aihr aiih xxiii congreso latinoamericano de hidráulica cartagena de
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1. Art 16 e No se otorga agua en los sitios de captaci n donde haya d ficit Art 37 del decreto 1541 de 1978 e No se otorga agua cuando haya falta de informaci n b sica necesaria sobre los usos y requerimientos o demanda de agua en usos industriales y dom sticos relacionados no se atendi al censo dom stico agropecuario y o industrial e En los predios donde se encontr una vivienda y no estaba presente ninguna persona para contestar la encuesta se le otorg una concesi n para uso dom stico de 4 personas e En el caudal otorgado en la reglamentaci n se tuvo en cuenta el orden de prioridad de los usos establecido en el art culo 41 del decreto 1541 de 1978 prima el uso dom stico sobre el agropecuario e industrial y el colectivo sobre el individual e Los usuarios existentes y las concesiones de agua otorgadas se afectan o modifican con la reglamentaci n acorde a lo se alado en el art culo 114 del decreto 1541 e Todas las aguas identificadas en la cuenca de la quebrada Do a Mar a pueden considerarse como p blicas Art 18 del Decreto 1541 de 1978 e Se promueve el cambio de captaciones individuales por captaciones conjuntas De acuerdo a los anteriores criterios se reglamentaron 1405 corrientes en la cuenca y el n mero de captaciones propuestas es de 175 que es mucho menor que las que existen en la actualidad esto dado que se propusieron varias captaciones y acueductos veredales que agrupan a usuarios que poseen ca2. Haa 0 0131584 0 0 0036484 6 7 Igualmente UNAL UPME 2000 presentan unas relaciones Regionalizaci n Atlas Hidrol gico para el c lculo de estos par metros estad sticos aplicables a la zona donde se encuentra la cuenca y que dependen del rea de la cuenca 4 en km de la precipitaci n media P y de la evapotranspiraci n E y son de la forma Mu 0 3904 P E 8 o 01104 P E 9 La Figura 7 muestra los caudales m nimos para diferentes periodos de retorno a la salida de la quebrada Do a Mar a obtenidos con el m todo de regionalizaci n de caracter sticas medias evaporaci n media por el m todo de CENICAF y con el Modelo de Tanques usando las calibraciones de la estaci n La Salada Simulaci n Modelo de Tanques P La Salada y Anc n Sur Simulaci n Modelo de Tanques P Anc n Sur La Figura 7 permite observar que los resultados obtenidos con el Modelo de Tanques usando los par metros de la calibraci n de la estaci n La Salada se aproximan de mejor forma a los obtenidos con las ecuaciones de regionalizaci n que los obtenidos con el Modelo de Tanques usando los par metros de calibraci n de la estaci n Anc n Sur y estos ltimos son mayores a los dem s situaci n que es menos cr tica para la repartici n de caudales pues sugiere mayor disponibilidad h drica as que se escogen los resultados del Modelo de Tanques usando los par metros de calibraci n de la estaci n La Salada
3. RMS 11 y a partir de estos se realizan los mapas de caudales m nimos para diferentes periodos de retorno Caudales M nimos a la Salida de la Cuenca de la Quebrada Do a Mar a 1 3 1 2 4 1 13 n o 1 0 4 E w 094 5 0 84 o 0 7 4 0 6 y 0 5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Periodo de Retorno a os 4 Regionalizaci n Atlas Hidrol gico e Regionalizaci n R o Medell n a Simulaci n Modelo de Tanques P Anc n Sur lt Simulaci n Modelo de Tanques P La Salada Figura 7 Caudales m nimos en la quebrada Do a Mar a por diferentes m todos Caudales Ecol gicos Para la estimaci n de los caudales ecol gicos O cologico en l s se emple la metodolog a propuesta en la Resoluci n 0865 del 22 de Julio de 2004 publicada por el Ministerio del Medio Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial de Colombia La metodolog a permite estimar el caudal ecol gico de una corriente como el 25 del caudal mensual multianual mas bajo de la misma Se realizaron entonces 34 simulaciones con el Modelo de Tanques V lez 2001 usando los par metros de calibraci n de la estaci n La Salada RMS 11 en subcuencas de la quebrada Do a Mar a con diferentes rangos de rea se aplica la metodolog a de la Resoluci n 0863 descrita y se realiza un ajuste lineal con el rea de la cuenca 4 en km como se puede apreciar en la Figura 8 para obtener el caudal ecol gico en cualquier punto
4. de la misma Caudal Ecol gico en la Quebrada Do a Mar a 500 450 400 350 300 250 200 150 Q 6 19220A 100 R 0 99945 50 Caudal l s 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Area km Figura 8 Variaci n de los caudales ecol gicos con el rea en la quebrada Do a Maria CARACTERIZACI N DE LA DEMANDA H DRICA La caracterizaci n de la demanda h drica es un proceso que comprende dos etapas las cuales son recolecci n y an lisis de la informaci n primaria y secundaria y la segunda son estimaciones de la demanda actual y futura del recurso h drico en la cuenca Recolecci n y An lisis de Informaci n Primaria y Secundaria Se realizaron dos actividades 1 censo predial que incluye los sectores dom stico agropecuario e industrial y 2 inventarios de captaciones y vertimientos y asignaci n a usuarios identificados en los censos Adicionalmente se considera la informaci n que pudiera obtenerse de las reuniones con la comunidad y las autoridades ambientales La informaci n secundaria revisada incluy Planes de Ordenamiento Territorial POT municipales estudios existentes sobre la cuenca expedientes suministrados por el AMVA y CORANTIOQUIA e informaci n sobre los sistemas de acueductos existentes en la cuenca solicitada a sus respectivas administraciones Esta informaci n es usada para complementar los datos obtenidos en el censo y para identificar las concesiones de agua vigentes Estimacione
5. partir de la serie de caudales simulados se calculan la media u y la desviaci n est ndar o de los caudales m nimos anuales como se observa en la Tabla 6 Tabla 6 Estad sticos de los caudales m nimos simulados a la salida de la quebrada Do a Mar a Calibraci n La Salada RMS 11 Calibraci n Anc n Sur RMS 17 Lmin m s 1 218 1 393 Omin m s 0 402 0 400 Seg n la metodolog a propuesta por UNAL UPME 2000 la media y la desviaci n est ndar de los caudales m nimos dependen del rea 4 la precipitaci n P y la evaporaci n E as H min c P E EJA z C med 2 O min Co P T E A 7 CoQ ned 3 Los par metros c y Co se calculan a la salida de la cuenca con la informaci n de las Tabla 4 y 6 y se suponen iguales en toda la cuenca Se calculan los caudales m nimos para diferentes periodos de retorno en toda la cuenca con la ecuaci n presentada por Chow et al 1994 Or z Lmin KO nin 4 Donde K es el factor de frecuencia que depende de la funci n de distribuci n de probabilidad de valores extremos elegida y del periodo de retorno Tr que en este caso fue la distribuci n Gumbel K 05772 al l 5 TT Tr En UNAL et al 2004 se presentan unas relaciones Regionalizaci n R o Medell n para el c lculo de la media u y la desviaci n est ndar o de los caudales m nimos en el r o Medell n que dependen del rea de la cuenca 4 en km y son de la forma
6. por la industria agropecuaria el sector industrial se ubica predominantemente en la parte baja de la cuenca Estimaciones de la Demanda Futura del Recurso H drico Para cuantificar la demanda h drica futura de los acueductos comunitarios y para efectos de la propuesta de reglamentaci n se proyect la demanda a 10 a os con una tasa de crecimiento de la poblaci n de 2 y se supusieron unas perdidas del 10 en los acueductos veredales En el caso de los acueductos que se encuentran bajo la administraci n de Empresas P blicas de Medell n se asumi un crecimiento de la poblaci n de 2 en los pr ximos 10 a os y p rdidas de 30 debido a que estos acueductos cuentan con redes de distribuci n subterr neas en las cuales un da o en la red o una fuga es dif cil de detectar En el caso de las industrias se asumi como demanda futura la que estas reportaban de acuerdo a sus ndices de crecimiento Para el c lculo de la demanda futura dom stica en las zonas que no cuentan con cobertura de los acueductos existentes se aplic la metodolog a de escenarios de cambios del uso del suelo propuesta por UNAL 2001 Se definieron entonces tres escenarios como resultado del crecimiento de la poblaci n definido en funci n de cambios posibles en los usos del suelo que conllevan cambios en las densidades de ocupaci n del territorio Los factores que caracterizan cada escenario son i cambio en el uso del suelo debido al crecimiento de la demanda d
7. 004 21 2415 2701526 PG Caldas Caldas 1160510 828568 1950 2004 55 2531 Tabla 2 Estaciones de caudal localizadas sobre el r o Medell n C digo Tipo Nombre Municipio Norte m Este m Periodo rea km A os Caudal Medio m s 2701733 LG La Salada RMS 11 Caldas 1161053 829527 1981 1986 44 6 1 60 2701727 LG Anc n Sur RMS 17 La Estrella 1170190 828178 1980 1995 122 16 4 80 An lisis de Cuencas Hidrogr ficas a Partir de Modelos Digitales de Elevaci n e Modelo digital de elevaci n o MDE Este modelo permite realizar una representaci n del terreno en forma discreta mediante celdas o p xeles de 10 m x 10 m de resoluci n espacial donde cada una posee un atributo propio de elevaci n y resulta de la interpolaci n de las curvas de nivel mediante la elaboraci n de un TIN triangular irregular network y su posterior rasterizaci n El MDE es corregido en HidroSIG 3 1 UNAL 2003 eliminando sumideros y zonas planas usando una red de drenaje conocida y revisada en campo El MDE es utilizado para el trazado autom tico de cuencas y hallar sus par metros morfom tricos La Tabla 3 presenta algunos par metros morfom tricos de la cuenca de la quebrada Do a Mar a Tabla 3 Par metros morfom tricos de la cuenca de la quebrada Do a Mar a Par metro Valor rea de la Cuenca km7 75 82 Orden d
8. 04 Dise o y Puesta en Marcha de la Red de Monitoreo Ambiental en la Cuenca Hidrogr fica del R o Medell n en Jurisdicci n del rea Metropolitana Medell n Colombia Universidad Pontificia Bolivariana UPB 2002 Demanda y Usos del Agua ndices de Consumo y Planes de Acci n para la Implementaci n de la Ley 373 de 1997 en la Jurisdicci n de CORANTIOQUIA Grupo de Investigaciones Ambientales GIA UPB Medell n Colombia V lez J I 2001 Desarrollo de un Modelo Hidrol gico Conceptual y Distribuido Orientado a la Simulaci n de las Crecidas Tesis Doctoral Universidad Polit cnica de Valencia Escuela T cnica Superior de Ingenieros de Caminos y Puertos Departamento de Ingenier a Hidr ulica y Medio Ambiente Valencia Espa a
9. 5 6 00 0 56 11 368 MARIA CM8946 Empresa PARQUEADERO LOPCAR Volumen captado total superficial m3 0 00 Poranki Volumen vertido total m3 0 00 CM CM8946 FOP 1 00 Nombre del PA ROUEADERO LOPCAR proyecto Figura 15 Interfaz que muestra la preliquidaci n para una cuenca y un periodo determinado CONCLUSIONES En este trabajo se presentaron los resultados del proceso de reglamentaci n del uso de las aguas superficiales de la cuenca de la quebrada Do a Mar a donde la informaci n hidrol gica y de demanda h drica era escasa A continuaci n se mencionan las conclusiones de cada uno de los aspectos de este trabajo Respecto a la Hidrolog a La escasez o falta absoluta de informaci n no impide la utilizaci n de metodolog as que permiten calcular la oferta h drica natural de una cuenca que se encuentra en proceso de reglamentaci n como es el caso del Modelo de Tanques que permite reconstruir las series de caudal natural a partir de registros de lluvia Es importante utilizar diferentes metodolog as para el c lculo de caudales en cuencas con informaci n escasa y poder as tener herramientas de decisi n para la elecci n de los caudales de dise o Respecto a la Demanda En la cuenca de la quebrada Do a Mar a predominan en cantidad de captaciones y usuarios la demanda para uso dom stico y los aprovechamientos individuales El 86 de las captaciones inventariadas son para uso individual y el 13 son para uso industri
10. AIHR N AHH XXIII CONGRESO LATINOAMERICANO DE HIDRAULICA CARTAGENA DE INDIAS COLOMBIA SEPTIEMBRE 2008 REGLAMENTACI N DEL USO DE LAS AGUAS SUPERFICIALES DE UNA CUENCA CON INFORMACION ESCASA Maria Victoria V lez Carlos Restrepo Tamayo y Joany S nchez Molina Escuela de Geociencias y Medio Ambiente Universidad Nacional de Colombia sede Medellin Colombia Imvvelez Qunalmed edu co RESUMEN En este art culo se presenta la metodolog a empleada y los resultados obtenidos en el proceso de reglamentaci n del uso de las aguas de la cuenca de la quebrada Do a Maria localizada entre los municipios de Medell n Itag y La Estrella Antioquia Colombia Esta cuenca no se encuentra instrumentada con estaciones de caudal por lo cual no es posible estimar la variabilidad espacial y temporal de los caudales en la cuenca con datos reales ni de calibrar modelos para este fin por lo cual se recurre al uso de modelos hidrol gicos para cuencas con informaci n escasa como el Modelo de Tanques el Balance Hidrol gico de Largo Plazo y la Regionalizaci n de Caracter sticas Medias Paralelamente se realiz el c lculo de la variabilidad espacial de la demanda h drica actual y futura a partir de la informaci n levantada en campo censos y levantamiento de captaciones y de informaci n secundaria existente en las corporaciones ambientales Con los resultados de la oferta y la demanda se realizaron balances h dricos para identificar zonas de d fici
11. MVA que sirven como herramientas de apoyo al proceso de reglamentaci n de la cuenca de la quebrada Do a Mar a y que son utilizables en otras cuencas El primero 1 es el m dulo de disponibilidad h drica que permite visualizar si una captaci n nueva o el cambio en la demanda de una captaci n existente genera d ficit en alg n tramo de la red de drenaje el m dulo requiere como datos de entrada los caudales captados y vertidos y su localizaci n en la red de drenaje los mapas de caudales m nimos y caudales ecol gicos y el mapa de direcciones de drenaje superficiales a partir de los cuales se genera un mapa resultante que es el producto de restar a los caudales naturales los caudales ecol gicos y los de demanda y sumarle los vertimientos este resultado debe ser positivo en todos los puntos de la red de la cuenca de lo contrario hay una posible situaci n deficitaria Las Figuras 12 y 13 muestran las interfaces creadas en el software HidroSIG UNAL 2003 que son similares a las desarrolladas en el ARECNAVA lx xi varas AAA a E Mapa de Elevaciones Mapa de Caudales m nimos Mapa de Caudal ecol gico CJ mi m sica Cf mis im genes IE Mis historiales de conversaci n ma My Received Files Nombre de archivo Archivos detipo MDT metaHS M Crear Mapa de Disponibilidad Abrir Cancelar Figura 12 Interfaz para el ingreso de Mapas en HidroSIG 5 Cr
12. SIBELLA DP yr reno 4 t 17000 CONVENCIONES d Hidrografia Zona Urbana Municipios new 4 4 new T T t 20000 330000 21000 Figura 1 Localizaci n general de la zona de estudio y de las estaciones hidroclimatol gicas utilizadas Inicialmente no se contaba con informaci n primaria suficiente para calcular la demanda h drica superficial actual y futura en la cuenca al igual que para localizar los puntos donde se demanda agua sobre la red de drenaje La cuenca no se encuentra instrumentada con estaciones de medici n de caudal raz n por la cual no es posible calibrar o validar modelos hidrol gicos que permitan representar los caudales en cualquier punto de la red de drenaje de la cuenca Como procedimiento metodol gico para la reglamentaci n se recurre a la utilizaci n de modelos hidrol gicos agregados calibrados con informaci n de cuencas cercanas y al uso de t cnicas de escalamiento para as poder representar la variabilidad espacio temporal de los caudales naturales en la cuenca Paralelamente se realiza un levantamiento de informaci n primaria en campo e informaci n secundaria con las corporaciones ambientales para poder estimar la variabilidad espacial de la demanda actual y futura en la cuenca luego se realizan an lisis espaciales de oferta y demanda h drica para identificar zonas de d ficit en la cuenca as como los usuarios y usos que lo ocasionan Finalmente se hace una propu
13. UNAL 2001 La variable demanda se tuvo en cuenta en el c lculo de los balances h dricos de forma continua espacialmente en la cuenca es decir agregando la demanda total con base a mapas de direcciones de drenaje lo cual tiene en cuenta como los usuarios de las partes altas de la cuenca est n afectando a los usuarios de las partes bajas Desde el punto de vista de la disponibilidad h drica la cuenca de la quebrada Do a Mar a posee suficiente agua para atender las demandas de uso dom stico y agropecuario de sus habitantes utilizando captaciones por gravedad en casi todos los casos solo se requiere de un nuevo ordenamiento en la asignaci n de caudales y localizaci n de captaciones para satisfacer est s demandas Los problemas de abastecimiento identificados se ocasionan principalmente por las siguientes situaciones 1 localizaci n de bocatomas en cauces intermitentes O nacimientos 2 Acueductos comunitarios con demandas importantes que requieren de la asignaci n de nuevas captaciones 3 En algunos casos el uso dom stico compite con el uso agropecuario e industrial 4 Las concesiones existentes vigentes o no son demasiado generosas tanto para algunos acueductos como para la industria Al hacer el balance h drico para la demanda futura se obtiene como resultado que para cada uno de los escenarios planteados intensifica el d ficit ya existente en algunos de los afluentes de la quebrada Do a Mar a se genera d ficit sobre
14. a inferior mm d a 6 Tiempo de residencia flujo superficial d as 1 Tiempo de residencia flujo superficial d as 1 Tiempo de residencia flujo subsuperficial d as 4 5 Tiempo de residencia flujo subsuperficial d as 5 Tiempo de residencia flujo base d as 85 Tiempo de residencia flujo base d as 100 Serie de Caudales Observada y Simulada en la estaci n La Salada RMS 11 12 0 10 0 4 8 0 y q E 6 04 p o 407 IN IN WEA A A NN AO NN i Iil MN i h 2 0 4 i MAN JN lu An i pp i dl IA HY ll Lo IA i A y N A d W a y di ll Aa bal ly j 0 dy ah T h ad ll Wi W 0 0 r r 01 01 1981 01 01 1982 01 01 1983 01 01 1984 01 01 1985 01 01 1986 Fecha Caudal Observado Caudal Simulado Figura 5 Series de caudales simulada y observada en la estaci n La Salada RMS 11 Curva de Duraci n de Caudales Observados y Simulados en la Estaci n La Salada RMS 11 12 0 10 0 A 8 0 4 E w 604 o oo O 404 204 A 0 0 r r r r r r r r 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Porcentaje de tiempo en que el caudal es excedido Caudal Observado Caudal Simulado Figura 6 Curva de duraci n de caudales simulada y observada en la estaci n La Salada RMS 11 Para la simulaci n de caudales diarios a la salida de la cuenca de la quebrada Do a Mar a se utilizan los par metros de los modelos calibrados Tabla 5 y las estaciones de precipitaci n de la Tabla 1 A
15. a l mina de agua que se pierde por evapotranspiraci n en el punto x y en el mismo per odo y dA es un diferencial de rea de la cuenca La ecuaci n 1 se soluciona de forma discreta en los p xeles al interior de la cuenca se suma el resultado seg n el procedimiento de agregaci n de variables y se obtiene el mapa de caudales e Variabilidad espacial de la precipitaci n El mapa de precipitaci n media anual Figura 3a se construy con las estaciones de la Tabla 2 utilizando el m todo de interpolaci n de Kriging y aplicando el variograma calculado por UNAL et al 2004 La precipitaci n media en la cuenca de la quebrada Do a Mar a es de 2122 mm a o e Variabilidad espacial de la evapotranspiraci n real Se utilizaron tres m todos emp ricos para la estimaci n de la evapotranspiraci n real en la cuenca de la quebrada Do a Mar a estos son Turc el M todo del Factor Regional y CENICAF UNAL et al 2004 La Figura 3b presenta el mapa de evapotranspiraci n real media anual para la cuenca de la quebrada Do a Mar a empleando el m todo de CENICAF La evapotranspiraci n real media y los caudales medios estimados a la salida en la cuenca se presentan en la Tabla 4 820000 822000 824000 826000 828000 830000 832000 EVAPOTRANSPIRACI N PROMEDIO ANUAL M TODO CENICAFE CUENCA Q DO A MAR A PRECIPITACI N PROMEDIO ANUAL CUENCA Q DO A MAR A 1186000 1185000 1196000 1186000 CONVENCIONES CONVENCIONES D
16. afluentes que abastecen acueductos comunitarios y sobre el cauce principal de la quebrada as que es claro que cambios m nimos en las densidades de ocupaci n del territorio en la cuenca ocasionar an posibles d ficit en pocas de sequ a para lo cual debe preverse la importaci n de aguas de cuencas vecinas El caso m s cr tico se presenta en la zona baja de la cuenca dado que en esta se concentra el 79 de la demanda sobre el recurso h drico y ocasiona d ficit para todos los escenarios planteados esto se ilustra con mayor claridad en la Figura 10 p p CAPTACIONES EN ZONAS DE DEFICIT DE EN LA PARTE BAJA DE LA CUENCA DE LA E QUEBRADA DONA MARIA a TA Convenciones 3 L LA UE 3 O Captaciones en d ser MA zonas de d ficit A WN 7 Divisoria L o Hidrografia A y Q Do a M o Va y E san a A go Ml DH NY ON f 7 f y S P Y f 3 8 y AAA L i _ AL sn S f M S Y ALA y e E i E E J z pa pe pr y ree rr o pre e Figura 10 Captaciones que causan d ficit en la parte baja de la cuenca de la quebrada Do a Mar a PROPUESTA DE REGLAMENTACI N En la realizaci n de la propuesta de reglamentaci n del aprovechamiento de las aguas superficiales de la quebrada se tuvieron en cuenta los siguientes criterios e Nose otorga concesi n de agua para uso dom stico a usuarios que se encuentran dentro del rea de cobertura de alg n acueducto Ley 142 de 1994
17. al As mismo predominan las captaciones informales sobre las t cnicamente construidas Los principales aprovechamientos industriales identificados en la cuenca incluyen crianza y sacrificio de animales fabricaci n de bebidas curtimbres y textiles en estas tres ltimas actividades el consumo de agua comprende el 79 de la demanda total de recurso h drico Excepto por la industria agropecuaria el sector industrial se ubica predominantemente en la parte baja de la cuenca Respecto a los Balances H dricos y Proceso de Reglamentaci n Los an lisis de oferta y demanda h drica sugieren que la cuenca puede abastecer las demandas dom sticas pecuarias y agr colas actuales Las concesiones existentes vigentes o no son demasiado generosas tanto para algunos acueductos como para la industria El an lisis de oferta y demanda h drica futura sugiere que ante posibles aumentos en las densidades de ocupaci n del territorio se requerir n fuentes alternas a la quebrada Do a Maria para el abastecimiento de la demanda mediante captaciones por gravedad o bombeos de agua superficial o uso conjunto de aguas superficiales y subterr neas entre otros En el proceso de reglamentaci n se redujo el n mero de captaciones de 333 existentes a 175 reglamentadas formando grupos de hasta 3 usuarios en las zonas de d ficit Igualmente se presentaron dise os est ndares de obras de control y reparto de caudal para estas agrupaciones de usuarios S
18. apotranspiraci n real Caudales M nimos Para la estimaci n de caudales m nimos se utiliz un modelo lluvia escorrent a de par metros f sicos agregado diario denominado Modelo de Tanques desarrollado por V lez 2001 y ecuaciones de regionalizaci n de caracter sticas medias UNAL et al 2004 El Modelo de Tanques se calibr con las estaciones de caudal de la Tabla 2 El proceso de calibraci n consiste en variar los par metros del modelo hasta obtener una simulaci n adecuada de los caudales reales de la cuenca instrumentada esto es cuando la diferencia de la media de la serie simulada y la real sea inferior al 5 cuando se reproduzcan adecuadamente las recesiones de las series y cuando las curvas de duraci n real y simulada sean similares Los par metros del modelo calibrado en las cuencas definidas por las estaciones de la Tabla 2 se muestran en la Tabla 5 En la Figura 5 se presentan las series de caudales simulada y observada en la estaci n La Salada RMS 11 y la Figura 6 sus correspondientes curvas de duraci n Tabla 5 Par metros del Modelo de Tanques calibrado en las cuencas instrumentadas La Salada RMS 11 Anc n Sur RMS 17 Almacenamiento capilar 150 Almacenamiento capilar 200 Conductividad capa superior mm d a 20 Conductividad capa superior mm d a 20 Conductividad capa inferior mm d a 5 Conductividad cap
19. e Horton Strahler 5 Diferencia m xima de cotas m 1583 Pendiente Promedio del Canal Principal 5 57 e Procedimiento de agregaci n de variables Este procedimiento es utilizado en la elaboraci n de los mapas de caudales naturales y demanda El procedimiento consiste en sumar una variable discretizada en el espacio precipitaci n evaporaci n caudales de demanda etc seg n el mapa de direcciones de drenaje que genera HidroSIG 3 1 en el proceso de correcci n del MDE Este procedimiento se esquematiza en la Figura 2 donde se muestran en orden descendente el mapa de la variable discretizada a agregar el mapa que representa la red de drenaje el mapa de direcciones de drenaje y el mapa de la variable agregada mapa resultado Figura 2 Proceso de agregaci n de variables siguiendo la estructura de la red de drenaje Caudales Medios Para la estimaci n de caudales medios se utiliz el m todo del Balance Hidrol gico de Largo Plazo donde se supone que en un per odo de tiempo largo d cadas el almacenamiento en el suelo y en la atm sfera es despreciable Este m todo fue utilizado en varias subcuencas instrumentadas de la cuenca del r o Medell n con resultados satisfactorios UNAL et al 2004 El caudal medio en una cuenca se calcula como Orea SP y Elx y WA 1 AreaCuenca Donde Qmea es el caudal medio de largo plazo P x y es la precipitaci n que recibe el punto x y en el per odo considerado E x y es l
20. e debe hacer uso de estaciones de medici n de tipo telem trico aguas arriba de las captaciones de las industrias de la parte baja de la cuenca para controlar que estas no tomen mas de los caudales otorgados REFERENCIAS Ch vez B y Jaramillo A 1998 Regionalizaci n de la Temperatura del Aire en Colombia Cenicaf Chow V T Maidment D R y Mays L W 1994 Hidrolog a Aplicada Ed McGraw Hill Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial 2004 Resoluci n N mero 0865 de Julio 22 de 2004 Bogot Colombia 32p Universidad Nacional de Colombia UNAL y Unidad de Planeaci n Minero Energ tica UPME 2000 Atlas Hidrol gico de Colombia Universidad Nacional de Colombia Facultad de Minas Escuela de Geociencias y Medio Ambiente Medell n Colombia Universidad Nacional de Colombia UNAL 2001 Dise o de la Metodolog a para la Formulaci n de Planes Integrales de Ordenamiento y Manejo de Microcuencas PIOM Facultad de Minas Escuela de Geociencias y Medio Ambiente Medell n Colombia Universidad Nacional de Colombia sede Medell n UNAL 2003 Manual de usuario de HidroSIG Versi n 3 0 Beta Facultad de Minas Escuela de Geociencias y Medio Ambiente Medell n Colombia Universidad Nacional de Colombia sede Medell n UNAL Universidad de Antioquia Universidad Pontificia Bolivariana UPB Universidad de Medell n y rea Metropolitana del Valle de Aburr 20
21. e espacio por parte de la poblaci n est condicionado por limitaciones legales aunque pueden llegar a ser bastante significativos los procesos de ocupaci n informales en particular se considera la posibilidad de expansi n de las fronteras urbanas y semiurbanas 11 Sitio de captaci n dado que la posibilidad de satisfacci n de la demanda h drica depende de la localizaci n de los sitios sobre la red de drenaje donde pretenda captarse el agua La localizaci n de estos sitios de captaci n ficticios obedece a dos criterios a que se encuentre en la parte alta de la zona a abastecer con el fin de minimizar los posibles requerimientos de bombeo y b que est cerca de la zona que abastecer a con el prop sito de minimizar los costos asociados con la conducci n del agua En el caso de las industrias ubicadas en la parte baja de la cuenca el c lculo de la demanda futura de estas se hace de acuerdo a sus proyecciones de crecimiento hasta diciembre de 2012 BALANCE H DRICO La disponibilidad espacial de agua identificaci n de zonas de d ficit se determina restando la demanda y los caudales ecol gicos a la oferta natural de la cuenca que se describi en la secci n de hidrolog a La oferta natural utilizada es el caudal m nimo para un periodo de retorno de 10 a os que es una condici n natural de escasez asociada al periodo de recurrencia de un evento de intensidad promedio de la fase c lida del ENSO El Ni o como se presenta en
22. ear Mapa de Disponibilidad S 10 x 25 Crear Mapa de Disponibilidad Mapas captaciones Wertimientos Mapas fCaptaciones Vertimientos C tempiDisponibilidadiCaptaciones txt Cos C tempiDisponibilidadWWertimientos txt Nombre 3 Y Caudal m Nombre y Caudal o 819 447 1 182 613 0 008 4 fy_o 824 693 688 1 177 058 125 1 819 452 1 182 620 2 18 v1 824 126 5 1 176 597 5 2 819 498 1 183 220 0 03 v2 824 738 1 176 480 3 819 533 11 82 868 0 069 v3 823 398 312 1 1 78 2955 4 819 633 1 183 820 0 072 v4 824 170 812 1 176 506 125 5 819 637 1 183 982 0 219 v5 827 817 5 1 173 623 6 819 687 1 183 039 0 47 v6 827 802 062 1 173 613 75 7 e19ses 1 182992 _0a83 vz 82742825 1473 886 75 a 820 001 1 184 127 0 203 v8 826 792 062 11 74 977 25 9 819 980 1 184 267 0 045 e o 823773875 117891 575 i v10 824 096 875 1 178 066 125 Agregar Captaci n v11 825 246 936 41 75 676 75 v 12 827 020 AAA 1176633875 Estado Crear Mapa de Disponibilidad Crear Mapa de Disponibilidad Figura 13 Interfaz para el ingreso de las captaciones izquierda y vertimientos derecha El segundo 2 m dulo permite calcular la tasa por uso del agua para cada uno de los usuarios de la cuenca y realizar la liquidaci n de la misma a partir del c lculo de unos ndices y coeficientes que se encuentran en la estructura tarifar a defi
23. esta de reglamentaci n de los usos del agua en la cuenca basados en criterios de racionalidad equidad ecol gicos y de usos prioritarios dispuestos en la legislaci n vigente en Colombia Como herramientas de apoyo a la gesti n del recurso h drico se desarrollan unos m dulos de un software apoyados en los Sistemas de Informaci n Geogr fica para el c lculo de las tasas por uso de agua y la disponibilidad h drica cuando ingresan nuevas captaciones o se incrementa la demanda en las existentes HIDROLOG A En la reglamentaci n de la cuenca de la quebrada Do a Mar a se estimaron caudales medios m nimos y ecol gicos a partir de metodolog as aplicables a cuencas con informaci n escasa dado que esta no est instrumentada con estaciones de caudal Conocer la variabilidad espacial de los caudales m nimos y ecol gicos es importante para determinar zonas de d ficit cuando se realizan an lisis de oferta y demanda h drica actual y futura para condiciones de escasez natural del recurso La estimaci n de los caudales medios es importante para el c lculo de las tasas por uso del agua con los elementos legales vigentes en Colombia para este fin Informaci n Disponible e Cartograf a Se utilizaron 39 planchas topogr ficas a escala 1 5000 y 1 2000 e Informaci n hidroclim tica La informaci n hidroclim tica utilizada corresponde a 10 estaciones de precipitaci n Tabla 1 cercanas a la cuenca de la quebrada Do a Mar a que sirve
24. ivisoria Divisoria Corrientes Principales Precipitaci n Media Anual mm a o Max 2630 Min 1780 Corrientes Principales 1183000 1183000 183000 1183000 Evapotranspiraci n Real Media Anual Value Max 1012 Min 814 1180000 1180000 1180000 1180000 1177000 1177000 1177000 1177000 1174000 1174000 1174000 1174000 _820000 822000 _ 824000 __ 826000 828000 230000 832000 J 820000 522000 824000 pi a b Figura 4 Mapas de precipitaci n media anual a y evapotranspiraci n real media anual por el m todo de Cenicaf b en la cuenca de la quebrada Do a Mar a mm a o 828000 830000 832000 Tabla 4 Caudal medio y evapotranspiraci n real media en la cuenca de la quebrada Do a Mar a M todo Cenicaf Factor Regional Turc Evapotranspiraci n Real Media Anual mm a o 956 1011 860 Caudal m s 2 80 2 67 3 03 La Tabla 4 permite apreciar que usando el m todo de CENICAF para el c lculo de la evapotranspiraci n real los resultados obtenidos son valores intermedios a los estimados con otros m todos El m todo de CENICAF es el recomendado por UNAL et al 2004 en la cuenca del r o Medell n pues presenta menores errores cuando se comparan los caudales medios de las series hist ricas sobre el r o con los del m todo del Balance Hidrol gico de Largo Plazo es por esto que el mapa de caudales medios se realiz usando este m todo de c lculo de la Ev
25. n para estimar la variabilidad espacial de la precipitaci n media anual en la cuenca y 2 estaciones de caudal Tabla 2 sobre el r o Medell n para calibrar el Modelo de Tanques V lez 2001 que es usado para la simulaci n de caudales diarios La localizaci n de las estaciones se puede observar en la Figura 1 Las coordenadas geogr ficas de las estaciones utilizadas se encuentran en un sistema plano con origen en Bogot Las estaciones con super ndice 1 son usadas para simular caudales con el Modelo de Tanques y con 2 para calibrarlo Tabla 1 Estaciones de precipitaci n utilizadas en la cuenca de la quebrada Do a Mar a C digo Tipo Nombre Municipio Norte m Este m Periodo A os Precipitaci n Media mm a o 2701038 PG San Antonio de Prado Medell n 1175253 824640 1950 2004 55 2031 2701046 PG San Crist bal Medell n 1186530 827560 1950 2004 55 1662 2701047 PG Miguel Aguinaga Medell n 1184470 834980 1970 2003 34 1435 2701062 PM Boquer n Medell n 1191950 826270 1970 1992 23 2121 2701077 PG El Chuscal Medell n 1177708 820518 1971 2004 34 2731 2701093 PG Ayur Medell n 1173830 835380 1972 2004 33 1818 2701111 PG Astilleros Medell n 1183957 823092 1991 2004 14 2064 2701507 SP Aeropuerto Olaya Herrera Medell n 1179127 831858 1969 2004 35 1639 2701526 AM La Salada Caldas 1160694 829960 1984 2
26. nida en la legislaci n vigente Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Territorial 2004 y que dependen de la informaci n de caudales medios y ecol gicos demanda y otros factores socioecon micos que se encuentran almacenados en la base de datos tarifa m nima ndice de necesidades b sicas insatisfechas NBI y coeficiente de inversi n de la cuenca Las Figuras 14 y 15 muestran las interfaces creadas en el software ARECNAVA para este fin AGRADECIMIENTOS Al rea Metropolitana del Valle de Aburr AMVA entidad que financi el proyecto de reglamentaci n Y Aceptar e Cancelar EAT A EEIE ELE PI E URE EIS LASEL Cuenca e DO A MARIA E A o 2007 Costos Programa de Ahorro A Costos cubiertos por la tarifa minima O o A IPC del A o anterior AA Oferta Hatural Subterranea l s En Oferta Hatural Superficial l s Pess SoSo Caudal Ecol gico l s a Factor de Reducci n por Calidad Ni AAA A N Figura 14 Interfaz para el c lculo de las variables necesarias para liquidar la tasa por uso 3 Preliquidacion1 Di logo Web xj CM0233 E Empresa INDUSTRIA DE MOLDURAS EL TRIUNFO Volumen captado total superficial m3 40 000 00 Document TEDAS Volumen vertido total m3 19 699 20 CM CM0233 FOP 0 51 Nombre del GONZALO CUERVO proyecto Direcci n CRA 53A N 50 89 Tel fono 000 Tipo Fuente Uso Resoluci n Dias Vol m3 IE FR TU Valor Superficial Q DO A INDUSTRIALESO Volumen D 40 000 00 2 0
27. nte sino que se pueden considerar como captaciones artesanales adem s 54 captaciones est n ubicadas en nacimientos y 279 se encuentran en quebradas As mismo se encontr que 47 captaciones son colectivas entendi ndose por captaci n colectiva aquella en la cual hay m s de 2 usuarios Igualmente se encontr que 44 captaciones son de uso industrial Se identificaron 20 captaciones subterr neas pozos y aljibes todas ubicadas en la parte baja de la cuenca En la Figura 8 se muestra el mapa de captaciones superficiales en la cuenca de la quebrada Do a Mar a ENTOT E TRT N DISTRIBUCI N ESPACIAL L DE CAPTACIONES 1105000 s Convenciones Divisoria Captaciones 1189000 Hidrograf a Q Do a Maria TD 330000 235b00 340000 Figura 8 Distribuci n espacial de captaciones en la cuenca de la quebrada Do a Mar a Actualmente el caudal total demandado es de 733 11 Vs discretizado por uso de la siguiente forma dom stico colectivo 14 15 dom stico individual 0 16 agropecuario colectivo 0 62 agropecuario individual 1 09 y industrial 83 98 Los principales aprovechamientos industriales identificados en la cuenca incluyen crianza y sacrificio de animales fabricaci n de bebidas curtimbres y textiles en estas tres ltimas actividades el consumo de agua comprende el 79 de la demanda total de recurso h drico sobre la cuenca de la quebrada Do a Mar a Excepto
28. ptaciones individuales Este mapa se puede apreciar en la Figura 11 DISTRIBUCI N ESPACIAL DE CAPTACIONES PROPUESTAS Convenciones 220000 ar Leo 135000 Figura 11 Distribuci n espacial de las captaciones reglamentadas Igualmente se presentaron dise os est ndares de obras de control y reparto de caudal para estas agrupaciones de usuarios En el caso de las industrias de la zona baja se les hace una concesi n condicionada la cual establece que se les conceda todo el caudal que estas empresas tienen contemplado en su proceso de expansi n siempre y cuando no ocasionen d ficit en el caso de que se presente d ficit las empresas deben recurrir a otras soluciones como utilizar fuentes de agua subterr nea o almacenar agua durante los d as que no tengan actividades de producci n Se recomend a las entidades ambientales la utilizaci n de equipos telem tricos para medir los caudales antes y despu s de las captaciones industriales para de esta forma controlar que sean respetados los caudales ecol gicos en estas zonas El caudal total asignado es de 789 81 l s discretizado por uso de la siguiente forma dom stico colectivo 13 24 dom stico individual 0 12 agropecuario colectivo 0 86 agropecuario individual 0 59 y industrial 85 19 M DULOS DE DISPONIBILIDAD Y TASAS POR USO DEL AGUA Se desarrollaron dos m dulos que se incorporaron al software ARECNAVA propiedad del rea Metropolitana del Valle de Aburr A
29. s de la Demanda Actual del Recurso H drico Para realizar el an lisis de la demanda es necesario diferenciar los usos del agua Existen diversas propuestas de diferenciaci n de los usos del agua Art 29 Decreto 1594 de 1984 Art 41 Decreto 1541 de 1978 en UNAL 2001 se propone una clasificaci n seg n la cual existen cuatro tipos de demanda 1 dom stica 11 pecuaria 111 agr cola 1v industrial comercial y otros De acuerdo a esta clasificaci n y siguiendo la metodolog a propuesta por UPB 2002 se asign una dotaci n dom stica que corresponde a 175 l hab d a para la demanda dom stica Igualmente en UPB 2002 se presentan dotaciones para el c lculo de la demanda h drica del sector pecuario y agr cola dependiendo del tipo de animal o cultivo respectivamente La demanda industrial fue obtenida directamente de las empresas que se encuentra ubicadas en la parte baja de la cuenca las cuales llevan registro de sus consumos informaci n que se compar con las concesiones de agua vigentes Para cuantificar la demanda h drica en los acueductos comunitarios se utiliz la informaci n del n mero de usuarios registrados y de las concesiones de agua vigentes En el trabajo de campo el cual comprendi el levantamiento de captaciones y vertimientos censo de predios y censo agroindustrial se encontr que en la cuenca de la quebrada Do a Mar a hay 333 captaciones superficiales de las cuales 211 no cuentan con una obra permane
30. t y los usuarios y usos que lo ocasionan posteriormente se realiz una propuesta de reglamentaci n de la corriente eliminando estas zonas de d ficit empleando criterios de racionalidad equidad ecol gicos y de usos prioritarios dispuestos en la legislaci n vigente Finalmente se presentan dos m dulos software apoyados en los Sistemas de Informaci n Geogr fica para el c lculo de las tasas por uso del agua y la disponibilidad h drica superficial en la cuenca ABSTRACT It is presented here a methodology for the regulation of surface water uses and the results of its application in the Do a Mar a creek located among the cities of Medell n Itag and La Estrella Antioquia Colombia Because of the absence of measurement stations in the basin the estimation of the spatial and temporal variability of flows and models calibration are not possible This leads to the application of hydrological models developed for ungauged basins tanks model long term water balance and regionalization of mean features or characteristics At the same time the spatial variability of the current and future water demands was estimated using field data intakes census and secondary information from the environmental authorities Using the demands analysis shortage zones were identified in addition to users and uses responsible of them and a regulation proposal was made by removing those zones according with the criteria of the current laws about wa
31. ter use rationality equity ecology and priority uses Finally two software modules are presented based on Geographical Information Systems for calculating the fees for water use and the surface water availability in the basin PALABRAS CLAVES Reglamentaci n Demanda H drica Modelos Hidrol gicos INTRODUCCI N El rea Metropolitana del Valle de Aburr AMVA y CORANTIOQUIA como corporaciones involucradas en el manejo ambiental de la cuenca de la quebrada Do a Mar a requer an de la formulaci n de una propuesta de reglamentaci n de los usos y usuarios de sus aguas superficiales para disminuir los conflictos existentes por el recurso y actualizar la reglamentaci n vigente del a o 1993 La cuenca de la quebrada Do a Mar a localizada entre los municipios de Medell n Itag y La Estrella pertenecientes al departamento de Antioquia Colombia ver Figura 1 tiene un rea aproximada de 75 82 km con un 91 de su extensi n como rea rural y el restante como rea urbana cada una bajo el control de una corporaci n ambiental diferente La cuenca sirve como fuente de abastecimiento de agua para los acueductos comunitarios rurales y urbanos usuarios dom sticos individuales y para el sector agroindustrial gt d LA 1 130000 1 T 130000 ANTIOQUIA A A g Zona de Estudig i y mi a f 5 J Negue de Aguina y e y t moei S 180000 4 t 180000 Y ENVIGADO o U mcgy S G d LA E
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