Acueducto Jabonera

BALANCE HIDRICO

Para la realización del balance hídrico se adoptó la metodología para el cálculo del índice de escasez para aguas superficiales a que se refiere el Decreto 155 de 2004, emitido por el ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial – MAVDT, el 22 de junio de 2004. Esta metodología fue desarrollada por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales – IDEAM, en donde se elabora un análisis metodológico para la obtención del índice de escasez y de esta manera lograr una apreciación acerca de la oferta y la demanda de agua de la fuente superficial abastecedora.

CÁLCULO DE LA OFERTA HÍDRICA

La oferta hídrica de una fuente superficial corresponde al volumen de agua disponible para suplir la demanda generada en las actividades antrópicas. Para la determinación de este parámetro, el Decreto 155 de 2004 (mencionado anteriormente) propone las siguientes metodologías:

a. Balance hídrico: Para cuencas hidrográficas con un registro de las variables climatológicas e hidrológicas mayor de 10 años, situación está que permite estimar la oferta hídrica media anual. Esta metodología se aplica en cuencas instrumentadas y con un área de drenaje mayor (más de 250 km²).

b. Caudal medio puntual en las corrientes de interés: Cuando los registros de caudal generan series cortas y no confiables (series anuales menores de dos años).

c. Relación lluvia – escorrentía: Aplicable en cuencas menores, es decir cuyas áreas de drenaje sean inferiores a 250 km², cuencas no instrumentadas y en consecuencia no cuentan con registros de caudal para la estimación de la oferta superficial mensual”1

1 Resolución 0865 del 22 de junio de 2004. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial.

Para efectos de cálculos y según la disponibilidad de información y de las características propias de cada metodología, se adoptó la metodología de Relación lluvia – escorrentía, para hallar la Oferta hídrica.

METODOLOGÍA RELACIÓN LLUVIA – ESCORRENTÍA

El Servicio de Conservación de Suelos de Estados Unidos (Soil Conservation Service - SCS), desarrolló un método para el cálculo de las abstracciones iniciales de una tormenta, las cuales incluyen la intercepción, la detención superficial y la infiltración denominada número de curva de escorrentía.

La escorrentía es función de la profundidad total de precipitación y de un parámetro de abstracción referido al número de curva de escorrentía o CN. Este método es aplicable para cuencas menores a 250 km2 y se puede aplicar para conocer la escorrentía mensual y generar mapas de isolíneas de escorrentía como ayuda para el cálculo de la oferta hídrica superficial.

Número de curva de escorrentía CN

El número de curva de escorrentía CN del Soil Conservation Service – SCS, fue desarrollado como un índice que representa la combinación de los grupos hidrológicos del suelo, el uso y la clase de tratamiento de la tierra. Análisis empíricos condujeron a deducir que el CN es función de tres factores: Clase de suelo, la cobertura y las condiciones de humedad antecedente (5 días).

Clasificación hidrológica de los suelos

El SCS, clasificó hidrológicamente más de 4.000 suelos basándose en su potencial de escurrimiento para lo cual los agrupó en cuatro grupos de suelos hidrológicos, los cuales se identifican con las letras A, B, C y D.

Suelo tipo A: Potencial de escurrimiento bajo. Suelos con altas capacidades de infiltración cuando están completamente húmedos, principalmente arenas y gravas muy bien ordenadas. Suelos con alta transmisión de agua.

Suelo tipo B: Suelos con capacidades de infiltración moderadas cuando están completamente húmedos, principalmente suelos medianamente profundos y drenados, con textura de sus agregados variando entre moderada y muy fina. Tiene velocidades medias de transmisión de agua.

Suelo tipo C: Suelos con capacidades de infiltración baja cuando están completamente húmedos, principalmente suelos que contiene una capa que impide el movimiento hacia abajo o suelos con textura fina o moderadamente fina. Estos suelos tienen baja transmisión de agua.

Suelos tipo D: Suelos con capacidades de infiltración muy bajas cuando están completamente húmedos. Suelos que se expanden significativamente cuando se mojan, arcillas altamente plásticas y ciertos suelos salinos. Suelos con transmisión del agua muy baja.

Según la de clasificación hidrológica de los suelos descrita anteriormente, en el municipio de Nuevo Colon, más precisamente el lugar de ubicación del acueducto Santa Lucia, sector donde está ubicada la fuente abastecedora, de acuerdo a las características se puede inferir que los suelos son de Tipo C, ya que la capacidad de infiltración es baja y es un suelo con capacidad baja de transmisión de agua.

Uso y tratamiento del suelo

La condición superficial en la cuenca hidrográfica se refleja en el uso del suelo y las clases de tratamiento. El uso del suelo está asociado a las coberturas forestales y vegetales de la cuenca como son el tipo de vegetación, los usos agrícolas, tierras en descanso, superficies impermeables y áreas urbanas. El tratamiento del suelo se aplica a las prácticas mecánicas como perfilado de curvas de nivel propias del uso agrícola, y prácticas de manejo como controles de pastoreo y rotación de cultivos. Según las características del suelo circundante se evidencia que el tipo de suelo alberga bastante vegetación y arbustos, su composición corresponde cultivos en hilera estrecha.

La condición hidrológica para los bosques se determina igualmente cualitativamente como:

Mala = bosques regularmente quemados con pocos arbustos y poco humus vegetal.

Regular = con algunos arbustos, moderada cantidad de humus vegetal y pasto.

Buena = Protegido con pasto, con alta cantidad de humus vegetal y muchos arbustos cubriendo la superficie.

Las características del terreno donde están ubicados los nacimientos que abastecen al acueducto San Francisco, la condición hidrológica se puede calificar como Mala ya que los terrenos están protegidos con pocos arbustos y vegetación endémica..

De acuerdo a clasificación hidrológica, el uso y clasificación de los suelos se determina el valor de CN que corresponde al número de curva de escorrentía

Cuadro 1. Valor del número de curva de escorrentía (CN) de acuerdo con la clasificación hidrológica de los suelos.

Fuente. Resolución 0865 de 2004.

Teniendo en cuenta el cuadro anterior se adopta un valor de 79, ya que se determinó el uso del suelo como bosque y una condición hidrológica buena.

Cálculo del umbral de escorrentía

Este dato está en función del valor de la curva CN y se calcula con la siguiente formula

Po= CN2.3−0,013CN

Dónde:

Po: umbral de escorrentía (mm)

CN: valor de la curva de escorrentía

Entonces:

Po= CN2.3−0,013CN

Po= 792.3−0,013(79)

Po=62,1

Por lo anterior se determinó que el umbral de escorrentía es de 62,1

El umbral de escorrentía Po se debe corregir si en días anteriores ha llovido o no. Durante el registro de la precipitación en el mes de octubre, los días anteriores ha llovido considerablemente. Por lo tanto se hace corrección del umbral de escorrentía con la siguiente ecuación:

Po II=(Po∗0,072 )∗(Po∗0,167)

Donde

Po II: umbral de escorrentía corregido (mm)

Po: umbral de escorrentía (mm)

Entonces

Po II=(Po∗0,072 )∗(Po∗0,167)

Po II=(62,1∗0,072 )∗(62,1∗0,167)

Po II=46,3mm

CÁLCULO DE LA PRECIPITACIÓN NETA.

Para el cálculo de la precipitación neta se tiene en cuenta la siguiente expresión

Pn=¿¿

Donde

Pn = precipitación neta mm

P = precipitación registrada mm (95,92)

Po II= umbral de escorrentía corregido mm

Pn=¿¿

Pn=¿¿

Pn=27,53mm

2 IDEAM. Valor de precipitación máxima mes de octubre 2010, Sistema de información nacional ambiental.

La precipitación de la cuenca es de 27,53 mm lo que es equivalente a 27,53 m3

por m2 de área. De acuerdo al área de la microcuenca que es 4678 m2 se obtiene un volumen de agua equivalente al mes de estudio (Octubre) de 128799 m3.

CUANTIFICACIÓN DE LA OFERTA HÍDRICA DISPONIBLE

Para determinar la oferta real disponible, se debe reducir tanto por efectos de la calidad del agua como del caudal ecológico. Para determinar la oferta real disponible afectada por la calidad del agua se debe reducir en un 25% de la oferta total calcula. Por lo tanto, la oferta real afectada por la calidad del agua será de 96599 m3 para el mes de octubre.

Por otra parte, se debe realizar un ajuste en cuanto al caudal ecológico que es el caudal remanente que debe portar la fuente superficial para el sostenimiento de los ecosistemas, flora y fauna del mismo, por este efecto el caudal ecológico afecta la disponibilidad del recurso hídrico en un 25 %. De acuerdo a lo anterior la oferta real disponible en la fuente será de 72449 m3 para el mes de octubre.

CUANTIFICACIÓN DE LA DEMANDA

La corriente hídrica correspondiente al acueducto Jabonera basa su uso del recurso para el abastecimiento de agua a la población suscrita al acueducto

Para cuantificar la demanda del recurso hídrico de esta fuente superficial, se tiene en cuenta la dotación actual que se está suministrando a la población que es de 530,49 l/hab-día. Por consiguiente el volumen requerido para abastecer a la población proyectada a la fecha de estudio y durante un mes será de 15914 m3. Sin embargo si se tiene en cuenta que el caudal captado por los ilegales es aproximadamente de 0.5 l/s, es decir de 1296 m3 al mes, la demanda total del recurso de los nacimientos correspondientes a las captaciones del Jabonera será de 17210 m3 en un mes.

ESTIMACIÓN DEL ÍNDICE DE ESCASEZ

Para determinar el índice de escasez se hace la relación entre la demanda del recurso hídrico y la oferta del mismo.

Ie=DhOh

∗100

Donde

Ie = Índice de escasez

Dh = demanda hídrica

Oh = Oferta hídrica

Fr = Factor de reducción por calidad de agua (0,25) y caudal ecológico (0,25)

Ie=1721072449

∗100

El índice de escasez será de 23,75 %.

INTERPRETACIÓN DEL ÍNDICE DE ESCASEZ

El índice de escasez provee información acerca de la disponibilidad de agua en una fuente superficial, para evaluar esta relación se toma como referencia la clasificación establecida por las Naciones Unidas en la cual se expresa la relación entre aprovechamientos hídricos como un porcentaje de la disponibilidad de agua.

Cuadro. Categorías del índice de escasez

Fuente. Resolución 0865 de 2001.

En concordancia con los datos obtenidos para el acueducto Jabonera, el índice de escasez calculado fue del 23,75% se identifica como una demanda baja , por esta razón se puede establecer que sobre la fuente de captación se ejerce presión significativa al recurso hídrico, además esta fuente tiene el caudal portante para suplir las demandas de la población futura del municipio. De ahí la importancia de establecer proyectos priorizados, encaminados a la protección de este nacimiento.