EVALUACIÓN HIDROLÓGICA E HIDRÁULICA DE LA QUEBRADA
LA CHORRERA PARA LA VERIFICACIÓN DE LOS NIVELES MÁXIMOS Y
MÍNIMOS EN LA CAPTACIÓN DEL CENTRO POBLADO LA MAGDALENA,
MUNICIPIO DE QUEBRADANEGRA-CUNDINAMARCA.
DANIEL ESTEBAN BERMÚDEZ JIMÉNEZ
ALEXANDRA MARTÍNEZ RAGA
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN EN RECURSOS HÍDRICOS
BOGOTÁ D.C – 2016
Universidad Católica de Colombia – Facultad de Ingeniería – Especialización en Recursos Hídricos
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DANIEL ESTEBAN BERMÚDEZ JIMÉNEZ
ALEXANDRA MARTÍNEZ RAGA
Trabajo de grado para obtener el título de Especialista en Recursos Hídricos.
ASESOR: JESUS ERNESTO TORRES QUINTERO
INGENIERO CIVIL, MSC. RECURSOS HIDRAÚLICOS
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN EN RECURSOS HÍDRICOS
BOGOTÁ D.C – 2016
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Nota De Aceptación
Presidente Del Jurado
Jurado
Jurado
Bogotá D.C, Noviembre de 2016
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DEDICATORIA
Dedicamos este trabajo en primera instancia a Dios quien nos dio la oportunidad
de iniciar este proyecto, en el cual, bajo el manto de sus bendiciones, hemos logrado darle
finalidad satisfactoriamente. De igual manera a nuestras familias por su apoyo
incondicional y colaboración frente a este paso tan importante es nuestras vidas, y sin
lugar a dudas a nosotros como autores y compañeros de estudio que con esfuerzo y
dedicación obtuvimos los mejores frutos.
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TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 14
1. GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO ...................................................... 15
1.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN ................................................................................ 15
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................ 15
1.2.1 Problema a resolver. ................................................................................................ 15
1.2.2 Antecedentes del problema a resolver. ................................................................... 16
1.3 Pregunta de investigación ......................................................................................... 17
1.4 JUSTIFICACIÓN ..................................................................................................... 17
1.5 OBJETIVOS .............................................................................................................. 19
1.5.1 Objetivo general ....................................................................................................... 19
1.5.2 Objetivos específicos ................................................................................................ 19
2. MARCOS DE REFERENCIA ......................................................................................... 21
2.1 MARCO TEÓRICO ....................................................................................................... 22
2.1.1 Morfometría de Cuencas ......................................................................................... 22
2.1.2 Tiempos de Concentración ...................................................................................... 22
2.1.3 Polígonos de Thiessen ............................................................................................... 26
2.1.4 Isoyetas ...................................................................................................................... 27
2.1.5 Curvas de Intensidad Duración y Frecuencia ....................................................... 28
2.1.6 Determinación del Nivel de Inundación (Nivel máximo) ...................................... 29
2.1.7 Estructuras de Captación ........................................................................................ 30
2.2 MARCO CONCEPTUAL .............................................................................................. 32
2.3 MARCO GEOGRÁFICO............................................................................................... 34
2.3.1 Aspectos Físicos ........................................................................................................ 34
2.3.2 Límites Geográficos Municipales ............................................................................ 34
2.3.3 Hidrología ................................................................................................................. 35
3. METODOLOGÍA ............................................................................................................. 37
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS ....................................................................................... 39
4.1 INFORMACIÓN RECOPILADA ................................................................................. 39
4.1.1 Ubicación Bocatoma ................................................................................................. 39
4.1.2 Información Meteorológica ..................................................................................... 43
4.1.3 Información Cartográfica ........................................................................................ 45
4.2 ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN ............................................................................ 49
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4.2.1 Delimitación de la cuenca Hidrográfica ................................................................. 49
4.2.2 Tiempos de concentración ....................................................................................... 56
4.2.3 Polígonos De Thiessen .............................................................................................. 57
4.2.4 Análisis de la Variación Temporal de la Precipitación ......................................... 59
4.2.4.1 Estación Útica ........................................................................................................ 60
4.2.5 Isoyetas ...................................................................................................................... 63
4.2.6 Tiempo de Concentración ........................................................................................ 64
4.2.7 Curvas I.D.F.............................................................................................................. 64
4.2.8 Hietogramas por periodo de Retorno ..................................................................... 67
4.2.9 Cálculo de niveles Medios ........................................................................................ 71
4.2.9.1 Análisis de caudales Medios ................................................................................. 71
4.2.10 Cálculo de niveles Mínimos ................................................................................... 72
4.2.11 Cálculo de niveles máximos ................................................................................... 73
4.3 APLICACIÓN DE LA INFORMACIÓN ..................................................................... 83
4.3.1 Tipo de bocatoma propuesta ................................................................................... 83
4.3.2 Ubicación de la bocatoma propuesta ...................................................................... 84
5. CONCLUSIONES ............................................................................................................. 87
6. RECOMENDACIONES ................................................................................................... 88
7. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................... 89
8. ANEXOS ............................................................................................................................ 91
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Bocatoma Actual.......................................................................................................... 19
Figura 2. Marco de referencia. .................................................................................................... 21
Figura 3. Ejemplo Polígonos de Thiessen ................................................................................... 27
Figura 4. Ejemplo Isoyetas .......................................................................................................... 28
Figura 5. Bocatomas en recta y en curva ................................................................................... 31
Figura 6. Ubicación Quebradanegra Cundinamarca ................................................................... 35
Figura 7. Hidrogeología Quebradanegra ..................................................................................... 36
Figura 8. Metodología ................................................................................................................. 37
Figura 9. Ubicación de la bocatoma destruida quebrada La Esmeralda ...................................... 39
Figura 10. Ubicación actual bocatoma ....................................................................................... 40
Figura 11. Captación actual ......................................................................................................... 41
Figura 12. Sección transversal Ubicación actual ......................................................................... 42
Figura 13. Sitio sección transversal 1 .......................................................................................... 42
Figura 14. Sección transversal ubicación propuesta ................................................................... 43
Figura 15. Sitio sección transversal 2 .......................................................................................... 43
Figura 16. Estaciones hidrometereológicas cercanas .................................................................. 44
Figura 17. Raster Municipio Quebradanegra .............................................................................. 46
Figura 18. Curvas de Nivel cada 25 metros generadas mediante el DEM .................................. 47
Figura 19. Clasificación de altitud - Cuenca Quebrada La Chorrera .......................................... 48
Figura 20. Longitud máxima de la cuenca .................................................................................. 50
Figura 21. Pendiente de la Cuenca .............................................................................................. 53
Figura 22. Orden de Drenaje de la Cuenca ................................................................................. 55
Figura 23. Polígonos de Thiessen para la cuenca de estudio ...................................................... 58
Figura 24. Precipitación máxima en 24 horas Útica ................................................................... 60
Figura 25. Precipitación máxima en 24 horas El Tusculo ........................................................... 61
Figura 26. Precipitación máxima en 24 horas Chilagua .............................................................. 62
Figura 27. Mapa de Isoyetas para la cuenca Quebrada La Chorrera ........................................... 63
Figura 28. Curvas IDF ................................................................................................................. 66
Figura 29. Hietograma Tr 2ños ................................................................................................... 67
Figura 30. Hietograma Tr 5 años ................................................................................................ 67
Figura 31. Hietograma Tr 10 años .............................................................................................. 68
Figura 32. Hietograma Tr 20 años .............................................................................................. 68
Figura 33. Hietograma Tr 25 años .............................................................................................. 69
Figura 34. Hietograma Tr 30 años .............................................................................................. 69
Figura 35. Hietograma Tr 50 años .............................................................................................. 70
Figura 36. Hietograma Tr 100 años ............................................................................................ 70
Figura 37. Curvas IDF Curva regional de caudales medios mensuales multianuales ................. 72
Figura 38 Curva Regional de caudales mínimos multianuales ................................................... 73
Figura 39. Modelo Base de Cuenca para la modelación Hec HMS para el municipio de
Quebradanegra- Cundinamarca. .................................................................................................. 74
Figura 40. Resultado de caudal Máximo Tr 100 Años para el modelo de Cuenca para la
modelación Hec-HMS para el municipio de Quebradanegra- Cundinamarca. ........................... 75
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Figura 41. Niveles máximos sección 335.2m hacia aguas abajo. ............................................... 78
Figura 42. Niveles máximos sección 340 hacia aguas abajo....................................................... 79
Figura 43. Niveles máximos sección 340 hacia aguas abajo....................................................... 80
Figura 44. Niveles máximos 335.2 hacia aguas abajo. ............................................................... 81
Figura 45. Estructura propuesta .................................................................................................. 84
Figura 46. Ubicación propuesta para la estructura de captación ................................................. 85
Figura 47. Ubicación Dique Vista transversal ............................................................................. 85
Figura 48. Ubicación bocatoma lateral Vista aguas arriba .......................................................... 86
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LISTA DE TABLAS
Tabla 2.1. Valores del factor de rugosidad "n" para la ecuación de Hathaway ........................... 25
Tabla 2.2. Parámetros del cálculo IDF ........................................................................................ 29
Tabla 4.1. Métodos para el cálculo del Tc .................................................................................. 56
Tabla 4.2. Tiempos de Concentración ......................................................................................... 64
Tabla 4.3. Cálculo intensidad ...................................................................................................... 65
Tabla 4.4. Características morfométricas principales de las cuencas aferentes de las estaciones
hidrológicas aledañas a la zona de estudio ................................................................................. 71
Tabla 4.5 Cálculo por Hidrograma sintético ............................................................................... 75
Tabla 4.6 Caudales obtenidos por medio de la modelación en Hms y otros métodos ................ 76
Tabla 4.7. Valores para el cálculo del coeficiente de rugosidad ................................................. 77
Tabla 7.1. Precipitación Estación Utica ...................................................................................... 91
Tabla 7.2. Precipitación Estación El Tusculo.............................................................................. 92
Tabla 7.3. Precipitación Estación Chilagua................................................................................. 93
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LISTA DE ECUACIONES
Ecuación 1. Ecuación de Kirpich ................................................................................................ 22
Ecuación 2. Ecuación de Témez ................................................................................................. 23
Ecuación 3. Ecuación de Williams .............................................................................................. 23
Ecuación 4. Ecuación de Johnstone y Cross ............................................................................... 23
Ecuación 5. Ecuación de Giandotti ............................................................................................. 23
Ecuación 6. Ecuación de SCS - Ranser ....................................................................................... 24
Ecuación 7. Ecuación de Ventura - Heras ................................................................................... 24
Ecuación 8. Ecuación de V.T Chow ........................................................................................... 24
Ecuación 9. Ecuación del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos ................. 24
Ecuación 10. Ecuación de Hathaway .......................................................................................... 25
Ecuación 11. Ecuación de Izzard ................................................................................................ 25
Ecuación 12. Ecuación de Federal Aviation Administration ...................................................... 26
Ecuación 13. Precipitación media por polígonos de Thiessen .................................................... 27
Ecuación 14. Precipitación media por Isoyetas ........................................................................... 28
Ecuación 15. Ecuación general para Colombia ........................................................................... 29
Ecuación 16. Área de un rectángulo ............................................................................................ 41
Ecuación 17. N de Manning ........................................................................................................ 76
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RESUMEN
En este trabajo se presenta la propuesta teórica para la captación de agua cruda en
el municipio de Quebradanegra centro poblado la Magdalena, Departamento de
Cundinamarca, que se adapte mejor a la zona (tipo y ubicación), basados en una
evaluación hidrológica que nos permitió la determinación de los parámetros principales
de la cuenca, los niveles mínimos de la lámina de agua en el cauce de la quebrada la
Chorrera, así como la evaluación hidráulica, para verificar la altura máxima de la lámina
de agua en el cauce mencionado, por medio de una topografía base de un proyecto en el
centro poblado, con el fin de proponer el mejor tipo de captación.
A partir de cada uno de los análisis realizados se determinó que la mejor estructura
de captación será una bocatoma lateral con dique de derivación, en una ubicación
aproximada de 50 metros aguas arriba de la actual bocatoma. Estos resultados fueron
posibles gracias a los datos obtenidos de fuentes como el IDEAM, ConstruConsultoria
Ltda., y el procesamiento digital de dicha información en software como AutoCAD Civil,
ArcGis, Swat, HEC-HMS y HEC-RAS.
PALABRAS CLAVE
Bocatoma, Caracterización Morfométrica, Cuenca Hidrográfica, Niveles Máximos,
Niveles Mínimos,
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ABSTRACT
This paper presents the theoretical proposal for the collection of raw water in the
municipality of Quebradanegra in the Magdalena, Department of Cundinamarca, which
is better suited to the area (type and location), based on a hydrological evaluation that
allowed us The determination of the main parameters of the basin, the minimum levels of
the water sheet in the runoff of the stream, as well as the hydraulic evaluation, to verify
the maximum height of the water sheet in the said channel, through Of a topography base
of a project in the populated center, in order to propose the best type of.
From each of the analyzes performed it was determined that the best catchment
structure will be a lateral water catchment with diversion dam, at a location approximately
50 meters upstream of the current water catchment. These results were possible thanks to
data obtained from sources such as IDEAM, ConstruConsultoria Ltda., And digital
processing of such information in software such as AutoCAD Civil, ArcGIS, Swat, HEC-
HMS and HEC-RAS.
KEY WORDS
Water Catchment, Morphometric Characterization, Watershed, Maximum Levels,
Minimum Levels,
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INTRODUCCIÓN
El presente trabajo pretende dar una solución teórica al problema de
abastecimiento presentado en el Centro poblado La Magdalena, Municipio de
Quebradanegra, Departamento de Cundinamarca, debido a la interrupción del suministro
que se ha presentado tanto en épocas de máxima precipitación como en época de estiaje,
causado por el estado actual de la bocatoma, la cual se encuentra afectada
estructuralmente y destruida por causa de crecientes súbitas de la quebrada la Chorrera.
El agua para el sistema de acueducto del centro poblado La Magdalena, se captaba
de la Quebrada La Esmeralda ubicada a 4 km del casco urbano, debido a una crecida
ocurrida en el año 2010, esta estructura quedo destruida en su totalidad. De acuerdo a la
visita técnica realizada al sitio de captación, se evidencia que después de la crecida de la
quebrada La Chorrera ocurrida en el año 2013, la bocatoma que reemplazó a la estructura
anterior, quedó fuera de servicio, por lo cual la captación la realizan a partir de tuberías
improvisadas.
Este trabajo, propone el tipo de estructura de captación más conveniente para la
zona de manera teórica y la mejor ubicación de esta, basándose en una evaluación
hidrológica e hidráulica de la cuenca y el cauce en estudio.
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1. GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO
1.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN
Este trabajo de investigación está orientado con modelaciones hidrológicas e
hidráulicas, las cuales ayudan a desarrollar un trabajo en la línea de investigación de
“Saneamiento de Comunidades".
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.2.1 Problema a resolver.
El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático IPCC
(2008) afirma que los primordiales elementos climáticos que determinan la disponibilidad
de agua son la precipitación, la temperatura y la demanda de evaporación (determinada
por la radiación neta en la superficie del terreno, la humedad atmosférica, la velocidad
del viento y la temperatura).
Se describen los cambios proyectados respecto a esos componentes del balance
hídrico, en pocas palabras, la escorrentía fluvial anual total en el conjunto de la superficie
terrestre aumentaría, aun cuando haya regiones en las que el aumento o la disminución
sean considerables. Sin embargo, el aumento de la escorrentía no será plenamente
utilizable a menos que haya una infraestructura adecuada para captar y almacenar el
excedente de agua IPCC (2008).
De acuerdo con lo anterior el ciclo hidrológico se ve afectado y resultado de esto
se generan diferentes problemáticas. Cuando hay sequias, las comunidades se enfrentan
al desabastecimiento de tal manera que su calidad de vida se ve deteriorada, a medida que
transcurre el tiempo. Al realizar modelaciones que permitan determinada predicción del
comportamiento de la cuenca del sitio de estudio, este a su vez , ayudará a desarrollar
medidas tanto preventivas como operativas que sean prácticas en cuanto a infraestructura
se refiere, para solucionar problemas de abastecimiento, como es el caso del municipio
de Quebradanegra en el Centro Poblado La Magdalena, en donde la población se ve
afectada en época de sequía, puesto que el lugar de captación no brinda continuidad en el
servicio y en época de crecientes máximas, la estructura de captación falla generando
suspensiones temporales del servicio. Como ocurrió en el año 2013, cuando un evento de
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precipitación máximo causó que la Quebrada La Chorrera presentará una creciente
(Según lo aclarado por el fontanero del municipio), la cual, destruyó parcialmente la
estructura de captación.
1.2.2 Antecedentes del problema a resolver.
De acuerdo con el cuarto reporte de evaluación del panel intergubernamental
sobre cambio climático – denominado AR4 por sus siglas en inglés- (Meehl et al., 2007)
“el calentamiento del planeta es un fenómeno inequívoco; las actividades humanas han
contribuido de forma notable a su generación y ya hay efectos irreversibles en los sistemas
naturales. Este Calentamiento se refleja en un incremento de la temperatura promedio del
planeta de alrededor de 1ª C respecto a los valores observados en 1950”. (Cambio
climático y Estadística Oficial, 2010).
Con este aumento en las temperaturas el ciclo hidrológico se ve afectado, puesto
que, al estar directamente ligado con variables como la precipitación, evaporación,
humedad y radiación solar, estas hacen que en el balance hídrico de determinadas cuencas
se genere riesgo de no poder abastecer a las comunidades que se encuentran ubicadas
dentro de este espacio.
En este sentido, de acuerdo con el Estudio Nacional del Agua (ENA 2014) para el
municipio de Quebradanegra –Cundinamarca, (Índice de escasez y vulnerabilidad por
disponibilidad de agua en los municipios de Colombia. Condiciones Hidrológicas de año
medio y seco), dan como resultado que para el año medio seco y seco la vulnerabilidad
en cuanto a disponibilidad de agua se refiere, es alta.
El municipio de Quebradanegra, ubicado en el Departamento de Cundinamarca,
se encuentra aproximadamente a 98 Km de la Ciudad de Bogotá D.C, con una altitud
media de 1105 m.s.n.m. Según el DANE (2015) este municipio tiene una población total
de 4738 habitantes y para el centro poblado de La Magdalena es de 368 habitantes. De
acuerdo con lo observado en el municipio y los estudios realizados por el IDEAM (2014),
se evidencia la vulnerabilidad en el abastecimiento del recurso debido al cambio climático
y a las diferentes épocas donde se presentan ya sea sequias o inundaciones producto del
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ENSO, las inundaciones podrían generar problemas de abastecimiento, debido a que el
sistema de captación se encuentra deteriorado y en época de máximas crecientes del
afluente que abastece el centro poblado, su infraestructura puede generar problemas y
fallar de tal forma que este se quede sin abastecimiento. Por otra parte, en época de estiaje
o sequía, la captación no garantiza el caudal mínimo para abastecer a la población, lo que
causa cortes en el suministro.
1.3 Pregunta de investigación
¿Qué tipo de captación se adapta correctamente a la cuenca de la Quebrada La
Chorrera para mejorar el abastecimiento de la estructura, a partir de los niveles máximos
y mínimos que el efluente alcanza?
1.4 JUSTIFICACIÓN
Según lo descrito anteriormente, el problema radica en que la bocatoma que capta
agua para el centro poblado La Magdalena, se encuentra deteriorada, en épocas de sequía
el suministro es interrumpido y en épocas de fuertes lluvias la estructura se ve seriamente
afectada. Por lo tanto, la población más beneficiada con este trabajo de grado serán los
habitantes del Centro Poblado, quienes han tenido que lidiar con los inconvenientes e
interrupciones al suministro dados por el estado actual de la estructura de captación.
Las obras de captación (Bocatomas) deben localizarse en zonas donde el suelo sea
estable y resistente a la erosión, procurando que la captación se haga en un sector recto
del cauce. (LOPEZ CUALLA, 2003). Existen distintos tipos de Bocatomas; los factores
determinantes para la selección de la estructura más adecuada son entre otros la topografía
general del proyecto y la naturaleza del cauce, para lo cual se realizarán modelaciones
hidrológicas e hidráulicas para definir las variables y parámetros necesarios para
establecer el tipo de captación más conveniente.
El agua para el sistema de acueducto del centro poblado La Magdalena, se captaba
de la Quebrada La Esmeralda, ubicada en la vereda Nacederos, a 4 km del casco urbano,
de acuerdo a la visita técnica realizada al sitio de captación, se evidencia que después de
la crecida de la quebrada La Esmeralda ocurrida en el año 2013, la bocatoma quedó fuera
de servicio debido a esta creciente fue destruida en su totalidad, esta obra consistía en una
bocatoma de fondo con rejilla y aletas de protección, construida hace 20 años.
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En un recorrido de aproximadamente 5 min por camino de herradura, aguas abajo,
se llega hasta la segunda bocatoma, la cual reemplazó la estructura destruida, y se
encuentra ubicada, aguas abajo de la confluencia de las quebradas La Esmeralda y Reyes,
unos 200 m aguas abajo de la Bocatoma inicial, esta nueva confluencia toma el nombre
de Quebrada La Chorrera
La estructura localizada en esta Quebrada, se encuentra parcialmente destruida,
debido a la fuerza de la corriente durante las crecientes máximas. Se pudo observar la
destrucción total del muro presa y parte de las aletas de protección, al igual que se
evidencia que no hay una caja de derivación de caudales.
En el momento, el agua para el suministro se está captando directamente en el
sitio donde confluyen las quebradas La Esmeralda y Reyes, es decir, sobre La Quebrada
La Chorrera, sin ningún tipo de estructura de captación ni control de caudales, debido a
las condiciones de construcción después de las crecidas máximas y con el fin de
restablecer el servicio de acueducto de la localidad, se construyó una instalación
provisional a partir de la bocatoma mencionada anteriormente. Ver Figura 1.
Este proyecto busca encontrar, de acuerdo a las condiciones topográficas e
hidrológicas, un tipo de estructura óptima para mejorar las condiciones actuales de
abastecimiento, dicha estructura será planteada de manera teórica, es decir, que no
incluiremos ningún tipo de diseño, esta propuesta será planteada para mejorar la captación
del acueducto del centro poblado La Magdalena en el Municipio de Quebradanegra, a
partir del análisis hidrológico e hidráulico del cauce, buscando los niveles máximos y
mínimos de la Quebrada La chorrera.
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Figura 1. Bocatoma Actual
Fuente: Propia
1.5 OBJETIVOS
1.5.1 Objetivo general
Analizar los niveles máximos y mínimos sobre la quebrada la Chorrera para
determinar la ubicación y tipo de captación, de manera teórica, que mejor convenga al
Centro Poblado la Magdalena del Municipio de Quebradanegra.
1.5.2 Objetivos específicos
Realizar con base en un modelo digital de terreno, la respectiva morfometría de la
cuenca aferente al posible lugar de Captación.
Calcular los caudales necesarios para realizar la verificación de los niveles usando
como base los datos de precipitación para determinadas estaciones cercanas al lugar de
estudio
Modelar hidrológicamente con la herramienta HEC-HMS la fuente de
abastecimiento del centro poblado La Magdalena, para identificar el sitio adecuado en el
cual se ubicará la estructura de captación.
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Modelar hidráulicamente mediante la herramienta HEC-RAS y la topografía del
terreno, los niveles máximos y mínimos de la fuente de abastecimiento donde se ubique
la captación del centro poblado La Magdalena, para identificar el tipo adecuado de
estructura para la captación.
Generar recomendaciones de acuerdo a los resultados hidráulicos e hidrológicos
para la ubicación y tipo de captación
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2. MARCOS DE REFERENCIA
Según la Actualización del componente Meteorológico del modelo institucional
del IDEAM sobre el efecto climático de los fenómenos El Niño y La Niña en Colombia,
como insumo para el Atlas Climatológico. Especifica en la página 21 que “Una forma
directa de mitigar o reducir el impacto socioeconómico generado por la variabilidad
interanual de la precipitación es el conocimiento previo de sus fluctuaciones y tendencias
con anticipación de meses (predicción climática). La necesidad de elaborar predicciones
de tipo climático en Colombia, se hizo evidente a raíz del severo efecto que, sobre las
precipitaciones, la temperatura del aire y la radiación solar, produjo el fenómeno”.
Por lo tanto, se plantea el proyecto con énfasis en realizar modelaciones
hidrológicas e hidráulicas de la zona de estudio para poder determinar el tipo y ubicación
de la captación y adecuar dichos resultados a una recomendación para el tipo de
estructura, con las condiciones adecuadas para evitar el impacto de la creciente y
mejorando el abastecimiento suficiente en cada época del año.
Figura 2. Marco de referencia.
Fuente: Elaboración Propia
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2.1 MARCO TEÓRICO
2.1.1 Morfometría de Cuencas
El ciclo hidrológico, visto a nivel de una cuenca, se puede esquematizar como un
estímulo, constituido por la precipitación, al que la cuenca responde mediante el
escurrimiento en su salida, entre el estímulo y la respuesta ocurren varios fenómenos que
condicionan la relación entre uno y otra, y que están controlados por las características
geomorfológicas de la cuenca y su urbanización. Dichas características se clasifican en
dos tipos, según la manera en que controlan los fenómenos mencionados: las que
condicionan el volumen de escurrimiento, como el área de la cuenca y el tipo de suelo, y
las que condicionan la velocidad de respuesta, como lo son el orden de corrientes,
pendiente de la cuenca y los cauces. (APARICIO, 1992).
2.1.2 Tiempos de Concentración
Se define como el tiempo necesario, desde el inicio de la precipitación, para que
toda la hoya contribuya al sitio de la obra de drenaje en consideración, o, en otras palabras,
el tiempo que toma el agua desde los límites más extremos de la hoya hasta llegar a la
salida de la misma. (INVIAS, 2011).
En general, el tiempo de concentración se calcula por medio de ecuaciones
empíricas, dentro de las cuales se cuentan las siguientes:
Ecuación 1. Ecuación de Kirpich
𝑇𝑐 = 0.06628 (𝐿
𝑆0.5)
0.77
Donde:
Tc: Tiempo de concentración, en horas (h).
L: Longitud del cauce principal, en kilómetros (km).
S: Pendiente entre las elevaciones máxima y mínima (pendiente total) del cauce
principal, en metros por metro (m/m).
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Ecuación 2. Ecuación de Témez
𝑇𝑐 = 0.30 (𝐿
𝑆0.25)
0.76
Donde:
Tc: Tiempo de concentración, en horas (h).
L: Longitud del cauce principal, en kilómetros (km).
S: Pendiente total del cauce principal, en porcentaje (%).
Ecuación 3. Ecuación de Williams
𝑇𝑐 = 0.683 (𝐿𝐴0.40
𝐷𝑆0.25)
Donde:
Tc: Tiempo de concentración, en horas (h).
L: Longitud del cauce principal, en kilómetros (km).
A: Área de la cuenca, en kilómetros cuadrados (km2).
D: Diámetro de una cuenca circular con área “A”, en kilómetros (km).
S: Pendiente total del cauce principal, en porcentaje (%).
Ecuación 4. Ecuación de Johnstone y Cross
𝑇𝑐 = 0.26 (𝐿
𝑆0.5)
0.5
Donde:
Tc: Tiempo de concentración, en horas (h).
L: Longitud del cauce principal, en kilómetros (km).
S: Pendiente total del cauce principal, en metros por kilómetro (m/km).
Ecuación 5. Ecuación de Giandotti
𝑇𝑐 = 4𝐴0.5 + 1.50 𝐿
25.3 (𝐿𝑆)0.5
Donde:
Tc: Tiempo de concentración, en horas (h).
A: Área de la cuenca, en kilómetros cuadrados (km2).
L: Longitud del cauce principal, en kilómetros (km).
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S: Pendiente del cauce principal, en metros por metro (m/m).
Ecuación 6. Ecuación de SCS - Ranser
𝑇𝑐 = 0.947 (𝐿3
𝐻)
0.385
Donde:
Tc: Tiempo de concentración, en horas (h).
L: Longitud del cauce principal, en kilómetros (km).
H: Diferencia de cotas entre puntos extremos de la corriente principal, en metros
(m).
Ecuación 7. Ecuación de Ventura - Heras
𝑇𝑐 = 0.30 (𝐿
𝑆0.25)
0.75
Donde:
Tc: Tiempo de concentración, en horas (h).
L: Longitud del cauce principal, en kilómetros (km).
S: Pendiente total del cauce principal, en porcentaje (%).
Ecuación 8. Ecuación de V.T Chow
𝑇𝑐 = 0.273 (𝐿
𝑆0.5)
0.64
Donde:
Tc: Tiempo de concentración, en horas (h).
L: Longitud del cauce principal, en kilómetros (km).
S: Pendiente total del cauce principal, en metros por metro (m/m).
Ecuación 9. Ecuación del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos
𝑇𝑐 = 0.28 (𝐿
𝑆0.25)
0.76
Donde:
Tc: Tiempo de concentración, en horas (h).
L: Longitud del cauce principal, en kilómetros (km).
S: Pendiente total del cauce principal, en metros por metro (m/m).
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Ecuación 10. Ecuación de Hathaway
𝑇𝑐 = 36.36 (𝐿 𝑛)0.467
𝑆0.234
Donde:
Tc: Tiempo de concentración, en minutos (min).
L: Longitud del cauce principal, en kilómetros (km).
S: Pendiente total del cauce principal, en metros por metro (m/m).
n: Factor de rugosidad, adimensional (ver Tabla 2.1)
Tabla 2.1. Valores del factor de rugosidad "n" para la ecuación de Hathaway
Ecuación 11. Ecuación de Izzard
Desarrollada experimentalmente en laboratorio por el Bureau of Public Roads,
Estados Unidos, para flujo superficial en caminos y áreas de céspedes. La solución
requiere de procesos iterativos; el producto de i por L debe ser menor o igual a 500.
𝑇𝑐 = 134.5964 (0.007 𝑖 + 𝑐) 𝐿0.33
𝑆0.333 𝑖0.667
Donde:
Tc: Tiempo de concentración, en minutos (min).
i: Intensidad de la lluvia, en milímetros por hora (mm/h).
c: Coeficiente de retardo, adimensional. Igual a 0.0070 para pavimentos lisos, 0.012
para pavimentos rugosos o de concreto y 0.06 para superficies densas de pastos.
L: Longitud del cauce principal, en metros (m).
S: Pendiente total del cauce principal, en metros por metro (m/m).
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Ecuación 12. Ecuación de Federal Aviation Administration
Desarrollada de información sobre el drenaje de aeropuertos, recopilada por el
Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos; el método fue desarrollado para
ser utilizado en problemas de drenaje de aeropuertos, pero ha sido frecuentemente usado
para calcular flujo superficial en cuencas urbanas.
𝑇𝑐 = 3.261 (1.1 − 𝑐) 𝐿0.50
𝑆0.333
Donde:
Tc: Tiempo de concentración, en minutos (min).
C: Coeficiente de escorrentía, del método racional, adimensional.
L: Longitud del cauce principal, en metros (m).
S: Pendiente del cauce principal, en porcentaje (%).
2.1.3 Polígonos de Thiessen
Para evaluar la lluvia sobre un área determinada, se realiza un procedimiento,
mediante el uso de la posición relativa de los pluviómetros respecto del área. Si sólo hay
un pluviómetro en la zona, el área de la cuenca puede estar representado por este
pluviómetro. Sin embargo, es usual que en la zona en cuestión existan varios pluviómetros
para evaluar cuál es el valor de lluvia que se puede asociar al área en cuestión se utilizan
muchos métodos; el método de la media aritmética, el método de los polígonos de
Thiessen, el método del inverso de la distancia al cuadrado. Uno de los más utilizados es
el método de los polígonos de Thiessen que describiremos a continuación.
Sea una cuenca de área A en la cual se encuentran en ella y alrededor de ella una
cierta cantidad de pluviómetros y en cada pluviómetro se registra una cantidad de lluvia
acumulada Pi. Los polígonos de Thiessen tratan de evaluar qué área de la cuenca le
pertenece a cada pluviómetro. De esta manera se puede establecer una correspondencia
de cada parte de la cuenca con un pluviómetro concreto.
La cuestión es que se define el alcance del pluviómetro como la mitad de la
distancia entre dos pluviómetros consecutivos. Ver Figura 3
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Figura 3. Ejemplo Polígonos de Thiessen
Fuente: http://www.hidrojing.com/obtener-curvas-idf-parte-ii/
Las áreas aferentes se distribuyen trazando primero las líneas normales a la recta
que une los polígonos, uniéndolas hasta completar un cerco alrededor de cada
pluviómetro. Una vez hecho esto se calcula el área que pertenece a cada pluviómetro y se
calcula la siguiente relación para conocer la precipitación que cae en la cuenca.
Ecuación 13. Precipitación media por polígonos de Thiessen
2.1.4 Isoyetas
El método de las Isoyetas determina las líneas de igual altura de precipitación. En
todo el plano y después se calcula el área entre Isoyetas y se determina así la precipitación
caída entre estas. Véase Figura 4
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Figura 4. Ejemplo Isoyetas
Fuente: web: https://www.upct.es/~minaeees/hidrologia.pdf
Para el cálculo de la precipitación medía, según lo anterior es necesario tener en cuenta
la siguiente ecuación.
Ecuación 14. Precipitación media por Isoyetas
2.1.5 Curvas de Intensidad Duración y Frecuencia
Las curvas de Intensidad Duración y Frecuencia -IDF- permiten la estimación de
volúmenes de drenaje superficial mediante modelos de lluvia escorrentía en cuencas
pequeñas que no cuentan con registros históricos de caudales. Los Ingenieros Mario Díaz-
Granados y Rodrigo Vargas, a partir de curvas IDF generadas para un estimado de 165
estaciones ubicadas en diversas zonas del país, elaboraron un estudio en el cual se
evaluaron las principales ecuaciones de curvas propuestas por diferentes autores y
establecieron nuevas ecuaciones para las principales regiones geográficas a nivel
nacional, para esto se realizó una clasificación de las estaciones observadas en cinco
grandes regiones, con el fin de analizar de manera independiente las estaciones que
pertenecieran a la misma región geográfica, buscando condiciones meteorológicas
regidas por fenómenos similares para cada grupo de estaciones (Díaz Granados, 1998).
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De acuerdo a lo anterior y a las ecuaciones propuestas anteriormente -Bernard
(1932), Bell (1969), Chen (1983) y Kothyari y Garde (1992)- Díaz Granados y Vargas
propusieron una ecuación general para Colombia que se presenta a continuación.
Ecuación 15. Ecuación general para Colombia
𝑖 = 𝑎 ∗ 𝑇𝑟𝑏 ∗ 𝑀𝑑
(𝑡𝑐60)
𝑐
Dónde:
i: intensidad de precipitación, en milímetros por hora (mm/hr)
Tr: Periodo de retorno en años
M: Precipitación máxima promedio anual en 24 horas a nivel multianual
tc: Duración de la lluvia, en minutos (min)
a,b,c,d: Parámetros de ajuste de la regresión.
Los valores calculados por Díaz Granados y Vargas para los parámetros a,b,c y d
para cada región geográfica se muestran en la Tabla 2.2
Tabla 2.2. Parámetros del cálculo IDF
Región A b c d
Andina 0.94 0.18 0.66 0.83
Caribe 24.85 0.22 0.5 0.1
Pacífico 13.92 0.19 0.58 0.2
Orinoquia 5.53 0.17 0.63 0.42
Fuente: Díaz Granados, 1998
2.1.6 Determinación del Nivel de Inundación (Nivel máximo)
Para los niveles máximos se realizará la aplicación del modelo de simulación
hidráulica Hec. Ras. El modelo se basa en ecuaciones diferenciales determinísticas, que
al ser solucionadas en la estructura de Hec-Ras, permiten pronosticar la dinámica de los
niveles de agua en los eventos hidrometereológicos extremos de inundación, definiendo
las cotas de inundación a través de perfiles transversales, simulando de manera
aproximada el comportamiento de la dinámica del recurso hídrico y del cauce con
características de: Secciones mojadas variables con cualquier geometría a lo largo del
cauce, diferentes tipos de rugosidad para ciertas partes del perfil mojado, distintas
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profundidades del agua y con caudal variable a lo largo del cauce en condiciones de
régimen de flujo sub-critico o súper-crítico con efectos hidráulicos debido a obstáculos
transversales naturales o artificiales en el cauce.
La aplicación del modelo Hec-Ras, para efectos de la investigación constituye
fundamentalmente en crear por medio de herramientas de SIG como ArcGIS - ArcView
y/o la extensión HECGeoRAS, los modelos digitales de elevación – DEM con un archivo
de importación para HECRAS, que contenga información geométrica de las secciones
transversales, del cauce y las llanuras de inundación del sistema hídrico del municipio de
Restrepo. También puede ser generado el modelo de terreno y las secciones en el
programa AutoCAD Civil 3D y generar las respectivas secciones de entrada para el
modelo Hec- Ras.
El modelo con HEC-RAS permitirá calcular para las diferentes configuraciones de
los periodos de retorno, las secciones transversales a lo largo de los tramos estudiados,
valores simulados de los niveles de agua, las profundidades de flujo y las velocidades,
entre otros variables.
2.1.7 Estructuras de Captación
Las obras de captación son las obras civiles y equipos electromecánicos que se
utilizan para reunir y disponer adecuadamente del agua superficial o subterránea. Dichas
obras varían de acuerdo con la naturaleza de la fuente de abastecimiento su localización
y magnitud, por lo tanto, mencionamos algunas a continuación.
Tipos de Bocatoma
Toma Lateral con Muro Transversal
Se utiliza en ríos relativamente pequeños o quebradas, en donde la profundidad del
cauce no es muy grande.
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Figura 5. Bocatomas en recta y en curva
Fuente: López Cualla, 2003
Bocatoma de Fondo
Se utiliza en condiciones semejantes a las bocatomas con muro transversal.
Bocatoma Lateral con Bombeo
Se emplea para ríos con caudales grandes y de una sección relativamente ancha
(LOPEZ CUALLA, 2003)
Bocatoma lateral por gravedad
Si se dispone de las condiciones hidráulicas y topográficas suficientes, la captación
en ríos profundos puede hacerse por gravedad, de manera similar a la toma con muro
transversal, remplazando el muro por compuertas y la rejilla por otra de mayores
dimensiones. (LOPEZ CUALLA, 2003)
Toma Mediante Estabilización del Lecho
Cuando el ancho del río es muy grande y el lecho no es muy estable, se hace una
canalización de este, la toma puede ser lateral o de fondo. (LOPEZ CUALLA, 2003).
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2.2 MARCO CONCEPTUAL
Cuenca Hidrográfica Superficial: es una zona de la superficie terrestre en donde
(si fuera impermeable) las gotas de lluvia que caen sobre ella, tienden a ser drenadas por
el sistema de corrientes hacia un mismo punto de salida. (APARICIO, 1992)
Oferta Hídrica Superficial: Corresponde a la cantidad de agua superficial que
puede brindar una hoya hidrográfica en los diferentes periodos del año y que es
aprovechable para satisfacer la demanda generada por las actividades del hombre.
(IDEAM, 2004)
Demanda Hídrica: volumen potencial de agua, que se requiere para atender las
actividades socioeconómicas en un espacio y tiempo determinado. (Incluye la cantidad
de agua abastecida y contabilizada, agua usada no contabilizada y el agua requerida para
desarrollar actividades socioeconómicas deprimidas y/o no abastecidas de manera
efectiva). (IDEAM, 2008)
ArcGIS: es un completo sistema que permite recopilar, organizar, administrar,
analizar, compartir y distribuir información geográfica. Como la plataforma líder mundial
para crear y utilizar sistemas de información geográfica (SIG), ArcGIS es utilizada por
personas de todo el mundo para poner el conocimiento geográfico al servicio de los
sectores del gobierno, la empresa, la ciencia, la educación y los medios. ArcGIS permite
publicar la información geográfica para que esté accesible para cualquier usuario. (ArcGis
Resources. Disponible on line: http://resources.arcgis.com/es/help/getting-
started/articles)
AUTOCAD: es un programa, como su nombre lo dice, para diseñar, CAD significa
Computer Aid Design, en el que se puede realizar todo tipo de diseños técnicos, muy útil
para ingenieros, arquitectos, etc., pudiendo crear diseños de todo tipo en 2 y 3
dimensiones, planos, objetos, cortes de objetos; ya han creado la versión 2016 que tiene
muchos avances en cuanto a 3d y herramientas avanzadas, aprender totalmente AutoCAD
toma tiempo, ya que es una herramienta profesional muy eficiente para solucionar
problemas de ingeniería.
HEC HMS: (Hydrologic Engineering Center's Hydrologic Modeling System) es un
programa de simulación hidrológica tipo evento, lineal y semi distribuido, desarrollado
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para estimar las hidrógrafas de salida en una cuenca o varias subcuencas (caudales
máximos y tiempos al pico) a partir de condiciones extremas de lluvias, aplicando para
ello algunos de los métodos de cálculo de hietogramas de diseño, pérdidas por infiltración,
flujo base y conversión en escorrentía directa que han alcanzado cierta popularidad en los
Estados Unidos y por extensión en nuestro país.
El programa se deriva directamente del HEC-1, y conserva en esencia la misma
filosofía de introducción de datos y secuencia de cálculos. El HMS, incluye la mayor
parte de las rutinas de HEC-1 (algunas parecen haber sido obviadas) e incorpora como
elementos adicionales:
Un método de transformación lineal de la escorrentía (basado en una modificación
del hidrograma unitario de Clark) que puede utilizarse en una representación de
la cuenca a través de celdas, con datos distribuidos de precipitación obtenidos por
ejemplo de registros de radar (una opción tecnológica que no tiene aún aplicación
en nuestro país).
Una opción de pérdida distribuida de humedad en suelos que aplica el mismo
principio de las celdas y puede utilizarse en simulaciones sobre períodos largos
(de días o meses)
Una opción de optimización, un poco más versátil que la del HEC-1.
La versión es atractiva porque trabaja en un ambiente de ventanas mucho más
agradable que en HEC-1 y porque permite visualizar los resultados de las simulaciones
en forma gráfica, tabulada y más expedita para el usuario. Disponible on line:
http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-hms/
HEC RAS: (Hydrological Engineering Center - River Analysis System) es un
programa de modelización hidráulica unidimensional compuesto por 4 tipos de análisis
en ríos:
Modelación de flujo en régimen permanente
Modelación de flujo en régimen no permanente
Modelización del trasporte de sedimentos
Análisis de calidad de aguas
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Nos permite simular flujos en cauces naturales o canales artificiales para determinar
el nivel del agua por lo que su objetivo principal es realizar estudios de inundabilidad y
determinar las zonas inundables.
Se trata de un software gratuito, por lo tanto, su uso se ha generalizado y se encuentra
en un proceso constante de actualización al introducir continuas mejoras. Esto ha hecho
que poco a poco la gran mayoría de administraciones hayan comenzado a exigir el estudio
del impacto que puede representar sobre la dinámica de los cauces cualquier tipo de
actuación con un modelo hidráulico suficientemente fiable, como es el caso de HEC-
RAS. Disponible online http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-
ras/downloads.aspx
2.3 MARCO GEOGRÁFICO
2.3.1 Aspectos Físicos
El municipio de Quebradanegra se encuentra ubicado en el Departamento de
Cundinamarca, sobre la ladera de la cordillera oriental, formando parte de la provincia de
Gualivá y al noroccidente de Bogotá y se localiza entre las coordenadas geográficas
Norte: 1.051.300-1.057.000; Este: 948.300- 954.000.
2.3.2 Límites Geográficos Municipales
Quebradanegra limita con los siguientes municipios: por el norte con Utica, por el
oriente La Peña y Nimaima, por el sur con Villeta y por el occidente con Guaduas. Por la
Ley C. Nº 21 del 11 de diciembre de 1880 se le dieron Limites Generales así: Desde el
charco de la tapia en el Río Negro línea recta a la loma de las Piedras junto al sitio caserío
de Santa Bárbara; de aquí en línea recta a la boca de la Quebrada de la Papaya siguiendo
toda esta arriba hasta enfrentar con el Salto de las Barcas y de aquí siguiendo del
Gramalote hasta salir a la loma del Cucharal, en los límites con el Distrito de Guaduas.
En los demás los Límites hacia el sur se reconocerán los mismos reconocidos con
Guaduas y Villeta. Sus límites Geodésicos dados por el Instituto Agustín Codazzi, con
Villeta, Guaduas Utica y Nimaima no han sido legalizados. Tiene una superficie de 82.67
km2, que es equivalente 8.267 has. Ver Figura 6
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Figura 6. Ubicación Quebradanegra Cundinamarca
Fuente: ArcGis Earth, Elaboración Propia
2.3.3 Hidrología
El sistema hídrico de Quebradanegra hace parte de la cuenca del río Negro, que vierte
sus aguas a la gran cuenca del río Magdalena. Dentro del territorio hay dos sub-cuencas:
la sub-cuenca de Quebradanegra y la sub-cuenca del Río Tobia. Según las condiciones
hidráulicas actuales de la Quebradanegra se han establecido cuatro cuencas hidráulicas
superficiales. La cuenca ubicada hacia el sur corresponde a los drenajes que vierten sus
aguas a la quebrada Mamey la cual desemboca en el río Tobia.
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Hacia el norte se encuentra la Cuenca de la Quebrada El Pozón que recoge los
drenajes vecinos a la población de Quebradanegra y que entrega el agua al río Negro.
Otra cuenca hacia el norte corresponde a los drenajes que recoge la cañada Jucual que
también termina en el río Negro. La última cuenca corresponde a todos los drenajes y
nacimientos localizados al occidente de la población en que vierten sus aguas en la propia
Quebradanegra (está termina finalmente en el río Negro en inmediaciones de la población
de Útica).
Dentro de la cuenca del Rio Negro se ubican los nacimientos de las quebradas La
Esmeralda y Reyes: estas dos corrientes se unen doscientos metros (200m) aguas abajo
del sitio de la captación proyectada en la Quebrada la Chorrera; ambas fuentes se
consideran como alternativas para la modelación de la cuenca.
Figura 7. Hidrogeología Quebradanegra
Fuente: Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca–CAR-
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3. METODOLOGÍA
Figura 8. Metodología Fuente: Elaboración Propia
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De acuerdo a la Figura 8 se muestra la metodología que se siguió para el óptimo
desarrollo de este trabajo, para lo cual se divide en dos grandes temáticas, la primera la
hidrología de la cual iniciamos con la identificación de la cuenca de estudio y a partir de
esta la caracterización morfométrica de la cuenca, dada a partir de la información
hidrometereológica de la zona, y con esta información poder calcular las precipitaciones
medias, los caudales y los hietogramas que servirán como parámetro de entrada para el
modelo HEC HMS.
La segunda temática se trata de la hidráulica, basados en la cual identificamos
personalmente el estado de la estructura actual de captación para el Centro Poblado La
Magdalena, y después de tener la topografía base del cauce de la Quebrada La Chorrera,
se realizó el modelamiento por medio del software HEC RAS, después de tener los
resultados en ambas evaluaciones (hidrológica e hidráulica) procedemos a verificar por
medio de la literatura, la Bocatoma que mejor se adapta a las condiciones que presenta la
zona de estudio.
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4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1 INFORMACIÓN RECOPILADA
Se recopiló información cartográfica, como mapas y curvas de nivel de la zona, así
como coordenadas y registro fotográfico del lugar de captación del centro poblado La
Magdalena.
4.1.1 Ubicación Bocatoma
El agua para el sistema de acueducto del centro poblado La Magdalena, se capta de
la Quebrada La Chorrera, ubicada en la vereda Nacederos. Como se mencionó en el marco
geográfico, la quebrada la chorrera se forma a partir de los efluentes de la Quebrada Reyes
y la Quebrada La Esmeralda; anteriormente sobre la quebrada la Esmeralda hubo una
bocatoma que abastecía el acueducto del centro poblado, pero por una creciente fue
destruida y deshabilitada.
En la Figura 9 muestra el sitio donde existió la bocatoma anterior que abastecía al
centro poblado, la cual fue destruida por una creciente.
Figura 9. Ubicación de la bocatoma destruida quebrada La Esmeralda
Fuente: Propia
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Figura 10. Ubicación actual bocatoma
Fuente: Propia
La Figura 10 muestra la bocatoma actual la cual se encuentra bastante deteriorada
por una creciente ocurrida en el año 2013, la estructura del muro presa está totalmente
destruida y las aletas de protección se ven seriamente afectadas, de tal manera que
tampoco se evidencia la caja de derivación de caudales.
Debido a las condiciones de construcción, después de los niveles máximos de la
quebrada y con el fin de restablecer el servicio de acueducto de la localidad, actualmente,
se realiza la captación de una instalación provisional a partir de la bocatoma mostrada,
que consiste en una tubería de PVC RDE 21 de diámetro de 3”, que posteriormente se
amplía a un diámetro de 4” en tubería PVC en longitud de 12 m, antes de llegar al
desarenador, directamente sobre el cauce de la quebrada y completamente descubierta.
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Figura 11. Captación actual
Fuente: Propia
Se realizaron las respectivas mediciones para dos secciones transversales, en la
ubicación de la bocatoma y aguas arriba donde se plantea la recomendación para la
estructura de captación.
Sección en la ubicación actual
La longitud total del cauce donde se encuentra la bocatoma actualmente, es de 1.5
metros Ver Figura 13
Ecuación 16. Área de un rectángulo
𝐴 = 𝐵 ∗ 𝐻
A1=0.30*0.25= 0.075 m2
A2=0.70*0.20= 0.14 m2
A3=0.50*0.10= 0.05 m2
AT=0.265 m2
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Figura 12. Sección transversal Ubicación actual
Fuente: Propia
Figura 13. Sitio sección transversal 1
Fuente: Propia
Sección aguas arriba
La longitud total del cauce donde planteamos la ubicación de la estructura, es de 1.8
metros. Ver Figura 15
Para dicho cálculo se emplea la Ecuación 16
A1=0.30*0.40= 0.12 m2
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A2=0.50*0.40= 0.20 m2
A3=0.60*0.40= 0.24 m2
A4=0.40*0.10= 0.18 m2
AT=0.74 m2
Figura 14. Sección transversal ubicación propuesta
Fuente: Propia
Figura 15. Sitio sección transversal 2
Fuente: Propia
4.1.2 Información Meteorológica
En el municipio de Quebradanegra sólo existe una estación pluviométrica instalada
en mayo de 1995, en la vereda de agua fría que nos suministró valores mensuales
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máximos en 24 horas de precipitación en milímetros y valores totales mensuales de
precipitación (mm), se presentan los datos recopilados en un cuadro y además los datos
provenientes de la estación de la castañuela de la ciudad de Villeta.
Por falta de otros parámetros climáticos se recurrió a las estaciones climáticas más
próximas, localizadas en los municipios de Yacopí, el peñol y Sasaima.
Las condiciones meteorológicas son las siguientes:
Temperatura 18ºC
Capa de nubes 50 %
Humedad relativa 63%
Presión atmosférica 1023 milibares
Visibilidad 10 km
Orientación del viento 120º
Velocidad del viento 11 km/hora
Figura 16. Estaciones hidrometereológicas cercanas
Fuente. IDEAM
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4.1.3 Información Cartográfica
Un Modelo Digital de Terreno (MDT) es una estructura numérica de datos que
representa la distribución espacial de una variable cuantitativa y continúa. El tipo de
Modelo Digital del Terreno más conocido es el Modelo Digital de Elevaciones (DEM),
un caso particular de aquel, en el que la variable representada es la cota del terreno en
relación a un sistema de referencia concreto.
Con base en un DEM de tamaño de pixel 12,5 metros * 12,5 metros del municipio
de Cundinamarca, se realiza el respectivo mapa Topográfico de la zona de estudio de la
Cuenca de la Quebrada la Chorrera. Ver Figura 17
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Figura 17. Raster Municipio Quebradanegra
Fuente: http://earthexplorer.usgs.gov/
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A partir del modelo de elevación mostrado en la Figura 17, por medio de la herramienta ArcGis se obtienen las curvas de nivel cada 25 metros
como se muestra a continuación. Ver Figura 18
Figura 18. Curvas de Nivel cada 25 metros generadas mediante el DEM
Fuente: Propia
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Después de calcular las curvas de nivel para la el municipio en estudio de acuerdo al DEM de la Figura 17 procedemos a realizar una
clasificación de altitud, en la Figura 19 se muestra la clasificación de altitudes, las cuales presentan valores entre los 862 m.s.n.m y los 2130
m.s.n.m.
Figura 19. Clasificación de altitud - Cuenca Quebrada La Chorrera
Fuente: Propia
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4.2 ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN
4.2.1 Delimitación de la cuenca Hidrográfica
Para realizar la delimitación de una cuenca se debe identificar la red de drenaje o
corrientes superficiales, y se realiza un esbozo muy general de la posible delimitación.
Anteriormente la delimitación de cuencas, se realizaba mediante la interpretación de
los mapas cartográficos, este proceso, ha evolucionado con la tecnología de tal manera
que hoy en día los sistemas de información geográfica proporcionan una gama amplia de
aplicaciones y procesos que nos ayudan a realizar de una forma más sencilla y rápida el
análisis y delimitación de una cuenca.
Para realizar las respectiva morfometría de la cuenca para el estudio en el municipio
de Quebradanegra se utiliza el software S.W.A.T y se obtienen los siguientes resultados:
4.2.1.1 Parámetros Generales De La Cuenca
ÁREA DE LA CUENCA
El área de la cuenca es probablemente la característica geomorfológica más
importante, se define como la proyección horizontal de toda el área de drenaje de un
sistema de escorrentía dirigido directa o indirectamente a un mismo cauce natural.
De acuerdo a los resultados obtenidos por medio del modelo en S.W.A.T, el área de
la cuenca de la Quebrada La Chorrera, es de 9.51 Km2, por lo cual es una cuenca pequeña
que facilita los cálculos sobre esta.
LONGITUD DE LA CUENCA
La longitud de la cuenca puede estar definida como la distancia horizontal del río
principal entre un punto aguas abajo y otro punto aguas arriba donde la tendencia general
del río principal corte la línea de contorno de la cuenca, para la cuenca de la Quebrada La
Chorrera la longitud máxima de la cuenca es de 4.2 Km, como podemos evidenciarlo en
la Figura 20 mostrada a continuación.
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Figura 20. Longitud máxima de la cuenca
Fuente: Propia
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ANCHO DE LA CUENCA
El ancho de la cuenca se define como la relación entre el área y la longitud de la
cuenca. De forma que el ancho medio de la cuenca es de 4.98 Km
DESNIVEL LONGITUDINAL
La diferencia entre el nivel mínimo y el nivel máximo de la cuenca es de 774 Metros
PERÍMETRO DE LA CUENCA
El perímetro de la cuenca o la longitud de la línea de divorcio de la hoya es un
parámetro importante, pues en conexión con el área nos indica variaciones sobre la forma
de la cuenca. El perímetro de la cuenca de la Quebrada La Chorrera es de 16.37 Km.
4.2.1.2 Parámetros Que Caracterizan la Forma de la Cuenca
ÍNDICE DE COMPACIDAD Kc
Es un parámetro de forma que se da por la relación entre el perímetro de la cuenca y
el perímetro de un círculo cuya área es igual al de la cuenca de estudio. Es por esto que
este índice da una idea de la forma de la cuenca, siendo esta una característica que
determina el escurrimiento a lo largo de los cursos de agua principales.
El índice de compacidad es de 1.49, por lo tanto, la cuenca tiene una forma de oval
redonda a oval oblonga.
FACTOR DE FORMA Kf
Es la relación entre el área y el cuadrado de la longitud de la cuenca, e intenta medir
cuan alargada puede ser la cuenca.
El factor de forma es de 1.06 tiene una forma geométrica pareja en su relación de
área, por lo tanto, será propensa a crecientes y avenidas.
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4.2.1.3 Parámetros Que Caracterizan el Relieve de la Cuenca
ALTURA MEDIA DE LA CUENCA
Es uno de los parámetros más determinantes para la oferta hídrica y del movimiento
del agua a lo largo de la cuenca, determinando el clima y cobertura vegetal representativa
de la zona, la altura media de la cuenca es de 1450.88 m.s.n.m.
PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA
Es un parámetro relativo al relieve, el cual permite conocer el tiempo de
concentración de las aguas en un determinado punto del cauce, da una idea de la velocidad
media de la escorrentía entre otras cosas.
La cuenca en estudio presenta una pendiente media de 47.58%, este parámetro es de
importancia pues da un índice de la velocidad media de la escorrentía y su poder de
arrastre y de la erosión sobre la cuenca. Ver Figura 21
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Figura 21. Pendiente de la Cuenca
Fuente: Propia
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PENDIENTE MEDIA DEL CAUCE PRINCIPAL
La pendiente de un cauce forma parte de los parámetros relativos al relieve y
generalmente se obtiene por la división entre la diferencia en elevación entre el punto más
alto y el punto más bajo del perfil del río principal, por la longitud horizontal de este.
La pendiente media del cauce principal es de 14.90%.
ORDEN DE CORRIENTE
El sistema de drenaje de una cuenca está conformado por un cauce principal y todos
sus tributarios, dándose así que entre más largo se presente el cauce principal más llena
de bifurcaciones podrá ser la red de drenaje. El número de orden es un parámetro que
caracteriza la dicha red de drenaje, a mayor número de orden, mayor es potencial erosivo
y mayor transporte de sedimentos.
Para la cuenca de la quebrada la chorrera, el orden de drenaje es 8. Ver Figura 22
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Figura 22. Orden de Drenaje de la Cuenca
Fuente: Propia
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DENSIDAD DE DRENAJE
Está representado por la longitud media de la red hidrográfica por kilómetro cuadrado
de la cuenca, si la cuenca tiene un buen drenaje, el escurrimiento superficial a través de
los terrenos es corto y por ende la intensidad de precipitación influirá de inmediato sobre
el volumen de las descargas de los ríos,
Se obtuvo una densidad de drenaje de 1.05 Km/Km2.
4.2.2 Tiempos de concentración
Para realizar el cálculo del tiempo de concentración, se realizó por medio de 12
ecuaciones diferentes para obtener el promedio. Dichas ecuaciones fueron descritas en el
Capítulo 2. En la Tabla 4.1 se muestra el resultado calculado para el tiempo de
concentración para cada una de las 12 metodologías usadas.
Tabla 4.1. Métodos para el cálculo del Tc
Fuente: Propia
De acuerdo a los cálculos realizados con las diferentes ecuaciones, se decidió realizar
un promedio entre estas de tal manera que, se encontró un tiempo promedio de
concentración para la cuenca de 48.65 minutos.
Horas Minutos
1. Kirpich 0.32 19.26
2. Témez 0.41 24.79
3. Williams 0.74 44.19
4. Johstone y Cross 1.29 77.27
5. Giandotti 1.00 59.75
6. SCS Ranser 0.32 19.26
7. Ventura Heras 0.41 24.69
8. V.T. SHOW 1.01 60.78
9. Cuerpo de Ingenieros del Ejercito de Estados Unidos 0.93 55.51
10. Hataway 1.01 60.49
11. Izzard 1.21 72.52
12. 12. Federal Aviation Administration 1.09 65.33
0.81 48.65
Nombre Método o Ecuación
Promedio
Tc
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4.2.3 Polígonos De Thiessen
Se realizó el respectivo análisis de zonas de influencia para la cuenca de la quebrada
La Chorrera con respecto a las 3 estaciones con series de datos consistentes que se
encontraban en la zona de estudio las cuales son Utica (23060190), El Tuscolo
(23060140) y Chilagua FCA (23060260).
Encontrando así, mediante los polígonos de Thiessen (Ver Figura 23), que la estación
IDEAM del Tuscolo (23060140) es la única estación cercana que tiene incidencia directa
sobre la cuenca de estudio.
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Figura 23. Polígonos de Thiessen para la cuenca de estudio
Fuente: Propia
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En lo obtenido, con respecto a los polígonos de Thiessen, se logra observar que el
área de incidencia que afecta directamente, es la de la precipitación promedio mensual
multianual de 83.45 mm.
Por lo tanto, se realizó el respectivo tratamiento estadístico de los datos para las tres
estaciones en mención con el objeto de realizar posteriormente Isoyetas para identificar
la precipitación promedio basada en las 3 estaciones.
4.2.4 Análisis de la Variación Temporal de la Precipitación
Al momento de usar series de datos, para datos hidrometereológicos frecuentemente
se encuentra que faltan datos en los registros de lluvias, estos vacíos se presentan debido
a un posible ausentismo del operador o a fallas instrumentales del aparato medidor. Se
llama correlación a la operación o procedimiento por medio del cual se completan los
datos faltantes de la serie en estudio, para esto se utilizan las estaciones que si tienen los
datos completos y que se seleccionan de modo que estén lo más cerca posible y sean de
altitud parecida a la estación en estudio.
El primer análisis realizado corresponde a la evaluación de la precipitación anual, en
el tiempo durante el cual se presenta el periodo más homogéneo, con el fin de establecer
los ciclos de años húmedos y secos. A continuación, se presentan los respectivos datos de
valores (milímetros) máximos mensuales en 24 horas de precipitación para cada una de
las estaciones.
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4.2.4.1 Estación Útica
Figura 24. Precipitación máxima en 24 horas Útica
Fuente: Propia
De acuerdo a la Figura 24 mostrada anteriormente, se encuentra que la precipitación media Máxima en 24 horas Mensual multianual, en la
serie comprendida entre el año 1975 y 2015 es de 78.10 mm para la estación Útica.
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Figura 25. Precipitación máxima en 24 horas El Tusculo
Fuente: Propia
De acuerdo a la Figura 25 mostrada anteriormente, se encuentra que la precipitación media Máxima en 24 horas Mensual multianual, en la
serie comprendida entre el año 1972 y 2013es de 83.45 mm para la estación El Tuscolo.
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Figura 26. Precipitación máxima en 24 horas Chilagua
Fuente: Propia
De acuerdo a la Figura 26 mostrada anteriormente, se encuentra que la precipitación media Máxima en 24 horas Mensual multianual, en la
serie comprendida entre el año 1988 y 2015 es de 73.96 mm para la estación Chilagua.
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4.2.5 Isoyetas
A continuación, (Figura 27) se muestran las isoyetas calculadas para la cuenca delimitada en la zona de estudio.
Figura 27. Mapa de Isoyetas para la cuenca Quebrada La Chorrera
Fuente: Propia
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Se encontró un promedio de precipitación promedio máxima mensual multianual en
24 horas para la cuenca de 80. 42 mm.
4.2.6 Tiempo de Concentración
Se define como el tiempo necesario, desde el inicio de la precipitación, para que toda
la cuenca contribuya al sitio de la obra de drenaje en consideración, o, en otras palabras,
el tiempo que toma el agua desde los límites más extremos de la cuenca hasta llegar a la
salida de la misma. A continuación, en la Tabla 4.2, se muestra el cálculo realizado por
12 diferentes ecuaciones, en donde se obtiene un promedio de 48.65 minutos como el
tiempo de concentración de la cuenca en estudio.
Tabla 4.2. Tiempos de Concentración
Fuente: Propia
4.2.7 Curvas I.D.F
De acuerdo a la metodología Díaz-Granados con la precipitación promedio máxima
en 24 horas multianual encontrada de 80.42 mm y de acuerdo a la regionalización descrita
en la metodología, la cuenca se encuentra en la Región Andina. A continuación, se
muestran los resultados:
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Tabla 4.3. Cálculo intensidad
Fuente: Propia
En la Figura 28 se muestra de manera gráfica los resultados presentados en la Tabla
4.3, obteniendo así las curvas de intensidad frecuencia y duración para el Municipio de
Quebradanegra Cundinamarca. Los valores marcados con la línea roja representan el
valor de precipitación en mm /h para el respectivo tiempo de concentración hallado que
es de 48.65 minutos.
Región Andina a b c d
R1 0.94 0.18 0.66 0.83
2 5 10 20 25 30 50 100
10 132.54 156.31 177.08 200.61 208.83 215.80 236.58 268.02
20 83.88 98.92 112.07 126.96 132.16 136.57 149.73 169.62
30 64.19 75.70 85.76 97.15 101.13 104.51 114.57 129.80
40 53.09 62.61 70.93 80.35 83.64 86.43 94.76 107.35
48.65 46.65 55.02 62.33 70.61 73.50 75.96 83.27 94.34
50 45.82 54.03 61.21 69.35 72.19 74.60 81.78 92.65
60 40.62 47.91 54.27 61.48 64.00 66.14 72.51 82.14
70 36.69 43.27 49.02 55.54 57.81 59.74 65.50 74.20
80 33.60 39.62 44.89 50.85 52.94 54.70 59.97 67.94
90 31.08 36.66 41.53 47.05 48.98 50.61 55.48 62.86
100 29.00 34.20 38.74 43.89 45.69 47.21 51.76 58.64
110 27.23 32.11 36.38 41.21 42.90 44.33 48.60 55.06
120 25.71 30.32 34.35 38.91 40.51 41.86 45.89 51.99
130 24.39 28.76 32.58 36.91 38.42 39.70 43.53 49.31
140 23.22 27.39 31.03 35.15 36.59 37.81 41.45 46.96
150 22.19 26.17 29.64 33.58 34.96 36.13 39.61 44.87
160 21.26 25.08 28.41 32.18 33.50 34.62 37.95 43.00
170 20.43 24.09 27.29 30.92 32.19 33.26 36.47 41.31
180 19.67 23.20 26.28 29.78 31.00 32.03 35.12 39.78
Periodo de Retorno en Años
Precipitación Prom Max Multianual 80.42
Tiempo (min)
Intensidad en mm/h
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Figura 28. Curvas IDF
Fuente: Propia
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4.2.8 Hietogramas por periodo de Retorno
Con base en las respectivas curvas de Intensidad Duración y Frecuencia (Figura 28),
se procede a realizar el cálculo de los hietogramas que se usarán como entrada para el
modelo en HEC-HMS.
Figura 29. Hietograma Tr 2ños
Fuente: Propia
El hietograma calculado para el periodo de retorno de 2 años (ver Figura 29) muestra una
intensidad máxima (mm/h) para un tiempo de 90 min de 32.093
Figura 30. Hietograma Tr 5 años
Fuente: Propia
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El hietograma calculado para el periodo de retorno de 5 años (ver Figura 30), muestra una
intensidad máxima (mm/h) para un tiempo de 90 min de 37.85
Figura 31. Hietograma Tr 10 años
Fuente: Propia
El hietograma calculado para el periodo de retorno de 10 años (ver Figura 31), muestra
una intensidad máxima (mm/h) para un tiempo de 90 min de 42.88
Figura 32. Hietograma Tr 20 años
Fuente: Propia
El hietograma calculado para el periodo de retorno de 20 años (ver Figura 32), muestra
una intensidad máxima (mm/h) para un tiempo de 90 min de 48.58
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Figura 33. Hietograma Tr 25 años
Fuente: Propia
El hietograma calculado para el periodo de retorno de 25 años (ver Figura 33), muestra
una intensidad máxima (mm/h) para un tiempo de 90 min de 50.57
Figura 34. Hietograma Tr 30 años
Fuente: Propia
El hietograma calculado para el periodo de retorno de 30 años (ver Figura 34), muestra
una intensidad máxima (mm/h) para un tiempo de 90 min de 52.25
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Figura 35. Hietograma Tr 50 años
Fuente: Propia
El hietograma calculado para el periodo de retorno de 50 años (ver Figura 35), muestra
una intensidad máxima (mm/h) para un tiempo de 90 min de 57.29
Figura 36. Hietograma Tr 100 años
Fuente: Propia
El hietograma calculado para el periodo de retorno de 100 años (ver Figura 36), muestra
una intensidad máxima (mm/h) para un tiempo de 90 min de 64.90
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4.2.9 Cálculo de niveles Medios
Para realizar el respectivo cálculo de los caudales medios, se revisan los caudales
producidos por otras cuencas de diferente área medida en estaciones limnimétricas
próximas a la zona de estudio. Para realizar este cálculo de caudales mínimos se grafican
los respectivos caudales Vs el área de la cuenca obteniendo así la respectiva línea de
tendencia para obtener el valor del caudal para la respectiva cuenca de estudio.
4.2.9.1 Análisis de caudales Medios
Como se indicó anteriormente, la información hidrológica es escasa o nula en la zona
de estudio, sin embargo, existen tres estaciones hidrológicas que pertenecen a cuencas
aledañas, que pueden dar buenos estimativos de los caudales que ocurren sobre la cuenca,
a partir de los caudales registrados en dichas estaciones.
Las principales características morfométricas de las cuencas aferentes de las
estaciones hidrológicas cercanas a la zona de estudio se resumen en la Tabla 4.4
Tabla 4.4. Características morfométricas principales de las cuencas aferentes de las estaciones
hidrológicas aledañas a la zona de estudio
Estación Longitud
Corriente (km)
Área aferente
(km2)
Elevación
msnm
Caudal medio
(m3/s)
Villeta 32 388 1520 10.24
Tobia 68 1130 1750 36.71
Guadero 94 2498 1570 70.64 Fuente: Anuario hidrológico Ideam - 1994
CAUDAL MEDIO MENSUAL MULTIANUAL
Para estimar el caudal medio mensual multianual de la cuenca de la quebrada La
Chorrera en el sitio de la bocatoma, se usó el método regional de caudales, el cual,
relaciona el caudal medio mensual registrado en las estaciones hidrológicas cercanas a la
zona de estudio con su área aferente, con el fin de encontrar una relación funcional entre
el caudal y el área de la cuenca por el método estadístico de mínimos cuadrados.
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Con esta relación funcional se puede estimar el caudal medio multianual en una
cuenca no instrumentada, a partir del área aferente. En la gráfica se muestra la relación
funcional de tipo lineal de las estaciones hidrológicas aledañas a la zona de estudio. Ver
Figura 37.
Figura 37. Curvas IDF Curva regional de caudales medios mensuales multianuales
Fuente: Propia
Para el área de 9.51 Km2 que tiene la quebrada La Chorrera para el respectivo punto
de captación propuesto, el caudal medio multianual estimado es de 1.54 m3/s.
4.2.10 Cálculo de niveles Mínimos
Para estimar el caudal mínimo instantáneo en el sitio de la bocatoma, es necesario
estimar el caudal medio mínimo multianual, que se obtiene siguiendo un procedimiento
similar al cálculo del caudal medio multianual, para ello se usaron los registros históricos
de caudales mínimos de las estaciones Villeta, Tobia y Guadero, de estas series de tiempo
se calculó el caudal medio mínimo multianual para cada estación y se relacionaron con
su correspondiente área aferente, los resultados obtenido se resumen en la Figura 38
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Figura 38 Curva Regional de caudales mínimos multianuales
Fuente: Propia
. De acuerdo con la Figura 38, el Caudal medio mensual multianual mínimo estimado
es de, 1.3 m3/s para la cuenca de 9.51 Km2.
4.2.11 Cálculo de niveles máximos
Para analizar los respectivos caudales encontrados con base en las IDF sintéticas,
encontradas por medio de la Metodología Díaz-Granados, y los Hietogramas resultado de
estas, se realiza la modelación hidrológica por medio de la metodología del SCS con el
respectivo número de curva establecido para los diferentes usos y tipos de suelos
encontrados en la cuenca de acuerdo al Esquema De Ordenamiento Territorial del
municipio de Quebradanegra-Cundinamarca. Ver Figura 39
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Figura 39. Modelo Base de Cuenca para la modelación Hec HMS para el municipio de Quebradanegra- Cundinamarca.
Fuente. Propia
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Con las respectivas Características Morfométricas de la cuenca de estudio y los
diferentes resultados de precipitación obtenidos se encuentran los siguientes resultados
de caudales.
Figura 40. Resultado de caudal Máximo Tr 100 Años para el modelo de Cuenca para la
modelación Hec-HMS para el municipio de Quebradanegra- Cundinamarca.
Fuente: Propia
Para el cálculo de caudales, también se empleó la metodología de cálculo por el
Hidrograma sintético cuyos resultados se muestran en la siguiente tabla:
Tabla 4.5 Cálculo por Hidrograma sintético
Área 9.513 Km2
Tc 48.5 Minutos 0.91 Horas
Tiempo al pico 0.6 Horas 37.77 Minutos
Qp 3.1 m3/s
Ttb 1.7 Horas
Volumen bajo Hidrograma V 9511.5 m3
Precipitación efectiva 1.00
Tiempo Rezago 29.10 Fuente: Propia
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Tabla 4.6 Caudales obtenidos por medio de la modelación en Hms y otros métodos
Fuente: Propia
Para realizar el cálculo de los niveles máximos se realizó un modelo en el software
HEC RAS 4.1 con base en los caudales encontrados para cada periodo de retorno por
medio del software HEC-HMS cuyos resultados se encuentran en la Figura 40
A partir de los parámetros de resistencia se procede a calcular el n de manning con a
partir de la Ecuación 17.
Ecuación 17. N de Manning
𝑛 = (𝑛0 + 𝑛1 + 𝑛2 + 𝑛3 + 𝑛4)𝑚5
Donde:
n0 es el valor básico de n para un canal recto, uniforme y liso, en los materiales
naturales involucrados, n1 es un valor que debe agregarse al n0 para corregir el efecto de
las rugosidades superficiales, n2 es un valor para considerar las variaciones en forma y
tamaño de la sección transversal del canal, n3 es un valor para considerar la vegetación y
las condiciones de flujo, y m5 es un factor de corrección por los efectos de los meandros
en el canal. De acuerdo al libro Ven Te Chow, en su tabla 5-5 Valores para el cálculo del
coeficiente de rugosidad mediante la anterior ecuación se procede a determinar el
manning. Ver Tabla 4.7
Periodo de
retorno o método
de cálculo
Caudal (m3/s)
Tr 2 0.01
Tr 5 0.68
C medio Regional 1.54
Hidrograma
sintético3.1
Tr 10 2.06
TTr 20 4.37
Tr 25 5.23
Tr 30 5.99
Tr 50 8.66
Tr 100 13.85
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Tabla 4.7. Valores para el cálculo del coeficiente de rugosidad
Fuente. Hidráulica de los Canales Abiertos. Ven Te Chow. Editorial McGraw Hill, Bogotá-
Colombia, 1977. Página 105.
𝑛 = (0.028 + 0.005 + 0.005 + 0.005 + 0.005 +)1.15
𝑛 = 0.0552
Para el parámetro de resistencia con respecto a la rugosidad de la corriente, se calculó
un valor de 0.055 y de acuerdo a lo encontrado en la literatura para quebradas de
condiciones similares se acepta el valor para realizar el cálculo de las láminas de agua en
las secciones del río.
A continuación, se muestran las secciones trasversales modeladas a partir del modelo
HEC –RAS según la topografía para la zona de estudio. (Ver Figura 41 a Figura 44)
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Pág. 78.
Figura 41. Niveles máximos sección 335.2m hacia aguas abajo.
Fuente: Propia
Lámina de agua para Tr 100 años =0.9m
Lámina de agua para el mínimo producto de la regionalización: 0.41m
Nivel para el Hidrograma sintético: 0.53m
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Pág. 79.
Figura 42. Niveles máximos sección 340 hacia aguas abajo
Fuente: Propia
Lámina de agua para Tr 100 años = 0.76 m
Lámina de agua para el mínimo producto de la regionalización: 0.28m
Nivel para el Hidrograma sintético: 0.35 m
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Figura 43. Niveles máximos sección 340 hacia aguas abajo.
Fuente: Propia
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Figura 44. Niveles máximos 335.2 hacia aguas abajo.
Fuente: Propia
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De acuerdo a lo anterior las láminas de agua presentadas para las secciones
transversales son:
Para la sección 335.2m hacia aguas abajo:
Lámina de agua para Tr 100 años =0.9 m
Lámina de agua para el mínimo producto de la regionalización: 0.41m
Nivel para el Hidrograma sintético: 0.53m
Para la sección 340m hacia aguas abajo:
Lámina de agua para Tr 100 años = 0.76 m
Lámina de agua para el mínimo producto de la regionalización: 0.28m
Nivel para el Hidrograma sintético: 0.35 m
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Pág. 83.
4.3 APLICACIÓN DE LA INFORMACIÓN
4.3.1 Tipo de bocatoma propuesta
Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en el numeral 4.2.9.1 Análisis de
caudales M y en el numeral 4.2.11 Cálculo de niveles máximos, los cuales muestran los
análisis finales del alcance de este proyecto, nos disponemos a proponer un tipo de
estructura que se adapte a estas condiciones hídricas, hidráulicas y de tipo de suelo.
Debido a que el cálculo de los niveles mínimos nos arroja una lámina de 0.35 m de
altura, mientras que los niveles máximos modelados nos muestran una lámina de agua de
0.9 m establecemos que, para el municipio de Quebradanegra, Centro poblado La
Magdalena proponemos una bocatoma lateral con dique de derivación, este tipo de
estructuras, son de tipo convencional y se encuentran ubicadas generalmente en la
planicie aluvial zona de piedemonte.
“Los elementos básicos que permiten distinguir a las denominadas bocatomas
laterales con dique de derivación, tipo convencional, se pueden discriminar así: una presa
o dique, normalmente construido a todo lo largo de la sección del cauce aluvial; una
compuerta de fondo para realizar la limpieza de los sedimentos gruesos; un vertedero
lateral con rejilla de barras paralelas un vertedero sumergido que permite la captación del
caudal a derivar y finalmente el canal de aducción”. (Materón, 1997).
El dique es una obra construida transversalmente al cauce de la Quebrada La
chorrera, donde el área de captación se ubicará lateralmente, deberá ser construido en el
lecho del río de forma que no se altere su perfil longitudinal, este tipo de estructuras son
ideales, en terrenos como el encontrado en el centro poblado La Magdalena, debido a su
poco caudal (Normalmente) y a su gran pendiente. Ver ubicación propuesta Figura 48
Este tipo de bocatomas en la etapa de construcción requiere un exigente manejo del
rio pues, este debe ser desviado, la construcción de este tipo de estructura debe realizarse
en los meses más secos del año para el municipio, facilitando así el manejo óptimo del
recurso y evitando de esta manera un posible evento torrencial, esta estructura posee una
desventaja y es respecto a costos, debido al dique que se proyecta a lo largo del cauce; y
la gran ventaja que nos proporciona para la cuenca de la Quebrada la Chorrera es el
máximo control de los sedimentos gruesos y finos que presenta la corriente.
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Pág. 84.
A continuación, en la Figura 45 se muestra la obra de toma lateral con dique de
derivación propuesta.
Figura 45. Estructura propuesta
Fuente: (Materón, 1997)
4.3.2 Ubicación de la bocatoma propuesta
La estructura de captación propuesta para el municipio de Quebradanegra, centro
poblado La Magdalena, fue una bocatoma lateral con dique de derivación en la siguiente
ubicación. La cual se encuentra aproximadamente 50 m aguas arriba de la bocatoma
actual, debido a que es una zona del cauce donde la sección transversal no será tan
variable, lo que garantiza una óptima construcción. Ver Figura 46.
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Pág. 85.
Figura 46. Ubicación propuesta para la estructura de captación
Fuente: Propia
Desde el punto de vista hidráulico se debe determinar el vertedero sobre las láminas
de aguas calculadas a lo largo de este documento, tal que el gasto mínimo aforado, asegure
la captación del caudal medio diario, para la conducción hacia la PTAP.
Figura 47. Ubicación Dique Vista transversal
Fuente: Propia
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Pág. 86.
El nivel máximo calculado debe ser tenido en cuenta para evitar ser alcanzada por
sedimentos. Por lo tanto, se sugiere el uso de anclajes firmes que proporcionen seguridad
ante eventos de inundación o avenidas torrenciales.
Figura 48. Ubicación bocatoma lateral Vista aguas arriba
Fuente: Propia
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Pág. 87.
5. CONCLUSIONES
Se realizó la caracterización morfométrica de la cuenca de la quebrada La chorrera
Centro poblado La Magdalena, municipio de Quebradanegra, Departamento de
Cundinamarca, por medio del software ArcGis y SWAT. Arrojando como resultados que
la cuenca tiene una forma de oval redonda a oval oblonga, su factor de forma nos indica
que es una cuenca propensa a crecientes súbitas y con potencial de que se presenten
eventos de avenidas Torrenciales.
Los niveles mínimos para el cauce de la Quebrada la chorrera, en el punto de
captación son de 0.35 metros y los máximos de 0.9 m., por lo tanto, se deberá previo
diseño de la captación, calcular caudales superiores a los arrojados por el periodo de
retorno de 100 años, esto para revisar la eventualidad de fenómenos productos del cambio
climático que generen eventos con periodos de retorno superiores a 100 años. lo anterior,
para poder dejar indicar el nivel de la estructura tal que, no se presenten de nuevo fallas
en la estructura por crecientes súbitas.
El modelo HEC-HMS permitió establecer el caudal de salida dentro de la cuenca
delimitada para la quebrada la Chorrera, obteniendo los respectivos caudales pico para
cada periodo de retorno asociado y el total de la escorrentía para cada condición.
El modelo HEC-RAS permitió definir los niveles y sus respectivas cotas de lámina
de agua máxima y mínima para las distintas secciones transversales del cauce para las
cuales se tenía topografía básica.
Se propone una bocatoma lateral con dique de derivación ideal para la zona debido a
los caudales presentados y a, la alta pendiente de la cuenca, debido a que la pendiente
media de la cuenca es de 47.58%.
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EVALUACIÓN HIDROLÓGICA E HIDRÁULICA DE LA QUEBRADA LA CHORRERA PARA LA VERIFICACIÓN DE LOS NIVELES MÁXIMOS Y
MÍNIMOS EN LA CAPTACIÓN DEL CENTRO POBLADO LA MAGDALENA, MUNICIPIO DE QUEBRADANEGRA-CUNDINAMARCA.
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6. RECOMENDACIONES
Se recomienda a la Alcaldía Municipal, realizar un levantamiento topográfico
detallado del cauce (Batimetría) de la quebrada la Chorrera, con el fin de poder usar
programas de modelación hidráulica que permitan realizar los diseños detallados de
estructuras hidráulicas o de protección de manera óptima a lo largo del cauce.
Se recomienda calcular periodos de retorno superiores a los 100 años para asociar
niveles de agua a eventos extremos mayores a los que fueron calculados.
Se recomienda realizar un estudio de Geomorfología para asociar a eventos de
Movimientos en Masa y avenidas Torrenciales, esto con el fin de encontrar causas del
aporte de detritos y materiales de gran tamaño que se encuentran en el cauce del río.
Este trabajo puede ser tenido en cuenta por futuros estudiantes quienes deseen
realizar el diseño hidráulico y/o estructural de la bocatoma propuesta.
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7. BIBLIOGRAFÍA
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8. ANEXOS
Tabla 8.1. Precipitación Estación Utica
Fuente: IDEAM
FECHA DE PROCESO : 2016/03/22 ESTACION : 23060190 UTICA
LATITUD 0511 N TIPO EST PM DEPTO CUNDINAMARCA FECHA-INSTALACION 1974-SEP
LONGITUD 7429 W ENTIDAD 01 IDEAM MUNICIPIO UTICA FECHA-SUSPENSION
ELEVACION 0497 m.s.n.m REGIONAL 11 BOGOTA CORRIENTE NEGRO
AÑO EST ENT ENERO FEBRE MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOST SEPTI OCTUB NOVIE DICIE MAXIMO ANUAL SUMA
1975 2 1 20,00 32,97 30,00 29,00 73,00 25,00 40,00 22,00 40,00 90,00 53,00 20,00 90,00 474,97
1976 2 1 3,00 20,00 38,00 47,00 63,00 17,00 0,00 23,00 22,00 23,00 29,00 22,00 63,00 307,00
1977 2 1 7,00 36,00 77,00 22,00 16,00 19,00 41,00 34,00 58,00 92,00 28,00 14,00 92,00 444,00
1978 2 1 8,00 56,00 40,00 28,00 30,00 20,00 22,00 17,00 35,00 85,00 35,00 20,00 85,00 396,00
1979 2 1 0,00 30,00 27,00 98,00 53,00 68,00 8,00 25,00 44,00 52,00 74,00 63,00 98,00 542,00
1980 2 1 1,00 5,00 11,00 47,00 13,00 65,00 16,00 30,60 31,80 48,40 44,10 23,30 65,00 336,20
1981 2 1 35,30 47,70 41,40 51,60 29,20 26,70 34,00 37,00 26,90 56,90 52,10 30,00 56,90 468,80
1982 2 1 5,90 39,50 23,00 40,60 26,70 19,20 8,80 0,00 42,20 71,30 39,40 8,20 71,30 324,80
1983 2 1 11,60 14,90 30,00 80,50 52,00 13,70 48,90 3,70 14,00 40,00 30,90 30,50 80,50 370,70
1984 2 1 12,60 59,50 19,90 61,70 43,00 21,00 18,50 18,80 87,00 25,10 28,00 35,00 87,00 430,10
1985 2 1 3,80 39,40 38,00 95,00 28,00 40,00 9,70 67,60 33,90 49,00 21,00 32,00 95,00 457,40
1986 2 1 15,40 24,10 13,00 97,00 47,00 34,00 2,90 19,80 7,80 35,00 22,00 12,00 97,00 330,00
1987 2 1 17,00 25,10 25,20 73,80 46,30 42,40 19,70 59,30 26,80 65,70 63,70 18,30 73,80 483,30
1988 2 1 27,60 58,80 47,00 38,00 41,80 28,10 20,60 56,60 19,90 49,00 37,21 26,45 58,80 451,06
1990 2 1 17,00 40,00 59,00 45,00 20,50 9,80 65,00 2,50 19,00 66,40 20,60 27,40 66,40 392,20
1991 2 1 20,90 57,30 22,50 63,30 80,00 21,00 23,20 42,70 52,00 64,30 40,00 17,70 80,00 504,90
1992 2 1 63,20 40,00 39,50 30,50 59,50 27,00 2,40 22,00 34,00 31,50 12,90 31,00 63,20 393,50
1993 2 1 67,00 30,50 36,40 32,00 47,00 55,00 24,00 1,50 36,50 42,00 31,70 39,00 67,00 442,60
1994 2 1 72,00 29,00 34,50 34,00 68,00 18,00 12,00 18,30 67,50 39,50 53,00 47,00 72,00 492,80
1995 2 1 8,00 17,80 49,00 36,50 77,50 15,00 40,50 32,00 55,50 55,00 26,00 32,00 77,50 444,80
1996 2 1 31,70 56,40 25,70 19,70 46,50 23,40 22,60 31,50 47,30 64,00 32,50 28,00 64,00 429,30
1997 2 1 37,90 36,60 28,60 20,50 21,50 31,60 10,80 0,00 74,00 50,90 41,00 54,50 74,00 407,90
1998 1 1 43,00 43,30 16,00 59,80 48,70 17,00 19,00 41,00 57,50 36,50 61,40 22,70 61,40 465,90
1999 2 1 20,60 43,70 39,60 52,00 21,10 54,50 50,70 33,00 86,00 41,10 14,70 19,50 86,00 476,50
2000 2 1 16,66 20,86 20,50 31,90 36,50 27,50 10,00 18,50 40,50 38,70 23,50 44,50 44,50 329,62
2001 2 1 40,00 15,00 52,00 28,00 35,40 40,50 25,82 0,00 50,00 85,00 74,00 35,00 85,00 480,72
2002 2 1 19,00 10,50 60,50 36,00 27,50 40,00 51,50 14,00 33,00 38,40 24,80 36,50 60,50 391,70
2003 2 1 3,00 25,50 25,00 25,50 17,50 46,00 15,00 21,30 49,00 81,00 34,50 16,10 81,00 359,40
2004 1 1 36,50 11,00 81,00 38,00 64,50 30,50 8,60 20,50 23,80 59,50 68,00 10,50 81,00 452,40
2005 1 1 19,50 47,00 46,00 32,00 69,50 12,50 31,00 10,60 15,00 90,00 40,00 43,00 90,00 456,10
2006 1 1 21,60 33,60 51,00 48,50 44,91 39,50 14,00 42,00 53,50 34,40 53,50 58,00 58,00 494,51
2007 1 1 47,20 2,00 109,50 51,30 23,00 12,20 30,00 45,30 19,00 60,00 30,00 51,20 109,50 480,70
2008 1 1 41,00 22,00 22,50 32,50 35,50 41,00 111,00 47,00 14,00 65,00 35,50 16,20 111,00 483,20
2009 1 1 8,80 12,00 87,50 79,00 39,80 50,00 7,00 50,00 23,50 71,60 83,50 53,50 87,50 566,20
2010 1 1 30,00 21,70 47,00 52,00 63,00 22,50 27,00 37,00 28,50 43,50 73,00 44,00 73,00 489,20
2012 1 1 12,05 15,09 19,46 22,85 64,00 5,80 18,50 8,70 16,00 30,50 30,50 5,50 64,00 248,95
2013 1 1 2,90 18,50 68,20 50,50 103,00 76,50 16,50 13,50 77,70 62,70 41,10 37,60 103,00 568,70
2014 1 1 50,80 22,80 12,20 29,50 50,30 24,30 2,70 22,10 38,00 25,20 42,80 40,50 50,80 361,20
2015 1 1 49,80 28,20 31,00 53,30 6,50 6,20 9,40 1,50 51,80 122,20 82,60 0,00 122,20 442,50
MAXIMO 72,00 59,50 109,50 98,00 103,00 76,50 111,00 67,60 87,00 122,20 83,50 63,00 122,20
MINIMO 0,00 2,00 11,00 19,70 6,50 5,80 0,00 0,00 7,80 23,00 12,90 0,00 44,50
PROMEDIO 24,85 31,12 40,14 47,12 44,43 30,42 24,01 25,52 39,79 55,93 41,88 29,77 78,10
Universidad Católica de Colombia – Facultad de Ingeniería – Especialización en Recursos Hídricos
EVALUACIÓN HIDROLÓGICA E HIDRÁULICA DE LA QUEBRADA LA CHORRERA PARA LA VERIFICACIÓN DE LOS NIVELES MÁXIMOS Y MÍNIMOS EN LA CAPTACIÓN DEL CENTRO POBLADO LA MAGDALENA, MUNICIPIO DE
QUEBRADANEGRA-CUNDINAMARCA.
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Tabla 8.2. Precipitación Estación El Tusculo
Fuente: IDEAM
� I D E A M - INSTITUTO DE HIDROLOGIA. METEOROLOGIA Y ESTUDIOS AMBIENTALES
SISTEMA DE INFORMACION
VALORES MAXIMOS MENSUALES DE PRECIPITACION (mms) NACIONAL AMBIENTAL
EN 24 HORAS
FECHA DE PROCESO : 2016/03/22 ESTACION : 23060140 TUSCOLO EL
LATITUD 0504 N TIPO EST PM DEPTO CUNDINAMARCA FECHA-INSTALACION 1971-FEB
LONGITUD 7436 W ENTIDAD 01 IDEAM MUNICIPIO GUADUAS FECHA-SUSPENSION
ELEVACION 0975 m.s.n.m REGIONAL 11 BOGOTA CORRIENTE NEGRO
AÑO EST ENT ENERO FEBRE MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOST SEPTI OCTUB NOVIE DICIE MAXIMO ANUAL
1972 2 1 21,00 25,00 102,00 59,00 40,00 36,00 47,00 42,00 35,00 37,00 95,00 42,00 102,00
1973 2 1 57,00 3,00 60,00 45,00 22,00 27,00 26,00 80,00 52,00 72,00 78,00 25,00 80,00
1974 2 1 26,00 26,00 27,00 65,00 36,00 25,00 14,00 20,00 45,00 63,00 50,00 25,00 65,00
1975 2 1 5,00 35,00 60,00 40,00 85,00 14,00 63,00 35,00 22,00 52,00 45,00 20,00 85,00
1976 2 1 27,00 46,00 60,00 96,00 21,00 43,00 2,00 11,00 22,00 70,00 22,00 14,00 96,00
1977 2 1 33,00 15,00 11,00 28,00 26,00 22,00 8,00 10,00 24,00 58,00 69,00 20,00 69,00
1978 2 1 31,00 68,00 74,00 79,00 65,00 19,00 23,00 32,00 35,00 56,00 92,00 42,00 92,00
1979 2 1 31,00 26,00 45,00 62,00 93,00 30,00 26,00 52,00 45,00 40,00 61,00 11,00 93,00
1980 2 1 11,00 34,00 15,00 72,00 50,00 31,00 9,00 22,00 84,00 26,00 59,00 30,00 84,00
1981 2 1 18,00 37,00 38,00 67,00 81,00 38,00 54,00 25,00 14,00 107,00 71,00 37,00 107,00
1982 2 1 15,00 31,00 64,00 82,00 15,00 52,00 15,00 0,00 20,00 57,00 40,00 32,00 82,00
1983 2 1 8,00 14,00 99,00 80,00 80,00 18,00 15,00 7,00 12,00 37,00 37,00 53,00 99,00
1984 2 1 11,00 41,00 60,00 90,00 46,00 25,00 41,00 23,00 85,00 48,00 57,00 16,00 90,00
1985 2 1 5,00 10,00 54,00 86,00 30,00 26,59 6,00 40,00 60,00 104,00 29,00 29,00 104,00
1986 2 1 61,00 28,00 52,00 19,00 22,40 18,00 0,00 18,00 86,00 82,00 89,00 42,00 89,00
1987 2 1 21,00 85,00 53,00 86,00 52,00 4,00 91,00 9,90 50,00 62,00 65,00 63,00 91,00
1988 2 1 30,00 51,00 75,00 55,00 35,00 70,00 0,00 57,00 49,00 24,00 79,00 30,50 79,00
1989 2 1 25,00 20,94 27,69 34,85 26,35 25,00 20,00 35,00 55,00 50,00 50,00 20,00 55,00
1990 2 1 25,00 55,00 50,00 50,00 50,00 50,00 15,00 15,00 50,00 95,00 40,00 15,00 95,00
1991 2 1 15,00 40,00 25,00 35,00 65,00 40,00 10,00 25,00 33,00 100,00 120,00 75,00 120,00
1992 2 1 35,00 25,00 20,00 50,00 35,00 20,00 15,00 30,00 40,00 30,00 85,00 20,00 85,00
1993 2 1 45,00 25,00 40,00 75,00 80,00 22,00 2,00 8,00 32,50 45,50 36,40 55,60 80,00
1994 2 1 12,20 39,30 93,50 45,00 62,50 23,80 4,30 3,00 15,30 54,30 41,00 18,00 93,50
1995 2 1 7,80 23,20 22,20 75,00 45,80 15,00 11,60 63,40 29,30 45,50 56,80 56,00 75,00
1996 2 1 30,00 45,00 70,00 54,00 55,00 22,80 37,30 36,40 27,90 63,30 38,40 48,20 70,00
1997 2 1 99,90 54,20 26,50 90,20 37,40 27,79 0,00 0,00 58,20 53,40 30,40 23,20 99,90
1998 2 1 11,80 22,60 22,50 39,40 33,70 2,70 23,70 24,30 46,90 48,40 58,60 44,70 58,60
1999 2 1 47,60 60,90 53,20 55,90 26,40 39,10 6,40 28,70 56,50 77,80 34,50 22,60 77,80
2000 2 1 19,90 64,80 46,90 42,10 33,60 22,50 25,30 17,90 64,60 66,40 8,20 51,70 66,40
2001 1 1 53,20 20,60 54,80 21,60 32,70 13,50 13,50 12,40 15,30 15,70 71,60 49,00 71,60
2002 1 1 19,40 18,00 38,00 36,70 49,40 19,50 29,40 9,90 40,50 19,70 14,50 50,00 50,00
2003 1 1 28,50 17,20 45,90 65,50 9,60 59,00 29,50 14,10 52,60 36,30 21,20 14,60 65,50
2004 1 1 7,90 48,30 24,30 100,90 73,10 6,20 31,40 7,00 56,90 58,20 83,70 49,80 100,90
2005 1 1 13,30 25,40 27,80 47,10 49,40 8,10 23,50 34,30 37,90 58,60 63,40 35,70 63,40
2006 1 1 24,50 11,10 59,20 44,70 24,90 46,90 10,50 29,60 22,30 117,20 50,90 132,20 132,20
2007 1 1 36,20 1,10 54,10 47,50 16,50 11,60 63,50 17,60 17,40 63,50 22,90 33,40 63,50
2008 1 1 57,60 76,40 9,30 48,40 56,90 8,50 66,50 56,90 27,60 40,00 48,20 41,30 76,40
2009 1 1 48,50 44,10 24,20 34,20 53,80 13,20 7,30 23,40 7,00 75,20 52,60 46,30 75,20
2010 1 1 4,60 45,30 46,30 75,70 37,50 55,10 54,20 38,20 28,60 36,70 34,30 40,00 75,70
2011 1 1 36,50 43,20 31,30 60,80 24,60 71,30 24,80 14,30 15,10 41,30 81,30 34,50 81,30
2012 1 1 51,40 47,50 23,40 52,30 24,30 12,50 3,20 15,50 21,80 92,30 39,70 22,70 92,30
2013 1 1 5,40 18,90 56,50 50,40 44,50 25,72 21,92 52,40 62,60 48,00 26,00 73,50 73,50
PROMEDIO 27,91 34,95 46,23 58,17 43,98 27,63 23,57 26,10 39,40 57,79 53,51 38,20 83,45
MINIMO 4,60 1,10 9,30 19,00 9,60 2,70 0,00 0,00 7,00 15,70 8,20 11,00 50,00
MAXIMO 99,90 85,00 102,00 100,90 93,00 71,30 91,00 80,00 86,00 117,20 120,00 132,20 132,20
Universidad Católica de Colombia – Facultad de Ingeniería – Especialización en Recursos Hídricos
EVALUACIÓN HIDROLÓGICA E HIDRÁULICA DE LA QUEBRADA LA CHORRERA PARA LA VERIFICACIÓN DE LOS NIVELES MÁXIMOS Y MÍNIMOS EN LA CAPTACIÓN DEL CENTRO POBLADO LA MAGDALENA, MUNICIPIO DE
QUEBRADANEGRA-CUNDINAMARCA.
Ing. Alexandra Martínez & Ing. Daniel Bermúdez
Pág. 93.
Tabla 8.3. Precipitación Estación Chilagua
Fuente: IDEAM
I D E A M - INSTITUTO DE HIDROLOGIA, METEOROLOGIA Y ESTUDIOS AMBIENTALES
SISTEMA DE INFORMACION
VALORES MAXIMOS MENSUALES DE PRECIPITACION (mms) NACIONAL AMBIENTAL
EN 24 HORAS
FECHA DE PROCESO : 2016/03/22 ESTACION : 23060260 CHILAGUA FCA
LATITUD 0503 N TIPO EST PM DEPTO CUNDINAMARCA FECHA-INSTALACION 1987-DIC
LONGITUD 7422 W ENTIDAD 01 IDEAM MUNICIPIO NOCAIMA FECHA-SUSPENSION
ELEVACION 1500 m.s.n.m REGIONAL 11 BOGOTA CORRIENTE TOBIA
AÑO EST ENT ENERO FEBRE MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOST SEPTI OCTUB NOVIE DICIE VR ANUAL
1988 2 1 37,00 55,20 36,20 62,50 28,60 46,50 38,90 25,00 29,00 26,60 78,00 83,30 83,30
1989 2 1 71,60 44,40 25,80 17,60 21,70 10,00 15,00 39,00 38,00 65,00 33,00 57,00 71,60
1990 2 1 39,00 35,00 28,30 81,00 78,00 17,00 29,50 3,90 31,00 68,10 35,10 56,50 81,00
1991 2 1 43,70 34,80 50,00 42,00 47,00 36,00 10,00 17,90 45,00 47,10 70,00 77,00 77,00
1992 2 1 30,00 30,00 38,20 59,00 45,00 35,20 3,00 15,50 24,20 17,50 40,50 50,00 59,00
1993 2 1 24,20 54,00 47,10 42,20 44,50 5,90 8,70 2,00 39,40 39,60 73,20 24,10 73,20
1994 2 1 28,10 44,20 49,40 79,20 31,50 3,30 10,00 11,60 79,20 74,30 55,10 36,10 79,20
1995 2 1 5,70 21,70 80,4 66,40 42,90 46,10 19,30 43,60 16,50 65,80 30,00 51,00 80,40
1996 2 1 38,40 51,50 55,30 29,60 25,30 54,50 19,50 36,10 17,90 44,60 48,00 22,20 55,30
1997 2 1 20,00 28,20 58,30 26,50 28,30 38,90 4,60 0,00 41,50 39,20 62,40 36,90 62,40
1998 2 1 52,20 50,00 38,00 35,30 45,50 29,00 12,90 33,50 48,00 47,10 56,10 51,50 56,10
1999 2 1 44,90 61,50 43,10 50,00 26,30 16,00 5,00 87,30 31,50 85,00 49,50 68,00 87,30
2000 2 1 30,50 83,00 63,50 55,00 68,00 16,80 66,50 32,00 30,00 50,00 81,50 23,10 83,00
2001 2 1 41,50 42,60 116,00 7,50 34,50 43,50 12,00 0,00 61,20 34,60 56,00 56,30 116,00
2002 2 1 29,50 27,00 49,00 52,30 20,00 9,60 47,20 41,30 29,60 44,50 14,90 69,00 69,00
2003 2 1 22,40 31,70 24,60 46,50 17,50 37,50 17,90 32,20 64,00 46,00 92,90 25,40 92,90
2004 1 1 70,00 28,20 49,40 69,00 68,10 2,50 15,10 13,70 25,90 30,00 42,00 12,20 70,00
2005 1 1 29,80 56,90 87,00 36,30 72,30 12,00 47,20 48,50 9,30 65,90 41,20 26,70 87,00
2006 1 1 55,50 15,60 80,60 47,60 74,20 33,00 28,40 29,30 16,70 45,20 60,50 39,80 80,60
2007 1 1 42,50 1,20 55,80 52,00 37,60 14,30 41,90 13,30 20,10 40,20 33,60 20,70 55,80
2008 1 1 41,70 50,20 27,80 38,10 39,00 28,60 29,30 33,80 37,60 44,60 54,60 20,50 54,60
2009 1 1 34,70 48,50 65,60 65,50 54,10 24,20 7,50 17,10 36,47 72,20 50,30 73,00 73,00
2010 1 1 13,50 49,80 18,90 35,90 75,20 28,60 62,20 20,40 24,00 27,30 51,00 32,40 75,20
2011 1 1 16,30 69,20 81,10 75,30 53,80 30,60 20,80 32,60 14,00 53,10 64,20 32,10 81,10
2012 1 1 50,80 74,20 61,80 48,10 28,30 27,50 7,80 16,60 25,60 77,80 34,00 8,70 77,80
2013 1 1 32,10 54,90 58,50 70,40 57,40 19,80 10,80 18,90 28,60 33,67 46,10 32,20 70,40
2014 1 1 26,95 40,60 37,70 42,20 42,20 8,60 13,80 4,20 23,20 37,22 56,60 65,60 65,60
2015 1 1 30,50 52,80 35,30 53,20 52,20 15,90 12,00 2,10 51,80 33,38 34,92 28,51 53,20
MEDIOS 36,15 44,18 52,24 49,51 44,96 24,69 22,03 23,98 33,44 49,93 52,23 42,64 73,96
MAXIMO 71,60 83,00 116,00 81,00 78,00 54,50 66,50 87,30 79,20 85,00 92,90 83,30 116,00
MINIMO 5,70 1,20 18,90 7,50 17,50 2,50 3,00 0,00 9,30 17,50 14,90 8,70 53,20