39

2. ASPECTOS BIOFISICOS

2.1 ESTUDIO MORFOMÉTRICO DE LA CUENCA DEL RÍO AMOYÁ Los estudios morfométricos son de gran importancia en el estudio de cualquier cuenca, ya que ofrecen un parámetro de comparación y/o interpretación de los fenómenos que ocurren en esta. Un ejemplo claro de esto se encuentra en el área, ya que se constituye un criterio para establecer la magnitud del caudal. Pero cabe destacar que un factor aislado no define el comportamiento de la cuenca sino la interacción de varios parámetros, así dos cuencas con la misma área pero con formas diferentes van a tener comportamientos diversos ante un mismo fenómeno. Estos elementos físicos proporcionan la más conveniente posibilidad de conocer la variación en el espacio de los elementos del régimen hidrológico; las características físicas o morfométricas calculadas para la Cuenca del Río Amoyá y las Subcuencas de Ambeima, Totumo, Tequendama, San José, San Jorge, Negro, Morales, Las Nieves, La Rivera, Irco, Grande, El Neme, El Diamante y Davis (Ver Mapa 2.4), se relacionan a continuación. 2.1.1 Área (A) El área de la cuenca tiene gran importancia, por constituir el criterio de la magnitud del caudal, en condiciones normales, los caudales promedios, mínimos y máxima instantáneos crecen a medida que crece el área de la Cuenca. En la Tabla 2.3 se encuentra la distribución del área entre cotas y el porcentaje que cada una representa en la cuenca, estos datos se aprecian en la figura 2.1, de donde se extrae, que la altura media para la cuenca se encuentra aproximadamente a los 2.055 m.s.n.m. Tabla 2.3. Áreas por rangos de cotas en la Cuenca del Río Amoyá.

Área Porcentaje Cota Área (ha) Área (%) Creciente Decreciente Creciente Decreciente

200 5.431,14 3,78 5.431,14 143.529,91 3,78 100,00 400 10.763,78 7,50 16.194,92 138.098,77 11,28 96,22 600 14.530,87 10,12 30.725,80 127.334,99 21,41 88,72 800 7.583,45 5,28 38.309,25 112.804,11 26,69 78,59

1000 5.523,70 3,85 43.832,94 105.220,66 30,54 73,31

40

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

3600

3800

4000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Area (%)

Cot

a (m

)

% (Cre)% (Dec)

Área Porcentaje Cota Área (ha) Área (%) Creciente Decreciente Creciente Decreciente

1200 4.161,53 2,90 47.994,47 99.696,97 33,44 69,46 1400 5.298,36 3,69 53.292,83 95.535,44 37,13 66,56 1600 6.718,72 4,68 60.011,54 90.237,08 41,81 62,87 1800 8.030,07 5,59 68.041,61 83.518,37 47,41 58,19 2000 7.340,74 5,11 75.382,35 75.488,30 52,52 52,59 2200 7.134,02 4,97 82.516,37 68.147,56 57,49 47,48 2400 7.002,04 4,88 89.518,41 61.013,54 62,37 42,51 2600 6.387,85 4,45 95.906,26 54.011,50 66,82 37,63 2800 5.948,48 4,14 101.854,74 47.623,65 70,96 33,18 3000 8.312,00 5,79 110.166,74 41.675,17 76,76 29,04 3200 14.523,71 10,12 124.690,46 33.363,17 86,87 23,24 3400 13.130,17 9,15 137.820,63 18.839,45 96,02 13,13 3600 5.343,37 3,72 143.164,00 5.709,28 99,75 3,98 3800 353,29 0,25 143.517,30 365,91 99,99 0,25 4000 12,61 0,01 143.529,91 12,61 100,00 0,01

Figura 2.1 Curva hipsografica de la cuenca del Río Amoyá.

41

Mapa 2.4 División de Cuencas de la Cuenca Mayor del Río Saldaña (Amoyá)

42

Tabla 2.4. Área Cuenca del Río Amoyá y sus Subcuencas.

Nombre Área de la Cuenca (ha) C. Ambeima 32.550,43

C Totumo 21.067,59

C. Tequendama 1.396,75

C. San José 2.433,96

C. San Jorge 2.840,58

C. Negro 3.853,20

C. Morales 1.641,08

C. Las Nieves 2.827,10

C. La Rivera 6.939,84

C. Irco 11.544,24

C. Grande 1.752,80

C. El Neme 5.576,38

C. El Diamante 2.259,26

C. Davis 11.759,29

C. Amoyá (Cuenca Total) 143.529,85

Según se observa en la Tabla 2.4, el área de la Cuenca del Río Amoyá es de 143.530 hectárea (ha), a pesar de ser una cuenca afluente de la Cuenca Mayor del Río Saldaña, posee una superficie superior a la de la Cuenca mayor del Río Totare, la cual ocupa el quinto puesto en tamaño en el Departamento del Tolima. 2.1.2 Perímetro El perímetro es la longitud del límite de la cuenca o en otras palabras la distancia que habría que recorrer en línea recta si se transitara por todos los filos que en envuelve la Cuenca. Si bien los datos de perímetro en la tabla 2.5, son unas medidas o parámetros que no indica nada por si solos si sé convierten en un insumo fundamental para el cálculo de los parámetros de forma de la cuenca. Partiendo del enunciado que dice: “De todas las figuras planas con igual perímetro, el círculo es la de mayor área.” Y conociendo que dicha forma de cuenca, tiende a ser la mas torrencial y por ende la menos convenientes.

43

Tabla 2.5. Perímetro de los cauces de la Cuenca del Río Amoyá y sus Cuencas.

Nombre Perímetro Cuenca (Km.)

C. Ambeima 95,67 C. Totumo 76,88 C. Tequendama 20,10 C. San José 22,77 C. San Jorge 26,36 C. Negro 32,96 C. Morales 23,37 C. Las Nieves 27,44 C. La Rivera 42,53 C. Irco 58,11 C. Grande 24,92 C. El Neme 42,58 C. El Diamante 20,82 C. Davis 50,07 C. Amoyá (Cuenca Total) 227,11

2.1.3 Longitud de los Cauces Generalmente, los caudales medios, máximos y mínimos, crecen con la longitud de los cauces. Según Londoño 2001, Esto se debe a la normal relación que existe entre las longitudes de los cauces y las áreas de las cuencas hidrográficas correspondientes, de tal manera, el área crece con la longitud y creciendo la superficie de captación. Igualmente, los tiempos promedios de subida y las duraciones promedias totales de las crecientes torrenciales tendrán siempre una evidente relación con la longitud de los cauces. Una longitud mayor supone mayores tiempos de desplazamiento de las crecidas y como consecuencia de esto, mayor atenuación de los mismos, por lo que los tiempos de subida y las duraciones totales de estas serán evidentemente mayores. Las longitudes de cauces anotadas en la Tabla 2.6 son aproximadas ya que es de recordar que este estudio se realizo a escala 1:25.000, además en algunos tramos ó sectores la visión de del recorrido del cauce se encontraba obstruida por una nube. Como se denota en la Tabla 2.6 la longitud del Cause del río Amoyá es de 103,84 Km. desde su nacimiento, en la parte alta de la Cuenca en el parque las hermosas hasta su desembocadura en el Río Saldaña.

44

Tabla 2.6 Longitudes de los cauces de la Cuenca del Río Amoyá y sus Subcuencas.

Nombre Long. Drenaje (Km.) C. Ambeima 52,31 C. Totumo 22,74 C. Tequendama 8,92 C. San José 10,04 C. San Jorge 11,02 C. Negro 14,73 C. Morales 9,02 C. Las Nieves 11,88 C. La Rivera 18,66 C. Irco 29,32 C. Grande 10,94 C. El Neme 26,32 C. El Diamante 10,03 C. Davis 18,58 C. Amoyá (Cuenca Total) 103,84

2.1.4 Pendiente Media de Cauces (Pm) Es la relación entre la altura total del cauce principal (cota máxima menos cota mínima) y la longitud del mismo.

100minmax ×−

=L

HHPm

Donde: Pm : Pendiente media Hmax: Cota Máxima

Hmin: Cota Mínima L : Longitud del Cause

37,310034,841.103

400900.3=×

−=mP

La Cuenca del Río Amoyá y sus Subcuencas presentan pendientes por encima del 5% (Tabla 2.7), indicando que las aguas que circulan por estas cuencas están siendo sometidas a grandes velocidades, causando problemas de socavación de causes y de taludes aledaños y el transporte de grandes cantidades de sedimentos. Con las excepciones de las Cuencas Totumo y El Neme.

45

Tabla 2.7 Pendiente Media de los cauces de la Cuenca del Río Amoyá y sus Subcuencas.

Nombre Pm (%)

C. Ambeima 5.93

C. Totumo 2.64

C. Tequendama 22.41

C. San Jose 16.94

C. San Jorge 17.24

C. Negro 16.97

C. Morales 6.65

C. Las Nieves 8.42

C. La Rivera 8.04

C. Irco 6.48

C. Grande 12.80

C. El Neme 1.52

C. El Diamante 7.97

C. Davis 11.84

C. Amoyá (Cuenca total) 3.37

2.1.5 Pendientes Se refiere al grado de inclinación del terreno expresado en porcentaje; los rangos de pendientes son variables dentro de una región o cuenca hidrográfica. Es común hoy estimar las pendientes a través de métodos cartográficos con la ayuda de un Sistema de Información Geográfica (SIG), a partir de información de curvas de nivel. La Tabla 2.8, presenta los rangos de pendientes utilizados en la formulación del Plan de Ordenación de la Cuenca Mayor de Río Saldaña (Amoyá), así como su calificación y distribución en Áreas (Has) y porcentaje (%). El 33.14% del área (47.570,24 Has) de la Cuenca Mayor de Río Saldaña presenta una pendiente muy plana es decir un rango entre 0 – 3; así mismo, el 23.88% del área (34.278.89 Has) de la cuenca presenta una pendiente muy ondulada, es decir un rango entre 25 y 50. La figura 2.2 presenta el modelamiento realizado mediante el Sistema de Información Geográfico (SIG), Arc/Info, para obtener el mapa de pendientes de la cuenca Mayor de Río Saldaña (Amoyá) (Ver Mapa 2.5)

46

Tabla 2.8 Rangos de Pendientes y Áreas encontradas en la Cuenca mayor del Río Saldaña (Amoyá)

RANGO CALIFICACION AREA (Ha.) AREA (%)

0 - 3 Muy plano 47.570.24 33,14

3 - 7 Plano 4.504.76 3,19

7 - 12 Casi plano 7.172.38 5,00

12 - 25 Ondulado 14.328.00 9,98

25 - 50 Muy ondulado 34..278.89 23,88

50 - 75 Escarpado 24.822.88 17,29

> 75 Muy escarpado 10.701.62 7,47

Z.U Zona Urbana 71,07 0,05

TOTAL 143.529.85 100,00 2.1.6 Parámetros de Forma de la Cuenca Los factores geológicos, principalmente, son los encargados de moldear la fisiografía de una región y particularmente la forma que tienen las cuencas hidrográficas. Para explicar cuantitativamente la forma de la cuenca, se compara la cuenca con figuras geométricas conocidas como lo son: el círculo, el óvalo, el cuadrado y el rectángulo, principalmente. 2.1.6.1 Factor de forma de Horton (Hf) El factor de forma según Horton expresa la relación existente entre el área de la cuenca, y un cuadrado de la longitud máxima o longitud axial de la misma.

Hf 2LaA

=

Donde: Hf: Factor de forma de Horton

A: Área La: longitud axial

Hf 1330,034,896.103

19,541.298.435.122 ===

LaA

47

Mapa 2.5 Pendientes

48

COBERTURA CURCOMARC: CREATETIN TINCOMCREATETIN: COVER CURCOM LINE NCURVACREATETIN: END

COBERTURA TIN TINCOMARC: TINLATTICE TINCOM GRICOMENTER LATTICE ORIGEN (XMIN) (YMIN)ENTER LATTICE UPER-RIGTH CORNER (XMAX) (YMAX)ENTER LATTICE RESOLUTION(IN_POINTS)ENTER DISTANCIA BETWEN LATTICE MESHPOINT (D):10,10

MDT COBERTURA GRID GRICOMGRID:HILL= HILLSHADE(GRICOM)GRID:PENCOM= SLOPE(GRICOM,PORCENTRISE)

COBERTURA GRID PENCOMGRID: CELLVALUE *GRID:DESCRIBE PENCOM (DETERM INAMOS EL RANGO SUPERIOR E INFERIOR

DEL PORCENTAJE DE PENDIENTEEJ: INFERIOR : 0.5

SUPERIOR: 3280GRID: CLAPEN= (RECLAS (PENCOM,PENCOM.TXT)

0 12 : 1

12 30 : 2

30 50 : 3

50 60 : 4

60 3280 : 5

PARA ESTABLECER RANGOS DE PENDIENTE REALIZO UNA TABLA EN EL EDITOR JOT DEL SISTEMA OPERATIVO UNIX

ARC: &SYS JOT PRECOM.TXT

COBERTURA GRID CLAPENGRID: POLYCOM= GRIDPOLY(CLAPEN), PARACONVERTIR UN GRID (RASTER) A FORMATOVECTORIAL O FORMATO ARC

0-12

12-30

>60

50-60

0-12 >60

50-60 12-30

Figura 2.2 Modelamiento para la Generación del Mapa de Pendientes a través de los Módulos Tin y Grid de ARC/INFO

49

El Factor de forma de Horton de la Cuenca del Río Amoyá, es de 0,1330, el cual está indicando que la Cuenca no tiende a ser circular; por lo tanto no es propensa a presentar crecidas súbitas, cuando se presentan lluvias intensas simultáneamente en toda o en gran parte de su superficie. Tabla 2.9. Factor de Horton de la Cuenca del Río Amoyá y sus Subcuencas.

Nombre Horton C. Ambeima 0.1178 C. Totumo 0.3604 C. Tequendama 0.1515 C. San Jose 0.2318 C. San Jorge 0.2255 C. Negro 0.1685 C. Morales 0.1862 C. Las Nieves 0.1975 C. La Rivera 0.1878 C. Irco 0.1240 C. Grande 0.1450 C. El Neme 0.0683 C. El Diamante 0.2209 C. Davis 0.2630 C. Amoyá (Cuenca Total) 0.1330

En términos generales podemos observar en la Tabla 2.9 que ninguna de las cuencas que hacen parte de la Cuenca del Río Amoyá va a ser susceptibles a las crecidas súbitas, al presentarse precipitaciones fuertes en su superficie.

2.1.6.2 Razón Circular de Miller (Rc) Miller usó una razón circular adimensional, definida como la razón del área de la cuenca al área de un círculo que tiene el mismo perímetro de la cuenca.

Rc 35,0072.383.104.4

19,851.529.143===

AcA

Donde: Rc: Factor Razón Circular

A: Área de la cuenca. Ac: Área de un círculo.

La razón circular de la Cuenca del Río Amoyá, es de 0,359 valor que indica que la Cuenca no posee similitud geométrica con el círculo, al no acercarse a uno, por lo tanto que va a tener un comportamiento poco torrencial en su totalidad.

50

Tabla 2.10 Factor de Razón Circular de la Cuenca del Río Amoyá y sus Subcuencas.

Nombre Rc C. Ambeima 0.447 C. Totumo 0.448 C. Tequendama 0.434 C. San José 0.590 C. San Jorge 0.513 C. Negro 0.445 C. Morales 0.377 C. Las Nieves 0.471 C. La Rivera 0.482 C. Irco 0.429 C. Grande 0.354 C. El Neme 0.386 C. El Diamante 0.655 C. Davis 0.589 C. Amoyá (Cuenca Total) 0.350

Las Cuencas del Río Amoyá, según los resultados de la Razón Circular de Miller; presentados en la Tabla 2.10, tienden a ser más afectadas por un fenómeno torrencial que la Cuenca Mayor en su totalidad. Siendo las Subcuencas de las Quebradas El Diamante, San José y San Jorge y el Ríos Davis las mas susceptible a este tipo de fenómenos.

2.1.6.3 Coeficiente de compacidad de Gravelius (Kc) El coeficiente de compacidad se obtiene al relacionar el perímetro de la cuenca, con el perímetro de un círculo, que tiene la misma área de la cuenca.

Kc 69,101,300.13414,106.227

===PcP

Donde:

Kc: Coeficiente de compacidad de Gravelius. P: Perímetro de la cuenca. Pc: Perímetro de un circulo de la misma área.

Kc 69,119,851.529.143

14,106.22728.028.0 ===A

P

Donde: Kc: Coeficiente de compacidad de Gravelius

P: Perímetro de la cuenca. A: Área de la Cuenca.

51

El Coeficiente de compacidad de Gravelius de la Cuenca del Río Amoyá, es de 1,693 indicando una torrencialidad ligera por poseer una forma rectangular oblonga. Tabla 2.11 Coeficiente de compacidad de Gravelius de la Cuenca del Río Amoyá y sus Subcuencas.

Nombre Kc C. Ambeima 1.498 C. Totumo 1.496 C. Tequendama 1.519 C. San Jose 1.304 C. San Jorge 1.397 C. Negro 1.500 C. Morales 1.630 C. Las Nieves 1.458 C. La Rivera 1.442 C. Irco 1.528 C. Grande 1.682 C. El Neme 1.611 C. El Diamante 1.237 C. Davis 1.304 C. Amoyá (Cuenca Total) 1.693

Las Cuencas de las Quebradas El Diamante y San José y el río Davis, según los resultados obtenidos en el coeficiente de compacidad (Tabla 2.11), son las que presentan características torrenciales más alta y por ende más peligrosa. En cambio la Cuenca del río El Neme va a poseer un comportamiento menos torrencial. 2.1.7 Índice de Alargamiento (Ia). Este índice, propuesto por Horton, relaciona la longitud máxima de la cuenca con su ancho máximo medido perpendicularmente a la dimensión anterior.

Ia 849,16,200.5634,896.103

===aLa

Donde: Ia: Índice de alargamiento

La: Longitud axial. a: Ancho máximo de la cuenca.

52

Tabla 2.12 El Índice de alargamiento de la Cuenca del Río Amoyá y sus Cuencas.

Nombre Ia C. Ambeima 2,834 C. Totumo 0,229 C. Tequendama 2,038 C. San José 1,873 C. San Jorge 1,851 C. Negro 2,431 C. Morales 1,201 C. Las Nieves 1,951 C. La Rivera 1,850 C. Irco 2,897 C. Grande 1,640 C. El Neme 3,962 C. El Diamante 1,571 C. Davis 1,789 C. Amoyá (Cuenca Total) 1,849

El Índice de alargamiento de la Cuenca del Río Amoyá, es de 1.849, esta relación está indicando que la Cuenca posee un sistema de drenaje que se asemeja a una espiga denotando un alto grado de evolución del sistema y que está en capacidad de absorber mejor una alta precipitación sin generar una crecida de grandes proporciones. 2.1.8 Tiempo de Concentración (Tc) Es el tiempo teórico que se demora una gota de agua desde la parte mas alta de la cuenca hasta la desembocadura de la misma:

Tc 73.8400900.3

84.103870.0870.0 3385.03

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

×=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ×=

HL

Donde:

Tc: Tiempo de Concentración L: Longitud del Cause Principal. H: Diferencia de altura en metros. Una característica fundamental en las cuencas de forma alargada, es que los tiempos de concentración son diferentes para casi todos los puntos de la cuenca, esto se observa en la Tabla 2.13, donde el tiempo total para la Cuenca del Río Amoyá, es de 8 horas y 43 minutos, y a sus afluentes les toma entre 38 minutos y mas de 4 horas desembocar en distintos puntos de su cause.

53

Tabla 2.13 Tiempos de concentración de la Cuenca del Río Amoyá y sus Subcuencas.

Nombre Tc (hh:mm) C. Ambeima 4:08 C. Totumo 2:58 C. Tequendama 0:38 C. San José 0:46 C. San Jorge 0:49 C. Negro 1:02 C. Morales 1:01 C. Las Nieves 1:09 C. La Rivera 1:39 C. Irco 2:33 C. Grande 0:55 C. El Neme 4:07 C. El Diamante 1:02 C. Davis 1:25 C. Amoyá (Cuenca Total) 8:43

2.1.9 Forma de la Cuenca y Densidad de Drenaje La Cuenca del Río Amoyá y sus Subcuencas son de forma predominantemente alargada, según lo muestran los resultados obtenidos en los parámetros de forma, este hecho tiene su influencia sobre el comportamiento de las crecidas en los ríos, las cuales están asociadas a las cuencas largas de ríos igualmente largos; los ríos con estas características tienen menor tendencia al almacenamiento de las aguas lluvias, es decir, al presentarse una lluvia en el área de la cuenca, el agua escurrirá hacia los ríos y una vez allí el tiempo que tarda en viajar la crecida desde la parte más alta de la cuenca hasta la más baja será mayor que el tiempo que tardaría en una cuenca que contenga ríos predominantemente cortos. Otra consideración es la cantidad de ríos y quebradas que llegan o tributan al río principal dentro del área de la cuenca y que se conoce como densidad de drenaje. En el caso de las cuencas observadas, se pueden localizar varios ríos y quebradas que facilitan la evacuación de las aguas lluvias hacia el río principal y una vez allí, serán conducidas hasta la desembocadura o hacia un río más grande. En síntesis, las cuencas desde el punto de vista de su forma y densidad de drenaje, tienen poca tendencia a concentrar las crecidas puesto que dentro del área se encuentran varios ríos y quebradas que facilitan la evacuación de las crecidas ocasionadas por las lluvias.

54

Tabla 2.14 Resumen de los parámetros morfométricos de la Cuenca del Río Amoyá y sus Subcuencas. Nombre Unidade

s R.

Ambeima Q. Totumo Q. Tequendama

Q. San José Q. San Jorge R. Negro Q. Morales

Longitud de Causes Km. 52.31 22.74 8.92 10.04 11.02 14.73 9.02

Perímetro Km. 95.67 76.88 20.10 22.77 26.36 32.96 23.37Área ha 32,550.43 21,067.59 1,396.75 2,433.96 2,840.58 3,853.20 1,641.08 Pendiente % 5.93 2.64 22.41 16.94 17.24 16.97 6.65Ht - - - - 0.118 0.360 0.152 0.232 0.225 0.169 0.186Rc - - - - 0.447 0.448 0.434 0.590 0.513 0.445 0.377Kc - - - - 1.498 1.496 1.519 1.304 1.397 1.500 1.630Ia - - - - 2.834 0.229 2.038 1.873 1.851 2.431 1.201Tc hh:mm 04:08 02:58 00:38 00:46 00:49 01:02 01:01

Nombre Unidades Q. Las

Nieves Q. La Rivera Q. Irco Q. Grande R. El

Neme Q. El

Diamante R. Davis R. Amoyá

Longitud de Causes Km. 11.88 18.66 29.32 10.94 26.32 10.03 18.58 103.84

Perímetro Km. 27.44 42.53 58.11 24.92 42.58 20.82 50.07 227.11Area Ha 2,827.10 6,939.84 11,544.24 1,752.80 5,576.38 2,259.26 11,759.29 143,529.85 Pendiente % 8.42 8.04 6.48 12.80 1.52 7.97 11.84 3.37Ht - - - - 0.197 0.188 0.124 0.145 0.068 0.221 0.263 0.133Rc - - - - 0.471 0.482 0.429 0.354 0.386 0.655 0.589 0.350Kc - - - - 1.458 1.442 1.528 1.682 1.611 1.237 1.304 1.693Ia - - - - 1.951 1.850 2.897 1.640 3.962 1.571 1.789 1.849Tc hh:mm 1:09 1:39 2:33 0:55 4:07 1:02 8:43

Hf : Índice de Horton. Rc : Razón Circular de Miller. Kc : Coeficiente de compacidad de Gravelius. Ia : Índice de alargamiento. Tc : Tiempo de Concentración.