2.2 aspectos biofisicos

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QUEBRADAS LAS PANELAS Y LA BALSA
2.2 ASPECTOS BIOFISICOS
2.2.1 Estudio morfométrico de la microcuenca de las quebradas Las Panelas,
La Balsa, La Mulita y La Saposa.
La cuenca hidrográfica actúa como un colector natural, encargada de evacuar
parte de las aguas lluvias en escurrimiento, esto hace que se produzcan perdidas,
o mejor, desplazamiento de agua fuera de la cuenca debido a la evaporación y la
percolación.
La morfometría es de gran importancia en el estudio de una cuenca hidrográfica,
ya que ofrece un parámetro de comparación y/o interpretación de los fenómenos
que ocurren en ésta, así dos cuencas con la misma área pero con formas
diferentes (pendientes, longitudes de cauces, densidad de drenajes) van a tener
comportamientos diversos ante un mismo fenómeno de precipitación.
Para lograr lo anterior, se realizó la división de subcuencas y microcuencas
hidrológicas de la quebrada las Panelas, y se aplicaron y compararon índices y
parámetros hidrológicos. (Ver Figura 15 Subcuencas y Microcuencas utilizadas
para análisis morfométricos).
Los índices analizados son los siguientes: Índice de forma, de alargamiento, de
compacidad y densidad de drenaje; los parámetros medidos fueron: área,
pendiente media, tiempo de concentración. Otros parámetros y elementos fueron
obtenidos como paso previo al cálculo de los ya mencionados pero que no son
analizados debido a que están contenidos en capítulos anteriores: red de drenaje,
curvas de nivel, delimitación de las cuencas, ancho y largo de la cuenca.
2.2.1.1 Área (A)
El área de la cuenca es el tamaño de la superficie de cada cuenca en hectáreas.
Se obtiene automáticamente a partir de la digitalización y poligonización de las
cuencas en el SIG/ArcInfo. Esta área tiene gran importancia por constituir uno de los
criterios de la magnitud del caudal; en condiciones normales, los caudales
promedios, mínimos y máxima instantáneos crecen a medida que crece el área de
la Cuenca, otra relación directa es a mayor área de la cuenca mayor la longitud de
la misma. Ver tabla 9 y 13.
En las microcuencas la que mayor área tiene es la de la Quebrada La Balsa con
292 Hectáreas y la de menor área la Q. La Saposa con un área aproximada de 44,5
Ha.
143
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Figura 15. Mapa de Índice de Escasez Microcuenca Quebradas Las Panelas y La
Balsa.
144
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Vertiente Quebrada La
Mulita
Vertiente Quebrada Las
Panelas
Foto 6. Vertiente quebrada la Mulita.
2.2.1.2 Longitud de los Cauces
Es la medida del escurrimiento principal de la cuenca, desde la parte más alta
hasta la desembocadura; generalmente, este parámetro influye en la mayoría de
los índices morfométricos. Se obtiene a partir del mapa digitalizado de la red de
drenajes. Es así como los caudales medios, máximos y mínimos, crecen con la
longitud de los cauces. Según Londoño 2001, esto se debe a la normal relación
que existe entre las longitudes de los cauces y las áreas de las cuencas
hidrográficas correspondientes, de tal manera, que el área crece con la longitud.
Igualmente, los tiempos promedios de subida y las duraciones promedias totales
de las crecientes torrenciales tendrán siempre una evidente relación con la
longitud de los cauces. Una longitud mayor supone mayores tiempos de
desplazamiento de las crecidas y como consecuencia de esto, mayor atenuación
de los mismos, por lo que los tiempos de subida y las duraciones totales de estas
serán evidentemente mayores. Ver tabla 10 y Tabla 14.
Tabla 10. Clase de valores de longitud del cauce principal.
Rangos de Longitud (Km)
Clases de longitud del Cauce
1,69 – 4,17
Corto
4,18 – 6,65
Mediano
6,66 – 9,13
Largo
145
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Foto 7. Quebrada La Balsa, en el cruce de la Vereda Ambala Sector El Triunfo.
2.2.1.3 Pendiente Media de los Cauces (Pm)
Es la relación entre la altura total del cauce principal (cota máxima menos cota
mínima) y la longitud del mismo. 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.
Tabla 11. Clase de valores de pendiente del cauce (grados)
Rangos de Pendiente (%)
Clases
1–5
Suave
6 – 11
Moderado
12 – 17
Fuerte
La pendiente media de la quebrada las Panelas es de (75%). Lo que indica que
presenta un moderado peligro de sometimiento de grandes velocidades en el
desplazamiento del agua, ya que no supera el 20% de la pendiente. Ver tabla 10 y
tabla 13.
146
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2.2.1.4 Parámetros de Forma de la Cuenca
Los factores geológicos y climáticos, principalmente, son los encargados de
moldear la fisiografía de una región y particularmente la forma que tienen las
cuencas hidrográficas. Actuando como elemento pasivo los procesos geológicos y
como modificador activo los fenómenos climáticos.
Para explicar cuantitativamente la forma de la cuenca, se compara la cuenca con
figuras geométricas conocidas como lo son: el círculo, el óvalo, el cuadrado y el
rectángulo, principalmente.

Factor de forma de Horton (Hf)
El factor de forma según Horton expresa la relación existente entre el área de la
cuenca, y un cuadrado de la longitud máxima o longitud axial de la misma.
Entendiéndose como Longitud axial una línea recta que une el punto más alto de
la cuenca con el punto mas bajo.
Hf 
A
La 2
Donde:
Hf: Factor de forma de Horton
A: Área de la cuenca en km2.
La: Longitud axial en km.
A
1.15500.0
Hf =------= ---------------- = 0,14
La2
(7,097)2
A medida que el área aumenta, la relación A/L2 disminuye, lo cual indica una
tendencia al alargamiento en cuencas grandes. La forma de la cuenca afecta los
hidrogramas de caudales máximos.
El Factor de forma de Horton de la Quebrada Las Panelas es de (0.14), el cual
indica que tiene tendencias al alargamiento y que los hidrogramas de caudales
máximos se ven afectados en el tiempo de concentración con relación a las
avenidas máximas. Ver tabla 11, tabla 13.
147
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Tabla 12. Clase de valores de forma.

Rangos de Kf
Clases de forma
0.01 – 0.18
Muy poco achatada
0.19 – 0.36
Ligeramente achatada
0.37 – 0.54
Moderadamente achatada
Coeficiente de compacidad de Gravelius (Kc).
Este valor adimensional, independiente del área estudiada tiene por definición un
valor de 1 para cuencas imaginarias de forma exactamente circular. Los valores
de Kc nunca serán inferiores a 1. El grado de aproximación de este índice a la
unidad indicará la tendencia a concentrar fuertes volúmenes de aguas de
escurrimiento, siendo más acentuado cuanto más cercano sea a la unidad, lo cual
quiere decir que entre más bajo sea Kc, mayor será la concentración de agua. Ver
tabla 13.
Este coeficiente define la forma de la cuenca, respecto a la similaridad con formas
redondas, dentro de rangos que se muestran a continuación (FAO, 1985):
Clase Kc1: Rango entre 1 y 1.25. Corresponde a forma redonda a oval redonda.
Clase Kc2: Rango entre 1.25 y 1.5. Corresponde a forma oval redonda a oval
oblonga.
Clase Kc3: Rango entre 1.5 y 1.75.
rectangular oblonga.
Corresponde a forma oval oblonga a
Clase Kc4: Rango mayor a 1.75. Corresponde a forma rectangular oblonga.
Este se obtiene al relacionar el perímetro de la cuenca, con el perímetro de un
círculo, que tiene la misma área de la cuenca.
Kc = 0.28 * P = 0.28* (17.60) = 1.45
A
115500
Donde:
Kc: Coeficiente de compacidad de Gravelius
P: Perímetro de la cuenca en km.
A: Área de la Cuenca en km2.
148
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2.2.1.5 Índice de Alargamiento (Ia).
Este índice, propuesto por Horton, relaciona la longitud máxima de la cuenca con
su ancho máximo medido perpendicularmente a la dimensión anterior. Cuando el
Ia toma valores mayores a la unidad, se trata seguramente de cuencas alargadas,
mientras que para valores cercanos a 1, se trata de una cuenca cuya red de
drenaje presenta la forma de abanico y puede tenerse un río principal corto. Ver
tabla 13.
Ia = La
a
=
7.097
= 2.9
2.468
Donde:
Ia: Índice de alargamiento
La: Longitud axial.
a: Ancho máximo de la cuenca.
Si se presenta un Índice de alargamiento (Ia) menor a 1.4, la cuenca es poco
alargada; si se presenta entre 1.5 a 2.8, la cuenca es moderadamente alargada y
si la cuenca presenta de 2.9 a 4.2 o mayor, la cuenca es muy alargada.
2.2.1.6 Densidad de drenaje (Dd).
La cantidad de ríos y quebradas que llegan o tributan al río principal dentro del
área de la cuenca se conoce como densidad de drenaje. Este es un parámetro
revelador del régimen y de la morfología de la cuenca, porque relaciona la longitud
de los cursos de agua con el área total. De esta manera, los valores altos reflejan
un fuerte escurrimiento. La longitud total de los cauces dentro de una cuenca
hidrográfica ( L ), dividida por la superficie total de la Cuenca ( A ), define la
densidad de drenaje o longitud de cauces por unidad de área. Este parámetro se
expresa en Km/Km².
L
D
A
Este es un índice importante, puesto que refleja la influencia de la geología,
topografía, suelos y vegetación, en la cuenca hidrográfica, y está relacionado con
el tiempo de salida del escurrimiento superficial de la cuenca. Ver tabla 13.
149
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Una densidad de drenaje alta, refleja una cuenca muy bien drenada que debería
responder, relativamente rápido, al influjo de la precipitación. Una cuenca con baja
densidad de drenaje refleja un área pobremente drenada, con respuesta
hidrológica muy lenta. Ver tabla 13, tabla 14.
Tabla 13. Clases de densidad de drenaje.
Rangos de Densidad
Clases
0.1 – 1.8
Baja
1.9 – 3.6
Moderada
3.7 – 5.6
Alta
Quebrada La Mulita
Quebrada las Panelas
Foto 8. Desembocadura de la quebrada La Mulata a la quebrada Las Panelas.
2.2.1.7 Tiempo de Concentración (Tc)
Es el tiempo teórico que se demora una gota de agua desde la parte más alta de
la cuenca hasta la desembocadura de la misma.
Tc =
0.870*L3
0.385
H
150
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Donde:
Tc: Tiempo de Concentración
L: Longitud del Cauce Principal en km.
H: Diferencia de altura en metros.
Tc =
0.870 * (9.138)
0.385
= 0.76
2363 - 1015
Una característica fundamental en las microcuencas de forma alargada, es que los
tiempos de concentración son diferentes para casi todos los puntos de la cuenca,
esto se observa en la Tabla 13. Para la quebrada las Panelas el Tiempo de
Concentración es de (0,76), esto significa que el tiempo aproximado para llegar al
Río Chipalo es de 45 minutos.
2.2.1.8

Interpretación de los valores morfométricos
Quebrada La Saposa
La microcuenca de la Quebrada La Saposa presenta resultado de morfometría
referente al relieve del cauce principal de valores inferiores a 0.11 indicando que
se encuentra discurriendo sobre una pendiente moderada, se ubica entre un
drenaje corto. De acuerdo al factor de compacidad esta microcuenca se identifica
de oval oblonga a rectangular oblonga, generando drenaje de baja tendencia a las
crecidas. El tiempo de concentración es de 15 minutos y un alto valor de densidad
de drenajes nos permite identificar que es un cauce de grandes volúmenes de
escurrimiento. con una respuesta hidrológica rápida al tener un cauce principal
corto y su pendiente del cauce indica una moderada velocidad de escorrentía, a
mayor precipitación mayor volumen de escurrimiento y mayor fuerza de arrastre,
un alto grado de importancia es el proteger las márgenes de esta microcuenca e
identificar la cota máxima de inundación ya que a grandes precipitaciones el
tiempo de reacción para la comunidad es mínima y por el tipo de material parental
altamente meteorizado aumenta la vulnerabilidad en el fenómeno de las crecidas
súbitas de una considerable magnitud. El rendimiento es de 0.36 L/sg/Ha. Ver
tabla 15.
El caudal de escorrentía calculado es de 0,011m3/sg, presentando una demanda
hídrica en millones de metros cúbicos de 0,052(MMC), y una oferta en millones de
metros cúbicos de 0,318(MMC), calculándose un índice de escasez de 0,16.
151
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Foto 9. Quebrada la Saposa material de arrastre formas de los cantos rodados de
tamaños superiores a 10 pulgadas.

Quebrada La Mulita
La quebrada la Mulita tiene un coeficiente de compacidad 1.56, identificando un
drenaje oval oblongo a rectangular oblongo con tendencia baja a las crecidas, un
tiempo de concentración rápida de 18 minutos aproximadamente, una pendiente
de cauce principal moderado y un valor muy bajo en la densidad de drenaje
generando bajos volúmenes de escorrentía. Con todo lo anterior este drenaje
puede presentar el fenómeno de avenidas súbitas con una moderada fuerza de
arrastre, y un volumen de agua regular, es importante tener protegida las
márgenes de este drenaje e identificar la cota de inundación por tener un tiempo
de concentración muy corto generando tiempo mínimo de reacción a futuras
crecidas por fenómenos de fuertes aguaceros. El Rendimiento de la quebrada es
de 1.40 L/sg/Ha. Ver tabla 15.
El caudal de escorrentía calculado es de 0,023 m3/sg, presentando una demanda
hídrica en millones de metros cúbicos de 0,102 (MMC), y una oferta en millones de
metros cúbicos de 0,629 (MMC), calculándose un índice de escasez de 0,16.
152
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Foto 10. Quebrada la Mulita material de arrastre formas de los cantos rodados
(Redondeados) indicando que tienen desplazamiento largo.

Quebrada La Balsa
La microcuenca Quebrada la Balsa, tiene los siguientes parámetros
morfométricos, lo relacionado a la pendiente del cauce principal esta caracterizada
en un valor moderado, la longitud del cauce se encuentra en un rango medio que
influye en el tiempo de concentración, el coeficiente de compacidad tiene un valor
1,83 que lo ubica en el orden de baja probabilidad de crecida y de forma
rectangular oblonga identificando la menor concentración de volúmenes de
escorrentía, presenta una densidad de drenaje de 2,8 indicando que es moderado
la capacidad de escorrentía, por consiguiente requiere un manejo de la cobertura
vegetal y de las márgenes de la quebrada para disminuir la erosión que puede
llegar a generar; el tiempo de concentración de 38 minutos es considerado un
valor dentro de un rango lento lo cual permite una tiempo para reacción a
fenómenos de avenida por fenómeno de alta precipitación. El Rendimiento de la
microcuenca es de 15.51 L/sg/ Ha. Ver tabla 15.
El caudal de escorrentía calculado es de 0,076 m3/sg, presentando una demanda
hídrica en millones de metros cúbicos de 0,398 (MMC), y una oferta en millones de
metros cúbicos de 2,095 (MMC), calculándose un índice de escasez de 0,19.

Quebrada Las Panelas
La Microcuenca de la quebrada las Panelas, su interpretación morfométrica se
realizó para toda su área incluyendo las microcuencas que la conforman ver tabla
14 y 15, los valores de morfometría en cuanto al coeficiente de Compacidad son
153
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caracterizados en oval redonda a oval oblonga indicando una tendencia media a
generar avenidas, por el fenómeno de precipitación; presenta una pendiente fuerte
el cauce principal influyendo de manera directa en el tiempo de concentración
generando de forma rápida el caudal pico y el escurrimiento al terminar la
precipitación. El parámetro morfométrico que mejor indica el proceso de
escorrentía en cuento al posible volumen que puede generar por precipitaciones
típicas es la densidad de drenaje cuyo valor es de 2.9 caracterizándose por
generar escorrentía de manera moderada, y una red de drenaje moderado.
De manera general esta corriente hídrica presenta una característica de cuenca
dinámica, ya que tiene densidad de drenaje y valor adimensional de compacidad
de la cuenca con característica a generar crecidas súbitas de manera moderada y
en un tiempo de concentración relativamente corto, esto influye de manera directa
en las márgenes de los drenajes en el socavamiento e inestabilidad de los taludes
que tienen estas corrientes hídricas. El material parental altamente meteorizado ha
permitido que estos cauces tengan una alta concentración de material en
suspensión (arena) y cantos rodados de diferentes diámetros. El rendimiento es
de 153.35 L/sg/Ha. Ver Tabla 15.
El caudal de escorrentía calculado es de 0,298 m3/sg, presentando una demanda
hídrica en millones de metros cúbicos de 1,895 (MMC), y una oferta en millones de
metros cúbicos de 8,27 (MMC), calculándose un índice de escasez de 0,23.
Foto 11. Quebrada las Panelas sobre la vereda Bellavista.
154
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Foto 12. Tipo de cobertura vegetal sobre el nacimiento de la Q. las Panelas en la
Vereda Ambalá Parte Alta.
155
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Tabla 14. Resultado de valores Morfométricos para la Microcuenca Las Panelas y sus afluentes.
Corriente
Área (Ha)
Perímetro(Km)
Long
Cauce
(Km)
Densidad
cauce (Km)
Cota
Max
(m)
Cota
Min (m)
Long.
Axial
(Km)
Ancho.
max
(Km)
Kf
Kc
Ia
Dd
Pend.
Cauce
principal
Tc
min
Q. Panelas
1.155,000
17,602
9,138
26,148
2363
1015
7,097
2,468
0,14
1,45
2,9
2,3
0,15
45,7
Q. La Balsa
292,646
11,155
5,674
8,209
1550
1048
4,561
0,953
0,09
1,83
4,8
2,8
0,09
38,5
Q.La Saposa
44,487
3,714
1,690
1,763
1194
1040
1,514
0,391
0,16
1,56
3,9
4,0
0,09
15,0
Q. La Mulita
87,621
5,215
2,183
1,056
1255
1053
2,172
0,648
0,18
1,56
3,4
1,2
0,09
18,2
Tabla 15. Resultado de valores de Oferta Hídrica para la Microcuenca de Las Panelas y sus afluentes
Corriente
Area (Ha)
Caudal
(m3/Sg)
Medio Caudal
(M3/sg)
Mínimo Caudal
(m3/sg)
Ecológico Oferta Hídrica
Neta (m3/sg)
Q. Panelas
1.155,000
0,2979
0,1420
0,0356
0,2624
Q. La Balsa
292,646
0,0755
0,2807
0,0704
0,5187
Q. La Saposa
44,487
0,0226
0,0840
0,0211
0,1553
Q. La Mulita
87,621
0,0895
0,0427
0,0107
0,0789
.
156