CÁLCULO DEL CAUDAL AMBIENTAL MEDIANTE UNA...

CÁLCULO DEL CAUDAL AMBIENTAL MEDIANTE UNA METODOLOGÍA

HOLÍSTICA EN LA CUENCA ALTA DEL RÍO BOGOTÁ

MARIA ALEJANDRA GÓMEZ DÍAZ

WILSON STEVENS ROBAYO GUTIERREZ

JUAN DAVID RONDÓN DÍAZ

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN EN RECURSOS HÍDRICOS

BOGOTÁ D.C – 2016

CÁLCULO DEL CAUDAL AMBIENTAL MEDIANTE UNA METODOLOGÍA

HOLÍSTICA EN LA CUENCA ALTA DEL RÍO BOGOTÁ

MARIA ALEJANDRA GOMEZ

WILSON STEVENS ROBAYO GUTIERREZ

JUAN DAVID RONDÓN DÍAZ

Trabajo de grado para obtener el título de especialista en Recursos Hídricos.

ASESOR: JORGE ALBERTO VALERO FANDIÑO

INGENIERO CIVIL – MAGISTER EN HIDROSISTEMAS

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN EN RECURSOS HÍDRICOS

BOGOTÁ D.C – 2016

Agradecimientos y dedicatoria.

A nuestras familias por la comprensión y el apoyo incondicional, por su amor y calidez y por

sembrar en nosotros el espíritu de superación y el deseo de aprender siempre algo nuevo. Por

entender con amor y paciencia que el tiempo dedicado para ellos, fuera empleado en nuestro

crecimiento académico.

Especial Agradecimiento al profesor Jorge Alberto Valero Fandiño, por su tiempo y apoyo durante

la elaboración del presente proyecto.

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................ 10

1 GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO ................................................................... 11

1.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN ................................................................................................................ 11 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................................................... 11

1.2.1 Problema a resolver .............................................................................................................. 11 1.2.2 Antecedentes del problema a resolver ................................................................................... 11

1.3 JUSTIFICACIÓN ................................................................................................................................. 11 1.4 OBJETIVOS ...................................................................................................................................... 12

1.4.1 Objetivo general .................................................................................................................... 12 1.4.2 Objetivos específicos ............................................................................................................. 12

2 MARCOS DE REFERENCIA .................................................................................................... 13

2.1 GEOGRÁFICO: .................................................................................................................................. 13 2.2 MARCO NORMATIVO: ................................................................................................................ 14 2.3 MARCO DEMOGRÁFICO ................................................................................................................. 14 2.4 MARCO CONCEPTUAL ............................................................................................................... 14

3 METODOLOGÍA ........................................................................................................................ 17

4 ANÁLISIS DE RESULTADOS ................................................................................................... 22

4.1 CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA ESTUDIO: .................................................................................. 22 4.2 COMPONENTE HIDROLÓGICO: .......................................................................................................... 22 4.3 COMPONENTE HIDRÁULICO: ............................................................................................................ 24 4.4 COMPONENTE CALIDAD DEL AGUA: ............................................................................................... 27 4.5 ÍNDICE DE INTEGRIDAD HÍDRICA-IIH: ............................................................................................. 30 4.6 DEFINICIÓN DEL CAUDAL AMBIENTAL: .......................................................................................... 32 4.7 COMPARACIÓN DE CAUDAL AMBIENTAL CON OTRAS METODOLOGÍAS: ........................................... 33

5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................................... 35

BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................. 36

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 LOCALIZACIÓN DE LA SUBCUENCA ALTA DEL RÍO BOGOTÁ. ......................................................................... 13 FIGURA 2. LINEAMIENTOS CONCEPTUALES Y METODOLÓGICOS PARA LA ERA. ......................................................... 15 FIGURA 3. METODOLOGÍA PARA ESTIMAR CAUDAL AMBIENTAL. ................................................................................. 18 FIGURA 4. CAUDALES MÍNIMOS POR MES DE ACUERDO AL ONI. .................................................................................. 24 FIGURA 5. CAUDAL AMBIENTAL DE LA CUENCA ALTA DEL RÍO BOGOTÁ A PARTIR DE LA METODOLOGÍA DE CAUDAL

AMBIENTAL DE LA ANLA. ................................................................................................................................. 33

LISTA DE TABLAS

TABLA 1. MÉTRICAS SELECCIONADAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL IIH. .................................................................... 19 TABLA 2. VARIABLES FÍSICAS Y QUÍMICAS Y SUS PUNTAJES PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL IIH. ................................... 20 TABLA 3 PUNTAJES DEL IIH PARA LA DETERMINACIÓN DE CAUDALES AMBIENTALES EN RÍO COLOMBIANOS .............. 20 TABLA 4. MORFOMETRÍA DE LA SUBCUENCA DEL RÍO ALTO BOGOTÁ. ........................................................................ 22 TABLA 5. CAUDALES MÍNIMOS (M3/S) POR MES DE ACUERDO AL ONI. ........................................................................ 23 TABLA 6 VARIABLES HIDRÁULICAS PARA LA DETERMINACIÓN DEL IIH ...................................................................... 24 TABLA 7. RESULTADOS MÉTRICAS COMPONENTE HIDRÁULICO SERIE CAUDALES NIÑO. ............................................ 25 TABLA 8. RESULTADOS MÉTRICAS COMPONENTE HIDRÁULICO SERIE CAUDALES NIÑA ............................................. 26 TABLA 9. RESULTADOS MÉTRICAS COMPONENTE HIDRÁULICO SERIE CAUDALES MEDIA .......................................... 27 TABLA 10 VARIABLES HIDRÁULICAS PARA LA DETERMINACIÓN DEL IIH .................................................................... 28 TABLA 11. RESULTADOS MÉTRICAS COMPONENTE CALIDAD DEL AGUA SERIE CAUDALES NIÑO ............................... 28 TABLA 12. RESULTADOS MÉTRICAS COMPONENTE CALIDAD DEL AGUA SERIE CAUDALES NIÑA ............................... 29 TABLA 13. RESULTADOS MÉTRICAS COMPONENTE CALIDAD DEL AGUA SERIE CAUDALES MEDIA ............................ 30 TABLA 14. RESULTADOS IIH SERIE CAUDALES NIÑO. ................................................................................................. 31 TABLA 15. RESULTADOS IIH SERIE CAUDALES NIÑA. ................................................................................................. 31 TABLA 16. RESULTADOS IIH SERIE CAUDALES MEDIA. ............................................................................................... 32 TABLA 17. CAUDAL AMBIENTAL DE LA CUENCA ALTA DEL RÍO BOGOTÁ A PARTIR DE LA METODOLOGÍA DE CAUDAL

AMBIENTAL DE LA ANLA .................................................................................................................................. 33 TABLA 18. CAUDAL AMBIENTAL A PARTIR DE OTRAS METODOLOGÍAS ESTABLECIDAS PARA EL CÁLCULO DE CAUDAL

AMBIENTAL. ........................................................................................................................................................ 34

de 37

RESUMEN

Palabras clave: Caudal ambiental, caudal ecológico, calidad hídrica, índice de integridad de

hábitat, conectividad de río.

Con el fin de asegurar el aprovechamiento del recurso hídrico en ríos es importante definir ¿cuál

es la cantidad máxima aprovechable dentro de los lineamientos del desarrollo sostenible para un

cuerpo de agua? Este valor, expresado en términos de cantidad, puede definirse a partir del

concepto de caudal ambiental.

En la actualidad se han formulado algunas metodologías para el cálculo del caudal ambiental, sin

embargo solo algunas de estas metodologías, presentan una visión integral que garantice el estado

del recurso hídrico en términos de cantidad y calidad como lo hace la metodología que incorpora

el índice de integridad de hábitat (IIH), propuesta por la Autoridad Nacional de Licencias

Ambientales-ANLA.

En el presente proyecto, mediante un caso de estudio, se aplica la metodología de Caudal

Ambiental propuesto por la ANLA en la cuenca alta del río Bogotá y se compara con algunas

metodologías adicionales utilizadas para el cálculo del caudal ambiental, obteniendo como

resultado una mayor calidad de resultados como beneficio de hacer uso de IIH (metodología de la

ANLA), frente a las metodologías tradicionales como el cálculo del caudal ecológico a partir de la

reducción de caudales medios. Lo anterior no solo por tener en cuenta factores Hidrológicos, sino

también la estacionariedad de los registros de caudal a lo largo del año, lo que implica resultados

ajustados a las variaciones hidrometeorológicas de la zona de estudio.

ABSTRACT

Keywords: Environmental flow, ecological flow, water quality, habitat integrity index, river

connectivity.

In order to ensure the use of water resources in rivers, it is important to define: what is the

maximum amount that can be used within the guidelines of sustainable development for a body of

water? This value, expressed in terms of quantity, can be defined from the concept of

environmental flow.

At present some methodologies have been formulated for the calculation of the environmental

flow, however only some of these methodologies, present an integral vision that guarantees the

state of the water resource in terms of quantity and quality as does the methodology that

incorporates the index of Integrity of habitat (IIH), proposed by the Autoridad Nacional de

Licencias Ambientales-ANLA.

In the present project, through a case study, the Environmental Flow methodology proposed by

ANLA in the upper Bogotá River basin is applied and compared with some additional

methodologies used to calculate the environmental flow, resulting in a higher quality Of results as

a benefit of using IIH (methodology of ANLA), compared to traditional methodologies such as the

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calculation of the ecological flow from the reduction of average flows. This not only takes into

account hydrological factors, but also the stationarity of flow records throughout the year, which

implies results adjusted to the hydro meteorological variations of the study area.

de 37

INTRODUCCIÓN

La especie humana por milenios se ha beneficiado de los ríos (Fagan, 2011). El desarrollo de la

infraestructura de agua (e.g. presas y embalses), usadas para controlar la distribución de caudales

de agua ha causado la alteración el curso natural de los ecosistemas hídricos en el mundo (Bunn

& Arthington, 2002). De igual manera el mejoramiento en los sistemas de distribución y

abastecimiento de agua como hidroeléctricas y acueductos usados en la industria y en sistemas de

irrigación, comprenden cambios que generan impactos sobre los hábitats acuáticos y la

biodiversidad (Vörösmarty et al., 2010). Así la provisión de servicios ambientales se encuentra

fuertemente relacionada con el sostenimiento del ecosistema, como es en el caso de la pesca o los

servicios paisajísticos (Auerbach, Deisenroth, McShane, McCluney, & LeRoy Poff, 2014).

Con el fin de asegurar los servicios ya expuestos, en el país se han generado normativas que

propendan el aseguramiento del caudal mínimo requerido por la fuente hídrica de manera que

garantice su función ecológica como sucede con el decreto 865 de 2004. Sin embargo, las

metodologías allí expuestas no poseen un enfoque global que permite incorporar el componente

hidrológico, hidráulico y el asociado a calidad hídrica de manera simultánea. Por lo anteriormente

expuesto han surgido iniciativas (Parra & Carvajal, 2012) que permitan calcular el caudal mínimo

con el fin de calcular la máxima cantidad de agua aprovechable en un cuerpo hídrico sin impedir

que este cumpla la función ecosistémica. Dichas metodologías como las descritas en trabajos a

nivel nacional (Universidad Nacional de Colombia, 2008) comienzan a tener iniciativas de

aplicación como sucede en el caso de solicitud de licencias ambientales (Territorial., 2013).

En este sentido, el presente documento expone los resultados de la aplicación de la metodología

de determinación de caudal ambiental propuesta por la Autoridad Nacional de Licencias

Ambientales-ANLA en la cuenca alta del río Bogotá, así como una breve comparación con los

resultados obtenidos a partir de la aplicación de otras metodologías comúnmente utilizadas en el

país para determinar caudales ambientales, con el fin de identificar las posibles diferencias

existentes entre dichas metodologías.

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1 GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO

1.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN

Saneamiento de comunidades.

1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.2.1 Problema a resolver

Teniendo en cuenta las diversas metodologías que existen para el cálculo de caudal ambiental, con

el presente trabajo se quiere conocer que ventajas brinda una metodología holística como la del

uso de IIH frente a la formulada por la legislación vigente.

1.2.2 Antecedentes del problema a resolver

Dentro de las definiciones de más completas de caudal ambiental se encuentra la proporcionada

en decreto 3930 del 2010 donde se habla de un volumen necesario tanto de las actividades

socioeconómicas como el sostenimiento de los ecosistemas acuáticos en función de calidad,

cantidad, duración y estacionalidad, la cual resulta más completa que otras definiciones como la

proporcionada en la Declaración Brisbane (UNESCO, 2007) que no tiene una visión tan completa

como la presentada en este trabajo.

Además de tener un acercamiento muy valioso en la definición de dicho concepto, en el país se

han formulado diversos mecanismos como el utilizado en (IDEAM; Instituto de Hidrología, 2001)

o en la Resolución 865 del 2004, sin embargo la mayoría solo posee un enfoque hidrológico y a

pesar de resaltar la importancia de una metodología holística que incluya otros componentes

(Lineamientos conceptuales y metodológicos para la evaluación regional del agua-ERA 2013,

2013a), aún no se existen muchas guías oficiales que propendan el cálculo de caudal ambiental

teniendo en cuenta los aspectos hidrológicos, hidráulicos y de calidad hídrica,

1.3 JUSTIFICACIÓN

Con el fin de proteger y conservar las diferentes especies que se pueden encontrar en una corriente

de agua con un potencial para diferentes usos económicos, sociales y ambientales, se debe tener

en cuenta los requerimientos mínimos para sostener un ecosistema, el cual se encuentra inmerso

en el caudal ambiental (Parra & Carvajal, 2012).

El caudal ambiental se estima a partir de las características que se encuentran incluidas en el

régimen hidrológico y son representadas a partir de las curvas de duración de caudales, el cual

sintetiza el comportamiento del régimen hídrico en un punto determinado.

La determinación del caudal ambiental evalúa diferentes variables que se deben tener en cuenta

para interrelacionarlas con los procesos naturales y antrópicos que se presentan en el

de 37

comportamiento de los caudales, el cual se debe tener claro el funcionamiento principal del caudal

ambiental, ya que es de gran importancia para la gestión del recurso hídrico (Lineamientos

conceptuales y metodológicos para la evaluación regional del agua-ERA 2013, 2013b).

Aun cuando existen en la actualidad varias metodologías propuestas para el cálculo del caudal

ambiental, ninguna de estas está definida como la metodología oficial, toda vez que durante mucho

tiempo, diferentes investigadores han propuesto diversas aproximaciones matemáticas de

aplicación para determinar el caudal ambiental (Eloha, 2010). En este sentido, se hace necesario

demostrar por medio de un estudio de caso, los resultados obtenidos a partir de la aplicación de la

metodología de cálculo de caudal ambiental propuesta por la autoridad ambiental nacional

(Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, a través de la ANLA), así como una breve

comparación con otras metodologías tradicionalmente empleadas para la determinación del caudal

ambiental de corrientes superficiales en Colombia.

Por lo anterior en el presente documento se exponen, los resultados de la aplicación de la

metodología que incorpora los componentes involucrados en el cálculo del caudal ambiental.

1.4 OBJETIVOS

1.4.1 Objetivo general

Calcular el caudal ambiental de la cuenca alta del río Bogotá, Departamento de Cundinamarca-

Colombia, utilizando una metodología que incorpore los componentes de calidad, hidrología e

hidráulica.

1.4.2 Objetivos específicos

Calcular los índices hidrológicos mediante el análisis de las series históricas de caudal en

la cuenca alta del río Bogotá.

Calcular los parámetros hidráulicos básicos de la cuenca alta del río Bogotá.

Analizar los caudales ambientales generados mediante la metodología holística y la

formulada por la legislación vigente y evaluar la consistencia de los dos resultados

obtenidos.

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2 MARCOS DE REFERENCIA

2.1 GEOGRÁFICO:

La subcuenca del río Bogotá como se describe en (Subcuenca et al., n.d.), se localiza en la parte

meridional de la provincia fisiográfica de la Cordillera Oriental, esta cuenca se encuentra dividida

en 19 subcuencas. La subcuenca de estudio es la del Río Alto Bogotá (2120-19), la cual se

encuentra ubicada al norte de la cuenca del río Bogotá, en el sector nororiental del departamento

de Cundinamarca la cual incluye cinco municipios los cuales son: Suesca, Lenguazaque, Machetá,

Villapinzón y Chocontá (Figura 1). Sus aguas drenan hacia el suroeste y presenta un relieve

ondulado y quebrado.

Figura 1 Localización de la subcuenca alta del río Bogotá.

Fuente: POMCA, 2006

Su importancia radica no solo en el hecho de encontrarse el nacimiento del río Bogotá sino por

tratarse de la zona donde comienza la afectación del recurso hídrico debido a descargas de residuos

sólidos y vertimientos producto de actividades como las industrias de curtiembres localizadas en

los municipios de Villapinzón y Chocontá.

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2.2 MARCO NORMATIVO:

En el marco de la Gestión Integral del Recurso Hídrico-GIRH, en Colombia se ha formulado

normatividad diversa enmarcada en el uso y manejo del recurso hídrico, dentro de la que destaca

la siguiente, con respecto al tema de estudio:

La Constitución Política de 1991, en su artículo 8 habla de la intervención del Estado

sobre el manejo y el aprovechamiento de los recursos renovables.

El Código Nacional de Recursos Renovables (Decreto-Ley 2811 de 1974), el cual

plantea que tanto el Estado como los particulares deben preservar el medio ambiente,

mediante un manejo adecuado de los recursos naturales.

El Decreto 1541 de 1978, cuya finalidad es reglamentar las normas relacionadas con

el recursos hídrico en todo sus estados (complementa el Decreto-Ley 2811 de 1974).

Decreto-Ley 2811 de 1974, define el ambiente como patrimonio común, el cual se

debe preservar y manejar para utilidad pública e interés social. A su vez señala la

necesidad de formular un Plan de Ordenamiento de Recurso Hídrico para destinar el

agua para diferentes usos.

Decreto 3930 de 2010, establece las disposiciones relacionadas con los usos del

recurso hídrico, en el Ordenamiento del Recurso Hídrico, vertimientos al suelo y a los

alcantarillados.

Resolución 865 del 2004, el cual en su ítem 3.4.2 habla de la reducción de caudal por

caudal ecológico.

2.3 MARCO DEMOGRÁFICO

En la cuenca alta del Río Bogotá, se localizan los municipios de Machetá, Lenguazaque, Suesca,

Chocontá y Villapinzón, estos ocupan el 5% de la extensión total de la cuenca del Río Bogotá, la

cual tiene aproximadamente 25.500 habitantes. De los municipios mencionados anteriormente 16

veredas hacen parte del municipio de Villapinzón, 21 de Chocontá, 2 de Lenguazaque, 1 de

Machetá y 5 de Suesca (Ltda-CAR, 2006).

2.4 MARCO CONCEPTUAL

El caudal ambiental tal y como se muestra en la Figura 2 se encuentra enmarcado en la Evaluación

Regional del Agua (ERA) y legalmente es requerido en cumplimiento del decreto 3930 de 2010,

donde dicha ERA se encuentra definida por los lineamientos establecidos por el IDEAM con el fin

de realizar un diagnóstico del estado y tendencia de los sistemas hídricos.

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Figura 2. Lineamientos Conceptuales y Metodológicos para la ERA.

Fuente Elaboración Propia, 2016.

de 37

Con el fin de conocer el caudal ambiental existen distintas metodologías dentro de las que se

encuentra las asociadas al componente hidrológico, que tienen en cuenta las series históricas de la

unidad hidrológica analizada. Así mismo, existen aquellas metodologías que involucran el

componente hidráulico, el cual propende por la conservación de la dinámica y el comportamiento

fluvial del cuerpo hídrico, y finalmente se encuentran aquellas metodologías que incluyen los

componentes biológico y microbiológico, cuyo objetivo es la preservación de la fauna y flora

garantizando la supervivencia de las especies presentes en un cuerpo de agua. Por último se

encuentra la visión holística de todos los componentes mencionados ofreciendo un cálculo integral

del caudal ambiental.

Tomando como referencia el Decreto 3930 del 2010 emitido por el Ministerio de Ambiente y

Desarrollo Sostenible, el caudal ambiental se define como “Volumen de agua necesario en

términos de calidad, cantidad, duración y estacionalidad para el sostenimiento de los ecosistemas

acuáticos y para el desarrollo de las actividades socioeconómicas de los usuarios aguas debajo de

la fuente de la cual dependen tales ecosistemas”. Como puede observarse dicho concepción

presenta una clara diferencia con la formulada antes de caudal ecológico ya que no solo hace

referencia a los servicios ecosistémicos sino también al requerido por los usuarios dejando claro

que dichos concepto pueden no ser compatibles y es necesario dejar clara sus distinción.

Esta definición ha presentado cambios a lo largo del tiempo. Como se menciona en (Universidad

Nacional de Colombia, 2008) inicialmente durante la década de los 70s se buscaba una propuesta

cuyo objetivo consistía en obtener un caudal mínimo como un valor único y estático en el tiempo,

sin embargo luego surgió la necesidad de incorporar la estacionalidad debido a la variabilidad del

caudal a lo largo del año (década de los 80s). Posteriormente, en la década de los 90s surgió la

propuesta de establecer el régimen de caudales mediante los cambios en el hábitat y las funciones

ecológicas.

de 37

3 METODOLOGÍA

A continuación en la Figura 3 se enuncian las actividades realizadas para la determinación del

caudal ambiental en la cuenca alta del río Bogotá, la cual inició con la recolección de la

información correspondiente a la línea base. Con el fin de garantizar la calidad de la información

recopilada, se realizó el respectivo proceso de verificación de consistencia como se ha descrito en

guías y documentos de hidrología (Ray K. Linsley, Joseph L. Paulhus), homogeneidad y calidad

de la información (Eloha, 2010). Dicha información fue sometida a un proceso de análisis

hidrológico donde gracias a un estudio de correlación hidrológica y clasificación de registro según

su condición fue posible obtener los caudales mínimos de la cuenca, de acuerdo al Índice Oceánico

Niño (ONI).

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Figura 3. Metodología para estimar caudal ambiental.

Fuente: Elaboración Propia, 2016.

de 37

Luego, con el fin de incorporar los aspectos de calidad y aquellos hidráulicos se calcularon los

índices hidráulicos y de calidad, de esta manera se obtuvo el Índice de Integridad del Habitat (IIH).

Finalmente con todos resultados se realizó una revisión de la estimación mensual de caudales

ambientales con el fin de incluir todos los componentes a tener en cuenta en la visión integral de

caudal ambiental.

Para el desarrollo del proyecto se tuvieron en cuenta tres componentes que se desarrollaron

transversalmente con el fin de determinar el caudal ambiental en la cuenca Alta del Río Bogotá,

para ello se realizó una revisión de línea base sobre la zona de estudio, posteriormente se tuvo en

cuenta el componente hidrológico el cual señala el comportamiento hídrico de la cuenca en

términos de régimen hidrológico, luego se determinaron las variables hidráulicas en términos de

geometría del cauce principal de la cuenca alta del río Bogotá y por último se calcularon las

variables fisicoquímicas de la cuenca de estudio, para posteriormente integrar los resultados

obtenidos para la definición del caudal ambiental de teniendo en cuenta el Índice de Integridad de

Hábitat (IIH).

Para el cálculo de IIH se utilizó información que surge de los componentes hidrológicos, hidráulica

y de calidad del agua. A continuación se relacionan las tablas de las métricas para la construcción

de IIH (Tabla 1) y las variables utilizadas y sus respectivos puntajes para la construcción del IIH

(Tabla 2).

Tabla 1. Métricas seleccionadas para la construcción del IIH.

MÉTRICA TIPO

DESCRIPCIÓN

Profundidad Relativa Disponibilidad de hábitat

Ancho medio de la superficie del agua/

Profundidad media

Ancho Relativo Disponibilidad de hábitat

Ancho máximo de la planicie inundable /

Ancho medio del canal

Diversidad de Hábitats Disponibilidad de hábitat

Profundidad real del flujo / Profundidad

normal del flujo

Variable de Corriente Disponibilidad de hábitat

Velocidad promedio máxima / Velocidad

media

Saturación de Oxigeno Calidad del Hábitat

Porcentaje de saturación de oxigeno

Relación de Nutrientes Calidad del Hábitat

Nitrógeno Total / Fósforo Total

Demanda Béntica Calidad del Hábitat

Cantidad de oxigeno requerido por los

organismos bentónicos para degradar la

materia orgánica

Fuente: Metodología Caudal Ambiental, ANLA, 2013.

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Tabla 2. Variables físicas y químicas y sus puntajes para la construcción del IIH.

MÉTRICA PUNTAJE 0 PUNTAJE 0,5

PUNTAJE 1

Profundidad Relativa >200 5-50

<5

Ancho Relativo <2 2-5

<5

Diversidad de Hábitats <0,2 0,2-4

>4

Variable de Corriente <1,2 1,2-1,5

>1,5

Saturación de Oxigeno <10% 10-90%

>90%

Relación de Nutrientes <3 o >30 3-6 o 14-30

6-14

Demanda Béntica <0,5 o >10 2-10

0,5-2


Para la determinación del Índice de Integridad del Hábitat se utiliza la siguiente formula:

IIH= (Puntaje PR + Puntaje AR + Puntaje DH + Puntaje VC + Puntaje SO + Puntaje RN + Puntaje

DM)/ 7

De acuerdo con el puntaje obtenido con el IIH se puede clasificar conforme a la Tabla 3.

Tabla 3 Puntajes del IIH para la determinación de caudales ambientales en ríos

Colombianos

PUNTAJE DEL

IIH INTERPRETACIÓN IMPLICACIONES ECOLÓGICAS

0-0,2 Pobre Integridad de Hábitat

Hábitat inapropiado para el desarrollo

de la biota o que genera comunidades

de baja diversidad y reducida

abundancia.

0,21-0,5 Baja Integridad de Hábitat

Las condiciones de hábitat son poco

apropiadas para el desarrollo de los

organismos.

0,51-0,8 Moderada Integridad de

Hábitat

Las condiciones del hábitat aseguran

un aceptable funcionamiento de los

organismos.

0,8-1 Alta Integridad de Hábitat Hábitat con muy buenas condiciones

para la biota, que estimula el

de 37

PUNTAJE DEL

IIH INTERPRETACIÓN IMPLICACIONES ECOLÓGICAS

establecimiento de comunidades

diversas y bien representadas.


Una vez obtenidos los resultados de estimación de las métricas de calidad del agua e hidráulica de

la cuenca objeto de estudio, se procedió a aplicar la metodología de cálculo del IIH del ANLA, a

partir de la ponderación de puntajes (Tabla 3) por cada métrica.

Por último se realizó la comparación de los resultados obtenidos del cálculo del caudal ambiental

de la cuenca alta del río Bogotá, con las metodologías del ERA, ENA y del Ideam (Resolución

0865 de 2004).

Como se describe en (Lineamientos conceptuales y metodológicos para la evaluación regional del

agua-ERA 2013, 2013b), esta metodología parte de la base de series de caudales medios existentes

en la zona de estudio, donde se elaboran las correspondientes curvas de duración y el índice de

regulación y retención hídrica-IRH, para obtener el caudal ambiental el cual corresponde al 75%

o al 85% dentro de dicha curva según el comportamiento hidrológico mostrado por las series

históricas mencionadas.

En tanto que en el Estudio Nacional del Agua-ENA 2000 se recomienda construir las curvas de

duración de caudal, con el fin de tomar el percentil %90 como caudal ambiental. Mientras que la

Resolución 864 del 2004, establece que se debe tomar el 25% del caudal medio mensual más bajo

para determinar el caudal mínimo ecológico.

de 37

4 ANÁLISIS DE RESULTADOS

4.1 Caracterización de la cuenca estudio:

Antes de caracterizar la información hidrológica es necesario realizar la caracterización de la

subcuenca estudio, para ello se realizó la morfometría de la subcuenca del Río Alto Bogotá (2120-

19), la cual se presenta en la Tabla 4.

Tabla 4. Morfometría de la subcuenca del Río Alto Bogotá.

CÓDIGO CUENCA 2120-19

Cuenca Rio Alto Bogotá

Área (Km2) 278,73

Perímetro (Km) 90,94

Longitud Corriente Principal(Km) 32,35

Longitud Cuenca (Km) 34

Longitud Axial De La Cuenca (Km) 24,33

Factor De Forma 0,26

Longitud Del Valle Del Rio 23,77

Sinuosidad 1,36

Σ Longitud Drenajes Km 231,43

Densidad De Drenaje 0,84

Pendiente Media De La Cuenca (%) 14

Pendiente Media Del Cauce (%) 0,01

ELEVACION MEDIA M 2904,99


4.2 Componente Hidrológico:

Para el análisis del régimen hidrológico se tuvo en cuenta información asociada a caudales diarios

entre el periodo 01/04/2006 - 01/04/2016 proporcionada por la estación limnigráfica Saucio de la

Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca - CAR, la cual se encuentra en el punto de

cierre de la subcuenca trabajada en las coordenadas Este: 1.045060,054 m y Norte: 1.061.294,063

m en el sistema de referencia de coordenadas Magna-SIRGAS Bogotá (EPSG:3116).

Estos registros históricos son sometidos a pruebas estadísticas con el fin de evaluar la consistencia

de los mismos, dentro de esta se incluye un análisis de homogeneidad de datos acudiendo al

sistema estadístico R y la librería “trend” (Thorsten, 2016) con el fin realizar la prueba de Pettit;

esta consiste en una prueba no paramétrica que no requiere asumir ningún tipo de distribución de

los datos. Lo anterior con el fin de detectar periodos no homogéneos.

Los resultados obtenidos por dicha prueba para los datos medios mensuales muestran una ausente

homogeneidad como resultado de los datos generados durante el año 2011 debido al fenómeno de

la niña.

de 37

También se identificaron anomalías haciendo uso de diagramas de caja mediante el uso de R junto

se realizó la prueba Rosner en el mismo paquete estadístico y la librería “outliers” (Komsta, 2015),

las cuales una vez identificadas fueron verificadas con series históricas de precipitación registradas

en la misma zona.

Una vez verificada la información de caudal se catalogó por condición hidrológica en periodos:

Niña (épocas húmedas), Niño (épocas secos) y épocas medios acudiendo a las tablas del Índice

Oceánico del Niño (ONI). Con esta clasificación se tomaron los valores mínimos registrados en

cada época.

A continuación en la Tabla 5 y Figura 4 se presentan los caudales mínimos registrados en un

periodo de 10 años clasificados de acuerdo al ONI y por mes:

Tabla 5. Caudales mínimos (m3/s) por mes de acuerdo al ONI.

MES MEDIO NIÑA NIÑO

Enero 0,403 0,278 0,144

Febrero 0,34 0,216 0,037

Marzo 0,037 0,793 0,037

Abril 0,319 0,971 0,109

Mayo 0,403 1,028 0,465

Junio 0,465 1,864 1,199

Julio 0,403 1,085 1,085

Agosto 0,882 0,616 1,001

Septiembre 0,465 0,616 0,216

Octubre 0,403 0,941 0,144

Noviembre 0,455 1,141 0,162

Diciembre 0,465 0,793 0,18


Como se puede apreciar, los valores mínimos de caudal una vez clasificados por mes y con el

Índice Oceánico Niño-ONI alto (Niño), reflejan que fenómenos como Niño no siempre determinan

la presencia del caudal más bajo; incluso el caudal más alto para los meses de agosto dentro de los

mínimos registrados corresponden a la época en la que se esperarían los valores más bajos al tomar

como referente el índice ya mencionado. Sin embargo, los resultados son consistentes si se tiene

en cuenta que en promedio para los 12 meses durante los fenómenos de Niña se dan los caudales

más altos (0,86 m3/s) y en Niño los menores (0,39 m3/s) por debajo de los medios (0,42 m3/seg).

de 37

Figura 4. Caudales mínimos por mes de acuerdo al ONI.


Es importante destacar los periodos Febrero-Marzo ya que en todos los casos registran los valores

más bajos de caudal sin importar el ONI.

4.3 Componente Hidráulico:

Una vez realizada la modelación Hidrológica descrita en el numeral anterior, se procedió a la

consulta de información secundaria de los levantamientos batimétricos existentes en la cuenca alta

del río Bogotá, con el fin de recopilar los datos necesarios para el desarrollo de la metodología

propuesta por la ANLA para la determinación del caudal ambiental.

Inicialmente se definieron las variables hidráulicas a incluir para la determinación del Índice de

Integridad Hídrica, con respecto al componente hidráulico, dentro de las cuales se obtuvieron las

señaladas en la Tabla 6 a continuación:

Tabla 6 Variables Hidráulicas para la determinación del IIH

VARIABLE MÉTRICA PARA EL

CÁLCULO DEL IIH

Ancho Medio de la Superficie del

Agua Profundidad Relativa

Profundidad Media Profundidad Relativa

Ancho Máximo de la Planicie

Inundable Ancho Relativo

Ancho Medio del Canal Ancho Relativo

Profundidad real del flujo Diversidad de Hábitats

Profundidad normal del flujo Diversidad de Hábitats

Velocidad Promedio Máxima Variabilidad de la Corriente

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

m3 /

seg

Medio

Niña

Niño

de 37


CÁLCULO DEL IIH

Velocidad Media Variabilidad de la Corriente

Fuente: Adaptado de Metodología para la estimación y evaluación del caudal ambiental en

proyectos que requieren licencia ambiental. ANLA, 2013.

Una vez definidos los parámetros hidráulicos necesarios para la caracterización de la cuenca objeto

de estudio, se procedió a adelantar la consulta de información secundaria disponible, encontrando

un levantamiento topobatimétrico de la cuenca del río Bogotá, realizado por la Corporación

Autónoma Regional de Cundinamarca, específicamente por el grupo de rondas hidráulicas en el

año 2008.

En el trabajo en mención se adelantó el levantamiento topo batimétrico de secciones transversales

en los lugares definidos por la autoridad ambiental, a partir de las contracciones o aperturas del

canal y el cambio de pendiente del mismo. En total para la cuenca alta al punto de cierre de la

estación LG Saucio (la cual corresponde al cierre de la cuenca objeto de estudio del presente

proyecto), se cuenta con un total de 292 secciones transversales, las cuales fueron ingresadas en el

Software libre Hec-Ras 4.0 con el fin de adelantar la modelación hidráulica a partir de los

conjuntos de 36 caudales (niño-niña-medio), obtenidos en la modelación hidrológica, toda vez que

corresponde a un modelo calibrado a partir de la modelación de periodos de retorno para el

modelamiento de avenidas torrenciales.

Pese a que se obtuvo la mayoría de los parámetros necesarios para el cálculo de las métricas que

conforman el IIH, no se obtuvo información valida y confiable de la variable Profundidad normal

del flujo, por lo que se decidió excluir la métrica de Diversidad de Hábitats del cálculo del Índice

global.

En la Tabla 7 a Tabla 9 se presentan los resultados para cada una de las series de caudales definidos,

con respecto a las métricas del componente hidráulico. De dichas métricas se puede concluir que

la profundidad relativa (PR) en todos los casos aunque no brinda las condiciones óptimas

(corrientes muy profundas y estrechas), si son aceptables para proveer hábitat sin que estas

alcancen temperaturas muy elevadas que impidan el desarrollo de la biota.

Tabla 7. Resultados Métricas Componente Hidráulico Serie Caudales Niño.

Mes

Niñ

o

An

cho

Med

io d

e la

Su

per

fici

e d

el A

gu

a

Pro

fun

did

ad

Med

ia

PR

= [

An

cho

Med

io

de

la S

up

erfi

cie

del

Ag

ua

] /

[Pro

fun

did

ad

Med

ia]

An

cho

Med

io d

e la

Pla

nic

ie I

nu

nd

ab

le

[An

cho

Med

io d

e la

ba

se d

el C

an

al

AR

= [

An

cho

Med

io

de

la P

lan

icie

Inu

nd

ab

le]

/[A

nch

o

Med

io d

e la

ba

se d

el

Ca

na

l]

Vel

oci

da

d M

edia

Vel

oci

da

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rom

edio

má

xim

a

VC

=V

elo

cid

ad

pro

med

io

má

xim

a/V

elo

cid

ad

Med

ia

1 0.144 5.44 0.59 9.30 20.00 2.88 6.95 0.23 1.22 5.37

2 0.037 4.73 0.51 9.35 20.00 2.88 6.95 0.16 1.29 8.19

3 0.037 4.73 0.51 9.35 20.00 2.88 6.95 0.16 1.29 8.19

4 0.109 5.30 0.56 9.39 20.00 2.88 6.95 0.23 15.54 66.99

5 0.465 6.29 0.70 8.97 20.00 2.88 6.95 0.33 2.39 7.27

6 1.199 7.30 0.85 8.58 20.00 2.88 6.95 0.45 2.27 5.07

de 37

Mes

Niñ

o

An

cho

Med

io d

e la

Su

per

fici

e d

el A

gu

a

Pro

fun

did

ad

Med

ia

PR

= [

An

cho

Med

io

de

la S

up

erfi

cie

del

Ag

ua

] /

[Pro

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did

ad

Med

ia]

An

cho

Med

io d

e la

Pla

nic

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nu

nd

ab

le

[An

cho

Med

io d

e la

ba

se d

el C

an

al

AR

= [

An

cho

Med

io

de

la P

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Inu

nd

ab

le]

/[A

nch

o

Med

io d

e la

ba

se d

el

Ca

na

l]

Vel

oci

da

d M

edia

Vel

oci

da

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rom

edio

má

xim

a

VC

=V

elo

cid

ad

pro

med

io

má

xim

a/V

elo

cid

ad

Med

ia

7 1.085 7.16 0.83 8.61 20.00 2.88 6.95 0.43 2.25 5.20

8 1.001 7.07 0.82 8.65 20.00 2.88 6.95 0.42 1.91 4.56

9 0.216 5.70 0.62 9.19 20.00 2.88 6.95 0.26 1.36 5.30

10 0.144 5.44 0.59 9.30 20.00 2.88 6.95 0.23 1.22 5.37

11 0.162 5.51 0.59 9.26 20.00 2.88 6.95 0.24 2.92 12.16

12 0.18 5.58 0.60 9.24 20.00 2.88 6.95 0.24 1.34 5.48


En cuanto a la métrica de al ancho relativo (AR) señalada en la Tabla 7, se observa que representa

condiciones óptimas para el cauce gracias a la interacción que puede darse entre la zona riparia y

el río favoreciendo el crecimiento de la biota debido al efecto ocasionado por los caudales

máximos.

Tabla 8. Resultados Métricas Componente Hidráulico Serie Caudales Niña

Mes

Niñ

a

An

cho

Med

io d

e la

Su

per

fici

e d

el A

gu

a

Pro

fun

did

ad

Med

ia

PR

= [

An

cho

Med

io

de

la S

up

erfi

cie

del

Ag

ua

] /

[Pro

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did

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Med

ia]

An

cho

Med

io d

e la

Pla

nic

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nu

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ab

le

[An

cho

Med

io d

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ba

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el C

an

al

AR

= [

An

cho

Med

io

de

la P

lan

icie

Inu

nd

ab

le]

/[A

nch

o

Med

io d

e la

ba

se d

el

Ca

na

l]

Vel

oci

da

d M

edia

Vel

oci

da

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rom

edio

má

xim

a

VC

=V

elo

cid

ad

pro

med

io

má

xim

a/V

elo

cid

ad

Med

ia

Enero 0.278 5.88 0.64 9.15 20.00 2.88 6.95 0.28 3.51 12.39

Febrero 0.216 5.70 0.62 9.19 20.00 2.88 6.95 0.26 1.36 5.30

Marzo 0.793 6.81 0.78 8.75 20.00 2.88 6.95 0.39 1.86 4.80

Abril 0.971 7.03 0.81 8.67 20.00 2.88 6.95 0.42 1.94 4.67

Mayo 1.028 7.10 0.82 8.63 20.00 2.88 6.95 0.42 1.90 4.49

Junio 1.864 8.00 0.95 8.44 20.00 2.88 6.95 0.51 2.14 4.16

Julio 1.085 7.16 0.83 8.61 20.00 2.88 6.95 0.43 2.25 5.20

Agosto 0.616 6.56 0.74 8.86 20.00 2.88 6.95 0.36 1.65 4.63

Septiembre 0.616 6.56 0.74 8.86 20.00 2.88 6.95 0.36 1.65 4.63

Octubre 0.941 7.00 0.81 8.67 20.00 2.88 6.95 0.41 1.91 4.65

Noviembre 1.141 7.23 0.84 8.60 20.00 2.88 6.95 0.44 1.95 4.44

Diciembre 0.793 6.81 0.78 8.75 20.00 2.88 6.95 0.39 1.86 4.80


De acuerdo a la tabla anterior, se tiene que dadas las condiciones del río, este presenta una gran

variabilidad de la corriente (VC) durante todos los periodos incluso con los caudales mínimos

de 37

dando lugar a biota más diversa y siendo esta una condición favorable para el ecosistema allí

presente.

Tabla 9. Resultados Métricas Componente Hidráulico Serie Caudales Media

Mes

Med

io

An

cho

Med

io d

e la

Su

per

fici

e d

el A

gu

a

Pro

fun

did

ad

Med

ia

PR

= [

An

cho

Med

io

de

la S

up

erfi

cie

del

Ag

ua

] /

[Pro

fun

did

ad

Med

ia]

An

cho

Med

io d

e la

Pla

nic

ie I

nu

nd

ab

le

[An

cho

Med

io d

e la

ba

se d

el C

an

al

AR

= [

An

cho

Med

io

de

la P

lan

icie

Inu

nd

ab

le]

/[A

nch

o

Med

io d

e la

ba

se d

el

Ca

na

l]

Vel

oci

da

d M

edia

Vel

oci

da

d p

rom

edio

má

xim

a

VC

=V

elo

cid

ad

pro

med

io

má

xim

a/V

elo

cid

ad

Med

ia

Enero 0.403 6.17 0.68 9.02 20.00 2.88 6.95 0.31 1.59 5.10

Febrero 0.34 6.03 0.66 9.07 20.00 2.88 6.95 0.30 1.51 5.10

Marzo 0.037 4.73 0.51 9.35 20.00 2.88 6.95 0.16 1.29 8.19

Abril 0.319 5.99 0.66 9.10 20.00 2.88 6.95 0.30 4.22 14.29

Mayo 0.403 6.17 0.68 9.02 20.00 2.88 6.95 0.31 1.59 5.10

Junio 0.465 6.29 0.70 8.97 20.00 2.88 6.95 0.33 2.39 7.27

Julio 0.403 6.17 0.68 9.02 20.00 2.88 6.95 0.31 1.59 5.10

Agosto 0.882 6.92 0.80 8.70 20.00 2.88 6.95 0.40 1.82 4.53

Septiembre 0.465 6.29 0.70 8.97 20.00 2.88 6.95 0.33 2.39 7.27

Octubre 0.403 6.17 0.68 9.02 20.00 2.88 6.95 0.31 1.59 5.10

Noviembre 0.455 6.28 0.70 8.98 20.00 2.88 6.95 0.32 1.62 5.00

Diciembre 0.465 6.29 0.70 8.97 20.00 2.88 6.95 0.33 2.39 7.27


Con respecto a los resultados obtenidos en la Tabla 9, se observan nuevamente condiciones

favorables para los 36 caudales de referencia, con respecto a las variables de profundidad y ancho

relativo para el mantenimiento de biota en el cauce, lo que significa con respecto a las métricas de

cálculo de IIH, una alta disponibilidad de hábitat para el desarrollo de organismos.

4.4 Componente Calidad Del Agua:

Como fuente de consulta para el cálculo de las métricas de calidad del agua, se empleó la

información de la red de monitoreo de calidad del agua de la Corporación autónoma Regional de

Cundinamarca-CAR.

Para el área de estudio se cuenta con un punto de monitoreo localizado en la estación LG Saucio,

localizada en el punto de cierre de la cuenca alta del río Bogotá, con registros de monitoreo

semestral de calidad del agua desde el año 2008- semestre1 hasta 2015-semestre 1.

Inicialmente se definieron los parámetros de calidad a incluir para la determinación del Índice de

Integridad Hídrica, dentro de los cuales se obtuvieron los señalados en la Tabla 10 a continuación:

de 37

Tabla 10 Variables Hidráulicas para la determinación del IIH


CÁLCULO DEL IIH

Saturación de Oxígeno-SOD Calidad del

hábitat

Relación de

Nutrientes-N/P

Calidad del

hábitat

Demanda

Béntica

Calidad del

hábitat

Fuente: Adaptado de Metodología para la estimación y evaluación del caudal ambiental en

proyectos que requieren licencia ambiental. ANLA, 2013.

Una vez definidos los parámetros necesarios para el cálculo del IIH, se procedió a verificar la

disponibilidad de información histórica para los parámetros de Oxígeno Disuelto-OD, Nitrogeno

Total-N2, Fósforo Total-P y Demanda Béntica, encontrando vacíos de información para los

periodos de registro.

Con el fin de completar los datos de calidad, se generó un modelo de regresión utilizando como

variable correlacionada el caudal en el punto de muestreo, sin embargo para la variable de oxígeno

disuelto se logró un coeficiente de correlación de 0,48, lo cual demuestra que en efecto el caudal

aforado no presenta buenos resultados para la correlación con las variables de calidad, por lo que

se procedió a determinar a partir de cálculos aritméticos el valor de OD, N2 y P en el punto LG

Saucio. El parámetro de demanda béntica no es medido por la autoridad ambiental, por lo que se

extrajo de la metodología de cálculo del IIH.

Finalmente, para determinar el Oxígeno Disuelto de Saturación-SOD a la altura del punto de cierre

de la cuenca, se aplicó el método de estimación indirecta a partir de los valores reportados por el

laboratorio ambiental de la CAR (red de monitoreo de calidad hídrica) de OD, la presión

barométrica del punto de muestreo y la temperatura medida en campo del agua.

Los resultados de los cálculos de las métricas de calidad del agua obtenidos, se presentan en las

Tabla 11 a Tabla 13, a continuación:

Tabla 11. Resultados Métricas Componente Calidad del Agua Serie Caudales Niño

Mes

Niñ

o

SO

= %

N T

ota

l

P T

ota

l

RN

= [

Nit

róg

eno

To

tal]

/ [

Fó

sfo

ro

To

tal]

Enero 0.144 91 0.0004305 0.0000228 18.88

Febrero 0.037 91 0.0001106 0.0000059 18.88

Marzo 0.037 91 0.0001106 0.0000059 18.88

Abril 0.109 91 0.0003259 0.0000173 18.88

Mayo 0.465 91 0.0013903 0.0000736 18.88

de 37

Mes

Niñ

o

SO

= %

N T

ota

l

P T

ota

l

RN

= [

Nit

róg

eno

To

tal]

/ [

Fó

sfo

ro

To

tal]

Junio 1.199 91 0.0035848 0.0001899 18.88

Julio 1.085 91 0.0032440 0.0001718 18.88

Agosto 1.001 91 0.0029928 0.0001585 18.88

Septiembre 0.216 91 0.0006458 0.0000342 18.88

Octubre 0.144 91 0.0004305 0.0000228 18.88

Noviembre 0.162 91 0.0004844 0.0000257 18.88

Diciembre 0.18 91 0.0005382 0.0000285 18.88


Tabla 12. Resultados Métricas Componente Calidad del Agua Serie Caudales Niña

Mes

Niñ

a

SO

= %

N T

ota

l

P T

ota

l

RN

= [

Nit

róg

eno

To

tal]

/

[Fó

sfo

ro T

ota

l]

Enero 0.278 91 0.0008312 0.0000440 18.88

Febrero 0.216 91 0.0006458 0.0000342 18.88

Marzo 0.793 91 0.0023709 0.0001256 18.88

Abril 0.971 91 0.0029031 0.0001538 18.88

Mayo 1.028 91 0.0030736 0.0001628 18.88

Junio 1.864 91 0.0055731 0.0002952 18.88

Julio 1.085 91 0.0032440 0.0001718 18.88

Agosto 0.616 91 0.0018417 0.0000976 18.88

Septiembre 0.616 91 0.0018417 0.0000976 18.88

Octubre 0.941 91 0.0028134 0.0001490 18.88

Noviembre 1.141 91 0.0034114 0.0001807 18.88

Diciembre 0.793 91 0.0005382 0.0000285 18.88


de 37

Tabla 13. Resultados Métricas Componente Calidad del Agua Serie Caudales Media

Mes

Med

io

SO

= %

N T

ota

l

P T

ota

l

RN

= [

Nit

róg

eno

To

tal]

/ [

Fó

sfo

ro

To

tal]

Enero 0.403 91 0.0012049 0.0000638 18.88

Febrero 0.34 91 0.0010165 0.0000538 18.88

Marzo 0.037 91 0.0001106 0.0000059 18.88

Abril 0.319 91 0.0009538 0.0000505 18.88

Mayo 0.403 91 0.0012049 0.0000638 18.88

Junio 0.465 91 0.0013903 0.0000736 18.88

Julio 0.403 91 0.0012049 0.0000638 18.88

Agosto 0.882 91 0.0026370 0.0001397 18.88

Septiembre 0.465 91 0.0013903 0.0000736 18.88

Octubre 0.403 91 0.0012049 0.0000638 18.88

Noviembre 0.455 91 0.0013604 0.0000721 18.88

Diciembre 0.465 91 0.0013903 0.0000736 18.88


Como se observa en las tablas anteriores, las concentraciones de Nitrógeno y Fosforo Total, para

las series de niño, niña y medio de caudal mensual, presentan variaciones poco significativas entre

cada una de las series analizadas, razón por la cual la relación de nutrientes es constante en dichas

series, representando valores favorables para la corriente, toda vez que como se menciona en la

metodología ANLA, esta relación favorece el desarrollo de los organismos, provisionándolos de

fuentes de nutrientes suficientes para su crecimiento lo que se traduce en una buena calidad del

hábitat.

4.5 Índice De Integridad Hídrica-IIH:

Una vez obtenidos los resultados de estimación de las métricas de calidad del agua e hidráulica de

la cuenca objeto de estudio, se procedió a aplicar la metodología de cálculo del IIH del ANLA, a

partir de la ponderación de puntajes por cada métrica, como se describió en la metodología del

presente documento (Tabla 3).

Los resultados obtenidos se presentan en la Tabla 14 a Tabla 16 a continuación:

de 37

Tabla 14. Resultados IIH Serie Caudales Niño.

Mes

Niñ

o

PU

NT

AJ

E P

R

PU

NT

AJ

E A

R

PU

NT

AJ

E V

C

PU

NT

AJ

E S

O

PU

NT

AJ

E R

N

IIH

Enero 0.144 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Febrero 0.037 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Marzo 0.037 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Abril 0.109 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Mayo 0.465 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Junio 1.199 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Julio 1.085 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Agosto 1.001 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Septiembre 0.216 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Octubre 0.144 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Noviembre 0.162 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Diciembre 0.18 0.5 1 1 1 0.5 0.8


Tabla 15. Resultados IIH Serie Caudales Niña.

Mes

Niñ

a

PU

NT

AJ

E P

R

PU

NT

AJ

E A

R

PU

NT

AJ

E V

C

PU

NT

AJ

E S

O

PU

NT

AJ

E R

N

IIH

Enero 0.278 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Febrero 0.216 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Marzo 0.793 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Abril 0.971 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Mayo 1.028 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Junio 1.864 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Julio 1.085 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Agosto 0.616 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Septiembre 0.616 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Octubre 0.941 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Noviembre 1.141 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Diciembre 0.793 0.5 1 1 1 0.5 0.8


de 37

Tabla 16. Resultados IIH Serie Caudales Media.

Mes

Med

io

PU

NT

AJ

E P

R

PU

NT

AJ

E A

R

PU

NT

AJ

E V

C

PU

NT

AJ

E S

O

PU

NT

AJ

E R

N

IIH

Enero 0.403 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Febrero 0.34 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Marzo 0.037 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Abril 0.319 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Mayo 0.403 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Junio 0.465 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Julio 0.403 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Agosto 0.882 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Septiembre 0.465 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Octubre 0.403 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Noviembre 0.455 0.5 1 1 1 0.5 0.8

Diciembre 0.465 0.5 1 1 1 0.5 0.8


Como se puede observar en las tablas de resultados, el IIH para las tres series de caudal propuestas,

corresponden a una cuenca con Moderada integridad de hábitat (0,51-0,8), lo cual según la

metodología desarrollada y presentada específicamente en la Tabla 3, significa que “Las

condiciones del hábitat aseguran un aceptable funcionamiento de los organismos”.

Lo anterior señala que aún en condiciones de caudal crítico, la cuenca objeto de estudio presenta

buenas condiciones para el sostenimiento de la vida en ella.

4.6 Definición Del Caudal Ambiental:

A partir de los resultados obtenidos, se seleccionó para cada mes, el registro más bajo de caudal

de las tres series determinadas (Tabla 5 y Figura 5) en la aplicación metodológica (niño, niña y

medio), con el fin de construir la serie de caudal ambiental definitiva para la cuenca alta del río

Bogotá, cuyo resultado se presenta en la Tabla 17 a continuación:

de 37

Tabla 17. Caudal Ambiental de la Cuenca Alta del Río Bogotá a partir de la metodología

de Caudal Ambiental de la ANLA

VA

RIA

BL

E

EN

ER

O

FE

BR

ER

O

MA

RZ

O

AB

RIL

MA

YO

JU

NIO

JU

LIO

AG

OS

TO

SE

PT

IEM

BR

E

OC

TU

BR

E

NO

VIE

MB

RE

DIC

IEM

BR

E

Caudal

(m3/s) 0.144 0.037 0.037 0.109 0.403 0.465 0.403 0.616 0.216 0.144 0.162 0.18


Figura 5. Caudal Ambiental de la Cuenca Alta del Río Bogotá a partir de la metodología de

Caudal Ambiental de la ANLA.


4.7 Comparación de Caudal Ambiental con otras metodologías:

Se estableció el caudal ambiental por medio de tres metodologías diferentes (Metodología del

Estudio Nacional del Agua –ENA, 2000; Metodología del Ideam, 2004 y Metodología del Estudio

Nacional del Agua –ENA-ERA, 2013-2014), a partir de las cuales se obtuvieron los resultados de

la Tabla 18.

0,144

0,037 0,0370,109

0,4030,465

0,403

0,616

0,2160,144 0,162 0,18

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

m3 /

s

Caudal Ambiental

de 37

Tabla 18. Caudal Ambiental a partir de otras metodologías establecidas para el cálculo de

caudal ambiental.

Metodología Comentarios

Caudal

Ambiental

m3/s

IDEAM (2000) ENA 0,180

MAVDT – IDEAM (2004) Res 865 Mes más bajo =

Febrero 0,168

IDEAM (2010, 2013, 2014) ENA,

ERA

IRH = 42,53 %

(¡Error! No se

encuentra el origen de

la referencia.). Se usa

Q75

0,793


De las tres metodologías, la formulada por la ERA es la más restrictiva debido al comportamiento

de las series históricas, los cuales son típicos de ríos de alta pendiente (regulación baja), seguido

por la metodología propuesta descrita en resolución 865 de 2004 seguida por la propuesta en el

ENA (2000).

de 37

5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los índices hidrológicos obtenidos a partir de la estimación del régimen hidrológico de la cuenca

alta del río Bogotá, así como los índices hidráulicos y de calidad del agua del agua resultantes de

la aplicación de la metodología propuesta por la ANLA (2013), reflejan como las variables

evaluadas (sin importar la presencia de fenómenos como Niño o Niña o la época del año),

proporcionan la calidad del recurso hídrico apropiada para garantizar la oferta hídrica disponible

mínima para la atención las necesidades de las comunidades de organismos vivos que dependen

del río para su abastecimiento.

De acuerdo con los resultados obtenidos, las condiciones hidráulicas de la cuenca alta del río

Bogotá, son ideales toda vez que garantizan el caudal ambiental necesario para el desarrollo de la

biota asegurando la disponibilidad del hábitat para su subsistencia bajo las series de caudal

estudiadas.

Las metodologías para el cálculo de caudal ambiental propuesta en el ENA, ERA y el Ideam en la

resolución No. 865 del 2004, poseen una desventaja evidente al tratarse de un único valor asignado

para todo el año sin tener en cuenta la dinámica hidrometeorológica durante los 12 meses del año.

Adicional a lo ya expuesto es importar resaltar como la metodología del ERA, resulta mucho más

restrictiva que los demás métodos analizados en este documento, reduciendo la capacidad de

aprovechamiento del recurso en las épocas del año donde la oferta disponible del recurso es mayor

(época de precipitaciones).

de 37

BIBLIOGRAFÍA

Auerbach, D. A., Deisenroth, D. B., McShane, R. R., McCluney, K. E., & LeRoy Poff, N. (2014).

Beyond the concrete: Accounting for ecosystem services from free-flowing rivers. Ecosystem

Services, 10, 1–5. doi:10.1016/j.ecoser.2014.07.005

Bunn, S. E., & Arthington, A. H. (2002). Basic Principles and Ecological Consequences of Altered

Flow Regimes for Aquatic Biodiversity. Environmental Management, 30(4), 492–507.

Retrieved from http://link.springer.com/10.1007/s00267-002-2737-0

Eloha. (2010). Límites Ecológicos de las Alteraciones Hidrológicas. Ecological Applications, 1–

4. Retrieved from https://www.conservationgateway.org/Documents/brochure-

spanish(1).pdf

Fagan, B. (2011). Elixir: A History of Water and Humankind. Bloomsbury USA. Retrieved from

https://books.google.com.co/books/about/Elixir.html?id=W1pRmBNrzRYC&pgis=1

IDEAM; Instituto de Hidrología, M. y E. A. (2001). Estudio nacional del agua : balance hidrico

y relaciones oferta demanda en colombia, indicadores de sostenibilidad proyectados al año

2015 y 2025. IDEAM,.

Komsta, L. (2015). Tests for outlier. doi:10.1016/j.jhydrol.2011.07.022.

Lineamientos conceptuales y metodológicos para la evaluación regional del agua-ERA 2013.

(2013a). IDEAM, .

Lineamientos conceptuales y metodológicos para la evaluación regional del agua-ERA 2013.

(2013b). IDEAM,.

Ltda-CAR, C. E. (2006). Elaboración del diagnostico, prospectiva y formulación de la cuenca

hidrográfica del riáo Bogotá Subcuenca río Alto Bogotá-2120-19. Bogotá.

Parra, E., & Carvajal, L. F. (2012). Modelamiento y manejo de las interacciones entre la hidrología,

la ecología y la economía en una cuenca hidrográfica para la estimación de caudales

ambientales. XXV Congreso Latinoaméricano de Hidráulica, 15.

Ray K. Linsley, Joseph L. Paulhus, M. A. K. (n.d.). Hydrology for Engineers. McGraw-Hill Series

in Water Resources & Environmental Engineering. Retrieved from

http://www.amazon.com/Hydrology-Engineers-McGraw-Hill-Environmental-

Engineering/dp/0070379564

Subcuenca, L. D. E. L. A., Regional, E., Conceptual, M., Internacional, C., Nacional, C., Regional,

C., … Bi, S. (n.d.). Elaboración del Diagnóstico, Prospectiva y Formulación de la Cuenca

Hidrográfica del río Bogotá Subcuenca del río Frío – 2120-12.

Territorial., M. de M. A. V. y D. (2013). Metodología para la estimación y evaluación del caudal

ambiental en proyectos que requieren Licencia Ambiental, 66.

de 37

Thorsten, P. (2016). Non-Parametric Trend Tests and Change-Point Detection.

UNESCO. (2007). DECLARACIÓN DE BRISBANE.

Universidad Nacional de Colombia. (2008). Metodología para la estimación del caudal ambiental

en proyecto licenciados, (0076), 1–135. doi:10.1021/ar4002069

Vörösmarty, C. J., McIntyre, P. B., Gessner, M. O., Dudgeon, D., Prusevich, A., Green, P., …

Davies, P. M. (2010). Global threats to human water security and river biodiversity. Nature,

467(7315), 555–61. Retrieved from http://dx.doi.org/10.1038/nature09440

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