150
200
250
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
mili
me
tro
s
ETP
ETR
Precipitación
Se observa comportamiento bimodal de la precipitación, característica de la región
Andina por la influencia de la Zona de Confluencia Intertropical (ZCI), que determina dos
temporadas bien marcadas de lluvias y dos temporadas secas a lo largo del año. La franja
en coloración azul, relaciona la temporada del año (época seca) en la que el suelo utiliza la
humedad almacenada u obtenida a partir de las precipitaciones presentadas en las
temporadas inmediatamente anteriores; la franja en color rojo, registra el déficit hídrico de
cada temporada del año, como se puede observar el déficit hídrico en la zona es alto, con un
valor de 373.09 mm/año. A lo largo del año, el único mes que aporta al almacenamiento
dentro del sistema corresponde al mes de mayo, cuando las precipitaciones son mayores
que el fenómeno de evapotranspiración.
4.6 ANALISIS DE VULNERABILIDAD
4.6.1 Análisis GOD
Con el fin de analizar de forma semicuantitativa, el posible impacto ambiental que
se pudiera causar las actividades del antrópicas sobre los acuíferos someros, se decidió
realizar un análisis de vulnerabilidad GOD, lo que será de gran utilidad para encaminar las
medidas de manejo pertinentes a la prevención y control de las aguas subterráneas. Este
análisis no se realizó para los acuíferos y acuitardos profundos ya que algunos de estos se
encuentran asociados a niveles productores de hidrocarburos los cuales el tipo de agua es de
muy mala calidad y se encuentran a gran profundidad. La profundidad de los acuíferos por
debajo de los 100 a los 150 m no se tuvo en cuenta ya que estos se encuentran separados
por una gruesa cobertura de rocas de grano fino a muy fino.
4.6.1.1 Parámetro G
Este parámetro corresponde al tipo de acuífero estudiado, variando desde no
confinado hasta semiconfinado. Los acuíferos que tienen más peso dentro del análisis de
vulnerabilidad son aquellos acuíferos de tipo no confinado. Al definir esta variable para el
acuífero cuaternario, se define que estos acuíferos son de tipo libre o no confinado.
De otro lado el acuífero cuaternario aluvial o coluvial se define como no confinado
cubierto debido que dentro de su composición existe una importante fracción limo arcilloso
reportada en la litología que aflora superficialmente, localmente puede tener capas acuíferas
se considerara como semiconfinado a confinado debido a la naturaleza propia de la unidad
acuífera; sin embargo, ya que puede haber capas poco permeables someras suprayaciendo
sus capas con potencial acuífero y con el fin de dar una mayor exigencia a la valoración y
preservación de los acuíferos presentes en la zona de estudio, en la evaluación de la
vulnerabilidad intrínseca de los sistemas acuíferos, se estableció como sistemas acuíferos
como confinados cubiertos.
Para el cálculo de este parámetro se realiza una clasificación teniendo en cuenta el
tipo de acuífero, para los sistemas acuíferos cuaternarios aluviales se encuentran
conformados por arenas arcillosas levemente gravosas compactadas y se caracterizan por
estar cubierto por una delgada capa de sedimentos finos. Ver Figura 17
Figura 17. Parámetro G (análisis GOD)
Fuente: Diseño propio de los autores
Convenciones
Drenaje_sencillo
Lagunas
Municipio
Drenaje_Doble
Parámetro G
Libre
Libre Cubierto
4.6.1.2 Parámetro O
Este parámetro está asociado únicamente a las características texturales de la roca
y/o sedimentos teniendo más peso dentro del análisis de vulnerabilidad aquellas rocas y/o
sedimentos de textura granular gruesa y poca matriz los cuales puede fluir con mayor
facilidad y en un tiempo menor un contaminante hipotético. Para el caso del acuífero
neógenos se asumió una secuencia de sedimentarias representadas principalmente por
Arenas de grano fino, conglomerados, gravas y arcillas.
Para el acuífero somero de los depósitos aluviales se describe como sedimentos
poco consolidados, heterometricos, discontinuos con alta fracción arcillo-limosa; mientras
que los acuíferos Neógenos se describe como rocas arenogravosas con matriz acrillo-
limosas con intercalaciones de areniscas con intercalaciones de niveles conglomeraticos.
Este parámetro está asociado únicamente a las características texturales de la roca
y/o sedimentos teniendo más peso dentro del análisis de vulnerabilidad aquellas rocas y/o
sedimentos de textura granular gruesa y poca matriz los cuales puede fluir con mayor
facilidad y en un tiempo menor un contaminante hipotético. Ver Figura 18.
Para tal efecto, la asignación de los valores en el parámetro O, se realiza con base en
información secundaria, la cual presenta una descripción general para cada una de las
formaciones presentes en el área, realizada por el Servicio Geológico Colombiano. Esta
información permite caracterizar los acuíferos de manera más precisa en su composición
granulométrica y su grado de consolidación. Concluyendo que los acuíferos conformados
por el cuaternario reciente se encuentran compuestos por sedimentos finos–arcillas y limos
ligeramente arenosos con intercalaciones de niveles delgados de arenas finas cuarzosas–
estos acuíferos tienen un espesor es inferior a los 10 metros dependiendo de las condiciones
topográficas y unidades de paisajes que afectan localmente el proceso deposicional.
Figura 18. Parámetro O (análisis GOD)
Fuente: Diseño propio de los autores
4.6.1.3 Parámetro D
Como se mencionó anteriormente este parámetro corresponde a la distancia a la cual
se encuentra el nivel freático y/o estático del acuífero a estudiar. La estimación de dicha
profundidad para los acuíferos cuaternarios someros y Terciario se hizo teniendo en cuenta
los datos de nivel freático reportados durante las actividades presentadas por el inventario
de aguas subterráneas realizado en campo y el nivel de las corrientes hídricas superficiales.
Debido que no se evidencio zonas de descarga superficial de ninguno de los
acuíferos del paleógeno Inferior y cretáceo; además teniendo en cuenta el modelo geológico
en esta área. Se concluye que en los campos la profundidad de la tabla de agua se encuentra
a profundidades superiores a los 20 metros en estas zonas.
Convenciones
Drenaje_sencillo
Vías y caminos
Municipio
Lagunas
Drenaje_Doble
Pendientes y geoformas
Muy Alta
Alta
Moderada
Baja
Por otro lado las unidades hidrogeológicas con su respectivo valor de nivel estático,
para el caso de los acuíferos cuaternarios someros y del neógeno se determinó el nivel
freático se varia de 5 a 10 metros de profundidad. Con el fin de darle mayor exigencia a la
valoración y preservación de los acuíferos presentes en la zona de estudio, se asumirá el
valor más alto del nivel freático. Ver Figura 19.
Figura 19. Parámetro D (análisis GOD)
Fuente: Diseño propio de los autores
4.6.1.4 Resultados Metodología GOD
Una vez definidos los parámetros de entrada se procedió aplicar la formula definida
en la metodología GOD. Finalmente con base en la calificación se generó un mapa de
vulnerabilidad GOD que se muestra en la Figura 20.
De acuerdo con estos valores, se observa que la vulnerabilidad para los acuíferos
someros asociados con el depósitos cuaternarios aluviales y los sistemas acuíferos
neógenos, se encuentra en el límite entre BAJA a MODERADA y teniendo en cuenta que
Convenciones
Drenaje_sencillo
VALOR_D
0.5
0.7
0.9
Lagunas
Municipio
Drenaje_Doble
estos rangos pero se puede incrementar debido a cambios litológicos locales que generen
mayor permeabilidad en estas unidades, es recomendable mantener un monitoreo constante,
en los sitios donde se presenten actividades que generen alguna afectación a los acuíferos
utilizados por la comunidad.
Figura 20. Análisis GOD
Fuente: Diseño propio de los autores
4.6.2 Análisis DRASTIC
Para aplicar este método debe asumirse que el posible contaminante tiene la misma
movilidad en el medio que el agua, que se introduce por la superficie del terreno y se
incorpora al agua subterránea mediante la recarga (lluvia y/o retorno de riego). Se aplica a
acuíferos libres y confinados, pero no a los semiconfinados, que deben valorarse de manera
que puedan adaptarse a uno de los tipos definidos. A cada uno de los siete parámetros
considerados por este método se les asigna un valor en función de los diferentes tipos y
rangos definidos en la Tabla 15. Además, al valor de cada parámetro se aplica un índice de
ponderación entre 1–5 que cuantifica la importancia relativa entre ellos, y que puede
modificarse en función del contaminante.
Convenciones
Drenaje_sencillo
Lagunas
Municipio
Drenaje_Doble
Análisis GOD
Baja
Moderada
Alta
El índice de vulnerabilidad obtenido es el resultado de sumar los productos de los
diferentes parámetros por su índice de ponderación:
DrDw + RrRw + ArAw + SrSw + TrTw + IrIw + CrCw = Índice DRASTIC
Siendo “r” el valor obtenido para cada parámetro y “w” el índice de ponderación.
El rango posible de valores del índice DRASTIC está comprendido entre 23–226
siendo más frecuentes valores entre 50–200. Los intervalos de vulnerabilidad o riesgo se
definen en función de la aplicación. En el trabajo realizado se han establecido los siguientes
rangos de vulnerabilidad (Ver Tabla 15).
Tabla 15. Rangos de vulnerabilidad según DRASTIC ÍNDICE DRASTIC VULNERABILIDAD
99–119 Vulnerabilidad muy baja
120–139 Vulnerabilidad baja
140–180 Vulnerabilidad moderada
>180 Vulnerabilidad alta
Fuente: Vargas 20101
Este método se aplica sobre los denominados “ambientes hidrogeológicos”,
unidades cartografiables con características hidrogeológicas e hidrodinámicas similares.
4.6.3.1 Parámetro D
Este parámetro considera la profundidad del nivel piezométrico en el caso de un
acuífero libre o del techo del acuífero para uno confinado. La vulnerabilidad disminuye con
la profundidad; en su valoración pueden emplearse datos de puntos de agua, estudios
hidrogeológicos y medidas de campo. La figura muestra la forma de clasificación y
ponderación empleada para calcular dicho parámetro, de acuerdo con esta dependiendo de
la profundidad del nivel estático en cada pozo se le asignó su correspondiente valor de D.
1 Vargas, M & Tosse, O, Propuesta metodológica para la evaluación de la vulnerabilidad intrínseca de los acuíferos a la contaminación,
Departamento de Ecosistemas – Grupo de recurso Hídrico – MAVDT, 2010.
Para el área de estudio la profundidad de la tabla de agua se estima basada en los
datos del inventario de puntos de agua subterránea –realizado en la primera época seca del
año-. Para el sistema acuífero del Grupo Honda la profundidad de la tabla de agua varía
entre 9 a 13 metros de profundidad, la representación gráfica del nivel piezométrico se
observa en la Figura 20. De la figura se obtiene el valor asignado en el parámetro Dr se
encuentra en el rango de 5 a 10; mientras que el índice de ponderación “Dw” se le asigna
un rango de 5.
En la Figura 20 se muestra la interpolación de los niveles registrados en el área,
teniendo en cuenta la cota del nivel piezométrico y de la cual se puede concluir que los
niveles descienden a medida que confluyen a la cabeza hidráulica dominante, como lo es en
este caso el río Magdalena.
Figura 20. Mapa de contornos piezometrico para análisis DRASTIC
PROFUNDIDA
D (m)
CLASIFICACIÓ
N Dr
0 – 1.5 10
1.5 – 4.6 9
4.6 – 9.1 7
9.1 – 15.2 5
15.2 – 22.9 3
22.9 – 30.5 2
> 30.5 1
TIPO PONDERACIÓN
Dw
Pesticida 5
No pesticida 5
Clasificación y ponderación del parámetro D; Fuente: Vargas 2010
Fuente: Diseño propio de los autores
4.6.3.2 Parámetro R
La recarga de agua subterránea por precipitación se define como la entrada de agua
dentro de la zona saturada, donde comienza a hacer parte de las reservas subterráneas de
agua (Bradbury et al., 2000; Balek, 1988; Scanlon et al., 2002; De Vries y Simmers, 2002).
Esta entrada se da de dos maneras, la primera por un movimiento descendente del agua
debido a las fuerzas de gravedad y la segunda comprende la entrada de agua al acuífero
luego de presentarse un movimiento horizontal del flujo debido a las diferentes condiciones
hidráulicas de las capas que constituyen el perfil del suelo.
La recarga natural de un acuífero puede darse por precipitación, por aguas
superficiales, es decir, a través de ríos y lagos, o por medio de transferencias desde otras
unidades hidrogeológicas o acuíferos; pero también puede darse de manera artificial
producto de actividades como la irrigación, fugas de redes de acueducto o alcantarillado o
por infiltraciones de embalses y depósitos (Balek, 1988; Custodio, 1997; Simmers, 1990;
Lerner, 1990; Samper, 1997).
La determinación de la recarga es fundamental para la construcción del modelo
hidrogeológico conceptual y su correcta estimación es una de las claves para el buen
manejo y sostenibilidad del recurso hídrico subterráneo. En general la recarga por lluvia es
la más importante, mientras que la recarga producida por ríos y lagos es importante en
climas poco lluviosos. Esta valor de recarga puede determinarse de diversos métodos; en
este caso utilizaremos los métodos empíricos los cuales consisten en el desarrollo de
ecuaciones empíricas que relacionan la recarga con alguna variable como la precipitación.
Para el calcular el valor de la recarga se realizó un balance hídrico del suelo, el cual
determinan los flujos de entrada y de salida de un sistema, y la recarga al acuífero
constituye el residuo de la ecuación de balance; hacen parte de este grupo los balances de
humedad del suelo, de agua en canales, el método de fluctuaciones del nivel freático, y el
que iguala la descarga a la recarga. La infiltración a partir del agua de precipitación en el
subsuelo, constituye una de las principales fuentes de recarga en un acuífero y requiere de
observaciones detalladas en campo para su cuantificación.
En el área se utiliza la metodología propuesta por Schocinky para el cálculo de la
recarga potencial de acuíferos mediante un balance hídrico de suelos (Schosinshy, 2007).
La recarga al acuífero se lleva a cabo, si la cantidad de agua que infiltra es suficiente para
llevar al suelo a capacidad de campo y además satisfacer la evapotranspiración de las
plantas. El agua sobrante, una vez satisfecha la capacidad de campo y la
evapotranspiración, es la que recarga al acuífero, la que se calcula con la siguiente
ecuación.
Rp = Pi + HSi – HSf – ETR
Dónde:
• Rp = Recarga potencial mensual en mm/mes.
• Pi = Precipitación que infiltra en mm/mes.
• HSf = Humedad del suelo al final del mes en mm.
• ETR = Evapotranspiración real en mm/mes.
En este sentido el valor de la recarga efectiva en el área de estudio se definirá con la
siguiente expresión.
Re=Rp – Esc
Dónde:
• Re = Recarga efectiva mensual en mm/mes
• Rp = Recarga potencial mensual en mm/mes.
• Esc = Escorrentía mensual en mm/mes
Además, con el análisis de los datos obtenidos en el balance hídrico del suelo puede
concluir que la relación entre la precipitación, evapotranspiración real y potencial definen
los meses con exceso de recurso hídrico superficial convirtiéndose en épocas de recarga de
los sistemas acuíferos. Considerando las siguientes relaciones:
• Meses en donde los valores de evapotranspiración potencial supera a la real,
el suelo se encuentra en déficit
• Meses cuando el valor de precipitación está por encima del valor de la
evapotranspiración corresponde a Almacenamiento en Reserva + Excedentes
• Cuando el valor de la evapotranspiración está por encima de los valores de
precipitación corresponde a la utilización de la reserva del suelo
La Figura 21 a la Figura 23 muestran estas relaciones de manera gráfica, para las
estaciones La Quinta, La Granja y Venadillo. Por otro lado, la Tabla 21 presenta la relación
de los parámetros evaluados en el balance hídrico del suelo, dando como resultado que el
valor de la recarga efectiva es de 80,6 mm/año, el cual es aproximadamente el 2% de la
precipitación anual.
Figura 21 Meses de recarga potencial, Estación La Quinta
Figura 22. Meses de recarga potencial para La estación La
Granja
Figura 23. Meses de recarga potencial para la estación Venadillo
Fuente: Diseño propio de los autores
Tabla 16 Balance Hídrico de suelo para la estación La Quinta CONCEPTO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
Precipitación (mm) 81,30 92,10 137,70 210,70 236,30 106,00 93,00 101,40 152,40 173,30 147,30 68,20
Retención por cobertura (mm) 9,756 11,052 16,524 25,284 28,356 12,72 11,16 12,168 18,288 20,796 17,676 8,184
Potencial de Infiltración del Suelo (mm) 95,15 107,79 161,16 246,60 276,57 124,06 108,85 118,68 178,37 202,83 172,40 79,82
Escorrentía (mm) 0,00 0,00 34,74 99,28 117,62 0,00 0,00 0,00 27,74 60,76 46,58 0,00
Temperatura (°C) 28,00 28,30 27,90 27,40 27,30 27,70 28,50 29,10 28,10 27,20 26,90 27,40
Humedad Inicial del Suelo (mm) 253,49 288,00 288,00 288,00 288,00 288,00 288,00 256,00 228,72 247,01 267,81 285,48
Evapotranspiración (mm/mes) 114,03 112,53 86,44 86,14 90,32 95,59 125,00 128,68 106,37 91,74 83,04 100,20
Humedad Final del Suelo (mm) 288,00 288,00 288,00 288,00 288,00 288,00 256,00 228,72 247,01 267,81 285,48 253,49
Recarga Potencial (mm) 0,00 0,00 51,26 124,56 145,98 10,41 0,00 0,00 27,74 60,76 46,58 0,00
Recarga Efectiva (mm) 0,00 0,00 16,52 25,28 28,36 10,41 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Tabla 17 Balance Hídrico de suelo para la estación La Granja Armero CONCEPTO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
Precipitación (mm) 89,10 117,00 147,00 228,40 237,20 98,20 89,90 119,70 177,40 223,70 180,90 94,70
Retención por cobertura (mm) 10,692 14,04 17,64 27,408 28,464 11,784 10,788 14,364 21,288 26,844 21,708 11,364
Potencial de Infiltración del Suelo (mm) 104,28 136,94 172,05 267,32 277,62 114,93 105,22 140,10 207,63 261,82 211,73 110,84
Escorrentía (mm) 0,00 1,17 48,74 119,29 123,03 0,00 0,00 0,00 56,98 107,11 76,59 0,00
Temperatura (°C) 27,50 27,60 27,40 27,00 26,90 27,20 27,80 28,30 27,60 27,00 26,80 27,20
Humedad Inicial del Suelo (mm) 284,79 288,00 288,00 288,00 288,00 288,00 288,00 264,90 270,10 288,00 288,00 288,00
Evapotranspiración (mm/mes) 106,31 101,79 80,62 81,70 85,71 89,22 113,00 114,50 99,13 89,75 82,60 97,91
Humedad Final del Suelo (mm) 288,00 288,00 288,00 288,00 288,00 288,00 264,90 270,10 288,00 288,00 288,00 284,79
Recarga Potencial (mm) 0,00 15,21 66,38 146,70 151,49 8,98 0,00 0,00 60,37 133,95 98,30 0,00
Recarga Efectiva (mm) 0,00 14,04 17,64 27,41 28,46 8,98 0,00 0,00 3,39 26,84 21,71 0,00
Tabla 18 Balance Hídrico de suelo para La estación Jerusalén CONCEPTO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
Precipitación (mm) 53.75 80.18 145.32 188.93 220.74 123.80 82.87 86.53 157.08 166.25 124.29 72.69
Retención por cobertura (mm) 6.45 9.62 17.44 22.67 26.49 14.86 9.94 10.38 18.85 19.95 14.91 8.72
Potencial de Infiltración del Suelo (mm) 62.91 93.84 170.08 221.12 258.35 144.90 96.99 101.27 183.85 194.58 145.47 85.07
Escorrentía (mm) 0.00 0.00 37.57 76.32 101.42 12.13 0.00 0.00 21.93 49.04 24.10 0.00
Temperatura (°C) 28.10 28.40 28.20 27.70 27.50 27.80 28.60 29.30 28.70 27.60 27.10 27.30
Humedad Inicial del Suelo (mm) 165.30 173.02 167.84 155.43 150.67 157.85 178.31 197.83 181.01 153.03 141.48 146.02
Evapotranspiración (mm/mes) 225.97 288.00 288.00 288.00 288.00 288.00 288.00 244.02 197.84 216.69 236.64 251.55
Humedad Final del Suelo (mm) 151.71 240.18 267.75 272.60 279.32 271.67 242.87 202.55 204.99 205.90 208.83 196.24
Recarga Potencial (mm) 115.57 114.14 90.31 89.93 92.83 96.82 126.85 132.71 116.30 97.26 85.28 98.28
Recarga Efectiva (mm) 288.00 288.00 288.00 288.00 288.00 288.00 244.02 197.84 216.69 236.64 251.55 225.97
Tabla 19 Balance Hídrico de suelo para La estación Venadillo CONCEPTO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
Precipitación (mm) 93,30 89,20 120,10 214,00 246,20 110,80 92,70 83,80 137,60 169,60 130,80 74,00
Retención por cobertura (mm) 11,196 10,704 14,412 25,68 29,544 13,296 11,124 10,056 16,512 20,352 15,696 8,88
Potencial de Infiltración del Suelo (mm) 109,20 104,40 140,57 250,47 288,15 129,68 108,50 98,08 161,05 198,50 153,09 86,61
Escorrentía (mm) 0,00 0,00 16,97 95,87 119,76 0,00 0,00 0,00 1,21 47,70 21,79 0,00
Temperatura (°C) 28,50 28,40 28,10 27,90 27,80 28,20 28,70 29,30 28,90 27,90 27,70 28,00
Humedad Inicial del Suelo (mm) 220,11 288,00 288,00 288,00 288,00 288,00 288,00 251,97 202,80 219,31 239,66 255,36
Evapotranspiración (mm/mes) 122,68 113,99 88,72 92,45 96,90 102,72 128,73 132,97 119,88 101,55 93,31 109,25
Humedad Final del Suelo (mm) 288,00 288,00 288,00 288,00 288,00 288,00 251,97 202,80 219,31 239,66 255,36 220,11
Recarga Potencial (mm) 0,00 0,00 31,38 121,55 149,30 8,08 0,00 0,00 1,21 47,70 21,79 0,00
Recarga Efectiva (mm) 0,00 0,00 14,41 25,68 29,54 8,08 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Tabla 20 Balance Hídrico de suelo para La estación El Salto CONCEPTO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
Precipitación (mm) 64.88 95.93 128.57 180.70 136.58 48.94 45.45 41.03 99.05 177.54 150.37 101.66
Retención por cobertura (mm) 7.79 11.51 15.43 21.68 16.39 5.87 5.45 5.00 11.89 21.31 18.04 12.20
Potencial de Infiltración del Suelo (mm) 75.94 112.28 150.47 211.50 159.85 57.28 53.19 47.91 115.92 207.80 175.99 118.98
Escorrentía (mm) 0.00 0.00 12.90 62.86 19.48 0.00 0.00 0.00 0.00 52.35 38.60 0.00
Temperatura (°C) 29.10 29.30 28.90 28.20 28.10 28.70 29.80 30.40 29.60 28.10 27.80 28.40
Humedad Inicial del Suelo (mm) 192.38 198.62 186.30 166.18 163.46 180.37 214.91 235.83 208.27 163.46 155.48 171.75
Evapotranspiración (mm/mes) 54.02 288.00 288.00 288.00 288.00 288.00 288.00 180.56 63.38 28.61 49.92 67.96
Humedad Final del Suelo (mm) -9.10 255.93 275.67 277.84 277.10 208.94 205.45 93.59 34.43 25.80 33.68 41.61
Recarga Potencial (mm) 134.51 131.03 100.24 96.16 100.71 110.62 152.89 158.20 133.82 103.89 93.72 115.60
Recarga Efectiva (mm) 0.00 288.00 288.00 288.00 288.00 226.31 180.56 63.38 28.61 49.92 67.96 54.02
87
En ese sentido, el valor de la recarga anual calculada para cada una de las estaciones
(Tabla 16 a Tabla 20), se presenta resumida en la Tabla 21, además se observa que el valor
de la recarga en esa zona del país no supera los 171,6 mm/año.
Tabla 21. Valor de la recarga anual calculada
Estación Valor de la recarga
(mm/año)
La Quinta 137.3
La Granja (Armero) 171.6
Jeursalén 135.2
Venadillo 130.3
El Salto 92.9
Teniendo en cuenta que la metodología DRASTIC, solo tiene en cuenta la recarga
efectiva que se pueda realizar sobre los acuíferos de un área determinada. La Figura 24
muestra la interpolación de los distintos valores de recarga calculados a partir de los
diferentes balances hídricos de suelos. Mientras que la tabla plantea la clasificación y
ponderación del parámetro R.
Figura 24 Mapa de contornos para la recarga potencial
RECARGA
(mm/Año)
CLASIFICACIÓN
RR
0 – 50 1
50 – 103 3
103 – 178 6
178 – 254 8
> 254 10
TIPO
PONDERACIÓN
RW
Pesticida 4
No pesticida 4
Clasificación y ponderación del parámetro R; Tomado de Vargas 2010
Fuente: Diseño propio de los autores
88
Con el fin de otorgarle una mayor importancia a este parámetro, se asumirá que no
existe la capa confinante dentro del área a evaluar, esto implicará que la recarga será de
forma directa y dependerá de su capacidad de infiltración efectiva, esta infiltración está
directamente relacionada con el tamaño de grano, su forma, nivel de compactación y
espesor de la capa superficial. Para lo cual se realizaron 8 pruebas de infiltración sobre el
área de interés arrojando los siguientes resultados.
• La infiltración efectiva en el área varía de moderadamente rápida.
• La infiltración moderadamente rápida, se relaciona asocia a sedimentos
areno limosos compactados, moderadamente seleccionados.
• Los rangos de infiltración efectiva están definidos desde los 2,1 m/día.
4.6.3.3 Parámetro A
Este parámetro evalúa las características litoestratigráficas que constituye el
acuífero somero, considerándose que a mayor granulometría y fracturación, mayor
permeabilidad y por tanto un grado de vulnerabilidad más elevado. Cuando existen varios
acuíferos superpuestos siempre se valorará el superior.
Se han considerado los depósitos aluviales como facilitadores de la posible
transmisión de contaminantes hacia otros acuíferos y aguas superficiales. En la asignación
de un valor dentro de su rango no se tuvo en cuenta el grado de fracturación y certificación.
La Tabla 22 muestra la forma de clasificación y ponderación empleada para calcular dicho
parámetro.
Tabla 22. Clasificación y ponderación del parámetro A
CARACTERÍSTICAS LITOLÓGICAS RANGO DE CLASIFICACIÓN AR VALOR TÍPICO AR
Lutita masiva 1 – 3 2
Metamórfica/Ígnea 2 – 5 3
Metamórfica/Ígnea meteorizada 3 – 5 4
Till glacial 4 – 6 5
Secuencias de arenisca, caliza y lutitas 5 – 9 6
Arenisca masiva 4 – 9 6
Caliza masiva 4 – 9 6
Arena o grava 4 – 9 8
89
CARACTERÍSTICAS LITOLÓGICAS RANGO DE CLASIFICACIÓN AR VALOR TÍPICO AR
Basaltos 2 – 10 9
Caliza cárstica 9 – 10 10
TIPO PONDERACIÓN AW
Pesticida 3
No pesticida 3
Fuente: Vargas 2010
En este sentido las unidades aflorantes en el área de estudio se clasifican en base a
su litología predominante se relacionan en la Tabla 23.
Tabla 23. Asignación de los valores para el parámetro A UNIDAD GEOLOGICA DESCRIPCIÓN VALOR A
Qalr, Depósitos Aluviales Recientes Arcillas Limosas con intercalaciones de arenas 4
NgQh, Grupo Honda Areniscas Pumiticas con importante fracción arcillosa 5
Qal, Depósitos Aluviales Arenas gravosas con matriz lodosas 6
Tsm, Grupo Mesa Areniscas masivas, deleznables con matriz arcillosa 7
Qcar, Abanico Aluviales Recientes Depósitos no consolidados conglomeráticos con matriz arenosa 8
Ca, Cauce de Rio Flujo superficial asociados a las áreas de recarga 9
Fuente: Diseño propio de los autores.
Para su determinación se emplea la cartografía geológica existente, como paso
previo a un reconocimiento de campo de la litología del sistema acuífero aflorante en el
área. Ejemplo la rocas del Grupo Honda está compuesta en su mayoría por areniscas
cuarzosas con matriz arcillosa con esporádicos cantos de grava de tamaño de 1 a 2 cm de
diámetro de formas semiredondeadas que suprayacen una capa de conglomerados clasto
soportados, clastos entre 15 a 50 cm de diámetro, matriz arcillosa con presencia de gravas
con lentes con arcilla arenosa, masiva, plástica de color gris oscura con fragmento de roca
de 1 a 3 cm de diámetro. (Ver Figura 25).
Esta descripción litológica se correlaciona con sedimentos y rocas del Grupo
Honda, el cual se encuentran representados en la parte inferior, por areniscas y arcillolitas
de color rojo y gris, con algunos conglomerados, con escasos fragmentos de origen
volcánico. Luego, se presentan intercalaciones de conglomerados, conglomerados arenosos,
areniscas con abundantes fragmentos volcánicos, en menor proporción arcillolitas. En la
90
parte superior hay predominio de capas rojas de lutitas y areniscas de grano fijo sin
fragmentos volcánicos.
Figura 25. Mapa del parametro A para el analisis DRASTIC
Fuente: Diseño propio de los autores
4.6.3.4 Parámetro S
El suelo influye en el desplazamiento vertical del contaminante hacia el acuífero.
Para este parámetro se considera la porción alterada del suelo que soporta la actividad
biológica y se obtuvo del mapa de suelos. Los suelos más importantes desde el punto de
vista hidrogeológico se encuentran en la parte central del área de estudio principalmente en
la parte alta y en las partes adyacentes a los cursos de agua. La Tabla muestra la forma de
clasificación y ponderación empleada para calcular dicho parámetro.
Superficialmente el área se encuentra confinando por una capa de materiales
constituidos por sedimentos areno limosas, compactados, con alto contenido de matriz, de
color generalizado marrón rojizo. El espesor de estas capas oscila alrededor de los 0,3
91
metros. Además, No se presenta materia orgánica en la matriz, ni se evidencia ningún tipo
de estructura sedimentaria.
De acuerdo con la clasificación textural del estudio de suelos del Tolima (IGAC,
2004), estas unidades se clasifican como un suelos franco arcilloso en su mayoría, con
algunos sectores más arenosos y otras facies con mayor porcentaje de arcilla. Para el
cálculo de este parámetro se realiza un mapa de suelos los cuales están compuestos arenas
arcillosas levemente gravosas compactadas (Ver Figura 26). Caracterizado por estar
cubierto por una delgada capa de concreto sobre el área industrial y casi nulo en el
contenido de materia orgánica, de poco espesor 0.3 metros.
Figura 26. Mapa de suelos textural del suelo en el área de estudio
TIPO DE SUELO RANGO SR
Delgado o ausente 10
Grava 10
Arena 9
Agregado arcilloso o compactado 7
Arenisca margosa 6
Marga 5
Limo margoso 4
Arcilla margosa 3
Estiércol – cieno 2
Arcilla no compactada y no agregada 1
TIPO RANGO SW
Pesticida 5
No pesticida 2
Modificado del Estudio de Suelos del Tolima, IGAC, 2004 Clasificación y ponderación del parámetro S;
tomado de Vargas 2010
Fuente: Diseño propio de los autores
4.6.3.5 Parámetro T
Este parámetro evalúa la topografía del terreno ya que dependiendo de la pendiente
o inclinación del área esto permite una mayor o menor velocidad de infiltración de un
92
posible contaminante. Para la zona de estudio se empleó el Modelo de Elevación Digital
(DEM), de acuerdo con los intervalos que requiere la metodología DRASTIC. El área de
estudio presenta elevaciones de 76 a 86 metros teniendo como referencia el nivel del mar.
La tabla que se encuentra dentro de la Figura 27 muestra la forma de clasificación y
ponderación empleada para calcular dicho parámetro.
Figura 27. Mapa de pendientes del área del estudio
PENDIENTE (%) CLASIFICACIÓN TR
0 – 2 10
2 – 6 9
6 – 12 5
12 – 18 3
> 18 1
TIPO PONDERACIÓN TW
Pesticida 4
No pesticida 1
Clasificación y ponderación del parámetro T; Tomado de Vargas 2010
Fuente: Diseño propio de los autores
El mapa de pendientes muestra que el área es ligeramente inclinada lo que
determina mayor facilidad de infiltración de las aguas a los sistemas subterráneos.
4.6.3.6 Parámetro I
La zona no saturada influye en los procesos de atenuación en la trayectoria del agua
hacia la zona saturada. Este parámetro contempla la existencia de acuíferos libres
confinados y semiconfinados al valorar el tipo de materiales existentes en la zona no
saturada. Si el acuífero es libre corresponde a la propia litología del acuífero y para los
otros dos casos corresponde a los materiales suprayacentes confinantes.
93
El análisis geofísico realizado en el área describe la litología de la zona vadosa
presenta un comportamiento grano-decreciente hacia su techo con inclinación hacia el
oriente; en general se encuentra compuesta por las capas superficiales conformadas por
arenas gravosas en matriz arcillo limosa e intercalaciones lenticulares de arcilla arenosa. La
Tabla 24 muestra la forma de clasificación y ponderación empleada para calcular dicho
parámetro.
Tabla 24. Clasificación y ponderación del parámetro I TIPO DE MEDIO CLASIFICACIÓN IR VALOR TÍPICO IR
Capa confinante 1 1
Arcilla 2 – 6 3
Lutita 2 – 5 3
Caliza 2 – 7 6
Arenisca 4 – 8 6
Secuencias de arenisca, caliza y lutita 4 – 8 6
Arena o grava con contenido de cieno y arcilla significativo 4 – 8 6
Metamórfica/Ígnea 2 – 8 4
Arena y grava 6 – 9 8
Basalto 2 – 10 9
Caliza cárstica 8 – 10 10
TIPO PONDERACIÓN IW
Pesticida 4
No pesticida 5
Fuente: Vargas 2010
Estas capas se distribuyen uniformemente sobre la unidad de suelo altamente
compactada, compuesta por una arenisca con matriz arcillas con gravas de pequeño
diámetro en la matriz, provenientes de la misma formación infrayacente.
El análisis textural para la zona vadosa lo muestra heterogéneo de esta zona no
saturada, los cuales varían en la cantidad de arena y arcillas en la composición. El primero
es un arcilla arenosa de tipo franco arcilloso, el segundo y el predominante en el área es de
tipo franco arcillo arenoso en el cual el porcentaje de arcilla y limo descienden y se
incrementa el valor porcentual de la arena y por ultimo áreas donde la arena ocupa un
mayor peso porcentual constituyendo más del 75% en el valor total denominada franco
arenosa en la clasificación textural.
En este sentido para los depósitos aluviales recientes cuya composición es dominada
por las arcillas el valor del parámetro I es de 3; para aquellos depósitos poco consolidados
94
cuya composición sea areniscas con intercalaciones de arcillas 6 y por último la litología
superficial dominada por arenas y gravas no consolidadas 8. Ver Figura 28
Figura 28. Mapa de pendientes del área del estudio
Fuente: Diseño propio de los autores
4.6.3.7 Parámetro C
Los valores en las pruebas de conductividad hidráulica, se obtiene a través de la
revisión de información secundaria, especialmente las memorias técnicas de las planchas
hidrogeológicas del servicio geológico colombiano (antes INGEOMINAS), con esto, se
realiza una zonificación por rangos en los valores cuyas unidades se expresan en m/día.
Para aquellas unidades que no se tienen datos, se utilizaron los valores estándar tabulados
de acuerdo a las características litológicas del material granular, los cuales se resumen en
las tablas de la Figura 29 y Figura 30.
Figura 30. Parámetros formacionales estándar de acuerdo al tipo de roca.
95
Valores estimados de la porosidad (%), según Sanders (1998) Total Eficaz
Arcillas
Limos
Arena finas, arenas limosas
Arena gruesa o bien clasificada
Grava
Shale intacta
Shale fracturada/alterada
Arenisca
Calizas, dolomías NO carstificadas
Calizas, dolomías carstificadas
Rocas ígneas y metamórficas sin fracturar
Rocas ígneas y metamórficas fracturadas
40 a 60
35 a 50
20 a 50
21 a 50
25 a 40
1 a 10
30 50
5 a 35
0,1 a 25
5 a 50
0,01 a 1
1 a 10
0 a 5
3 a 19
10 a 28
22 a 35
13 a 26
0,5 a 5
0,5 a 10
0,1 a 5
5 a 40
0,0005
0,00005 a 0,01
Fuentes: Domenico, P.A. & Schwartz, F.W (1998). Physical and chemical hydrogeology.
Willey, 502 pp. Sanders L (1998). A manual of field hydrogeology. Prentice-Hall 381 pp.
Fetter, C.W (2001) Applied hydrogeology. Prentice-Hall, 4ta. Edi, 598 pp. Freeze, R.A &
Cherry, J.A. (1979). Groundwater. Prentice-Hall, 604 pp. Smith, L & S.J. Weathcraft
(1993). Groundwater flow, in Maidment DR (Ed) Handbook of Hydrology. McGraw Hill.
Figura 29. Parámetros formacionales estándar de acuerdo al tipo de roca. (1)
Valores estimados de la conductividad hidráulica (metros/día) Doménico Smith & W Freeze Fetter Sanders
Sedimentos
Grava 25 a 2500 100 a 105 100 a 106 10 a 1000
Grava con arena
Arena gruesa 0,1 a 500
0,01 a 1000 1 a 1000 1 a 100
1 a 100
Arena media 0,1 a 50
Arena fina 0,02 a 20 0,01 a 1 0,01 a 1
Arena arcillosa 0,01 a 100
Silt, loess 10-4 a 2 10-4 a 1 10-4 a 1 0,001 a 0,1 10-4 a 1
Arcilla 10-6 a 4x10-4 10-7 a 10-3 10-6 a 10-3 10-6 a 10-3
Arcilla marina
inalterada 10-7 a 2x10-4 10-11 a 4x10-7
Rocas
Sedimentarias
Calizas carstificadas 0,1 a 2000 0,05 a 0,5 0,1 a 1000 0,1 a 107
Calizas, dolomías 10-4 a 0,5 0,001 a 0,5 10-4 a 1 10-4 a 1
Areniscas 3x 10-5 a 0,5 10-5 a 1 10-5 a 1
Argilitas (siltstone) 10-6 a 0,001
Pizarras sedimentarias
(Shale) intactas
10-8 a 2x 10-4 10-8 a 10-4 10-4 a 10-8 10-4 a 10-8
Pizarras sed. (Shale)
fracturadas/alteradas 10-4 a 1
Fuentes: Domenico, P.A. & Schwartz, F.W (1998). Physical and chemical hydrogeology.
Willey, 502 pp. Sanders L (1998). A manual of field hydrogeology. Prentice-Hall 381 pp.
Fetter, C.W (2001) Applied hydrogeology. Prentice-Hall, 4ta. Edi, 598 pp. Freeze, R.A &
Cherry, J.A. (1979). Groundwater. Prentice-Hall, 604 pp. Smith, L & S.J. Weathcraft
(1993). Groundwater flow, in Maidment DR (Ed) Handbook of Hydrology. McGraw Hill.
En ese sentido, la Tabla 25 resume los valores de conductividad hidráulica
asumidos para las unidades hidrogeológicas identificadas en el área de estudio y en la
Figura 30, se observa el mapa de conductividades hidráulicas del área de estudio y muestra
la forma de clasificación y ponderación empleada para calcular dicho parámetro. Debido a
96
que no se contó con información de dicho parámetro se decidió aplicarle este peso al
parámetro de topografía que puede incidir dentro del área de estudio el grado de
vulnerabilidad final.
Tabla 25. Valores teóricas de conductividad hidráulica asumidos para las unidades
hidrogeológicas UNIDAD HIDROGEOLÓGICA CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA VALOR CR VALOR CW CRCW
Ca, Cauce de Rio 2 1 2 2
NgQh, Grupo Honda 0.5 1 2 2
Qal, Depósitos Aluviales 50 8 2 16
Qalr, Depósitos Aluviales Recientes 20 3 2 6
Qca, Abanico Aluvial de Lérida 200 10 2 20
Qcar, Abanico Aluviales Recientes 200 10 2 20
Tsm, Grupo Mesa 0.5 1 2 2
Fuente: Diseño propio de los autores
Fuente: Diseño propio de los autores
4.6.3.8 Resultados Metodología DRASTIC
Figura 30. Distribución de conductividades Hidráulicas.
CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA
CR RANGO
(m/día) (cm/s)
0.04 – 4.08 4.6x10-5 – 4.7x10-3
1
4.08 – 12.22 4.7x10-3 – 1.4x10-2
2
12.22 – 28.55 1.4x10-2 – 3.4x10-2
3
28.52 – 40.75 3.4x10-2 – 4.7x10-2
6
40.75 – 81.49 4.7x10-2 – 9.5x10-2
8
> 81.49 > 9.5x10-2 10
TIPO PONDERACIÓN CW
Pesticida 2
No pesticida 3
Clasificación y ponderación del parámetro C; Tomado de Vargas 2010
97
Con base en los resultados obtenidos para cada uno de los parámetros evaluados se
obtuvo una matriz de resultados la cual se realizó punto a punto teniendo en cuenta
únicamente la información existente para evitar sesgo por interpolaciones con zonas donde
no existía información. Como resultado final en la figura se muestra la calificación
DRASTIC obtenida. Finalmente con base en la calificación se generó un mapa de
vulnerabilidad DRASTIC (Ver Figura 31).
Figura 31. Mapa de vulnerabilidad intrínseca
DRASTIC
Fuente: Diseño propio de los autores
98
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
De acuerdo con la metodología GOD, las zonas que presentan alta vulnerabilidad a la
contaminación de los acuíferos en el municipio de Ambalema corresponden a los estratos
de los depósitos aluviales poco consolidados y las de moderada vulnerabilidad se presentan
en el sector centro occidental del municipio, zona corresponde al abanico aluvial, en los dos
sectores se registró presencia de acuíferos libres y una mayor inclinación del terreno lo cual
permite que pueda existir una mayor velocidad de infiltración de un posible contaminante.
Según el método DRASTIC, los sectores calificados con índice > 180 corresponden a zonas
de vulnerabilidad alta (Ver Tabla 15) y de acuerdo con la aplicación del método sobre el
municipio de Ambalema, se encuentra que gran parte del territorio corresponde a las zonas
con mayor exposición a la contaminación de acuíferos debido a la presencia de la litología
conformada por unidades de abanico aluvial y depósitos aluviales recientes con poca
consolidación de sus estratos.
En las zonas norte y suroeste del municipio como producto de la aplicación de los métodos
GOD y DRASTIC se encuentran zonas con vulnerabilidad a la contaminación baja a muy
baja, dada la presencia de las formaciones Mesa y Honda conformadas por sedimentos
consolidados, presencia de acuíferos libres (semiconfinados), cubiertos por una pequeña
capa de finos, lo cual reduce la exposición a la contaminación de acuíferos.
Los sedimentos aflorantes en el municipio de Ambalema corresponden a depósitos con
porosidad primaria, conformando acuíferos de tipo libre lo cual genera mayor
susceptibilidad a la contaminación de tales acuíferos.
Los métodos utilizados para la evaluación de vulnerabilidad intrínseca o propia de los
unidades hidrogeológicos coinciden que en esta área su comportamiento y condiciones los
hacen susceptibles al ingreso al sistema acuífero de contaminantes móviles, producidos por
la industria agrícola, la cual es dominante en el área y a las actividades antrópicas
99
domesticas; además la mala gestión en la disposición de residuos sólidos y líquidos
evidenciados en el área aceleran o aumentan los riesgos de contaminación.
La utilización de metodologías basada en la superposición temática permite la
conceptualización y el análisis espacial de variables que generan un mayor grado de
confiabilidad en los resultados; aunque cabe aclarar que, la falta de información primaria
y/o recurrir a información teórica muchas veces no refleja la realidad de las áreas, además
el factor de escala es otra de las limitaciones encontradas debido al enmascaramiento de
propia de la definición cartográfica que no permite hacer un análisis más detallado de las
unidades hidrogeológicas.
Como era de esperarse las unidades con mayor grado de consolidación (sea por
compactación, litificación o cementación), son menos susceptibles a la contaminación por
agentes móviles, aunque una vez ingresados al sistema acuíferos son más difíciles de
recuperar, caso contrario de los sedimentos no consolidados del cuaternario los cuales son
más susceptibles a recibir contaminantes móviles debido a su porosidad, pero la
Transmisividad permite que estos salgan más rápido del sistema.
Recomendaciones de medidas para el manejo de las zonas con vulnerabilidad moderada a
alta:
Dado que el sector rural del municipio de Ambalema carece de servicios de
saneamiento ambiental, se realizan descargas al suelo (pozos sépticos), basuras,
residuos líquidos de lavado y cocinas, etc, se recomienda implementar un adecuado
sistema sanitario para el vertimiento de residuos líquidos y sólidos domésticos, así
como la realización de jornadas de capacitación a las comunidades referente al
adecuado manejo y disposición final de éstos residuos.
Realizar un inventario municipal de puntos de agua subterránea (pozos, aljibes y
manantiales), que permita conformar una red de monitoreo regional para temas de
calidad y disponibilidad del recurso hídrico.
100
Formular planes o políticas enfocadas a la disminución o uso regulado de los
agroquímicos o pesticidas utilizados por la actividad agrícola, que afecten la calidad
fisicoquímica de las aguas subterráneas.
101
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