Cuenca del Río Cravo Sur: Geología, geomorfologia, hidrología, hidrogeologia

CRAVO SUR: geología, geomorfología, hidrogeología


Fabián Hoyos Patiño.









CRAVO SUR: GEOLOGÍA, GEOMORFOLOGÍA, HIDROGEOLOGÍA.


Fabián Hoyos Patiño. CHS SA


RESUMEN


La cuenca del Rio Cravo Sur incluye una amplia zona desde el Altiplano
Boyacense en la región de Duitama y Sogamoso hasta el Piedemonte Llanero.
En ella son ubicuas las formaciones sedimentarias de edad cretácea y
terciaria conformadas por una secuencia de areniscas, lodolitas y lutitas.
La diferencia entre una y otra formación geológica radica sólo en la
presencia o ausencia, o el predominio de un tipo u otro de roca.


Los procesos orogénicos se manifiestan en esta zona, como en la totalidad
de la Cordillera Oriental en forma de plegamientos y fallas. La
característica más destacada de unos y otras es su tendencia general SW-NE.
Algunos autores han propuesto una unidad tectónica mayor, el Bloque Andino,
uno de cuyos límites es el sistema de fallas del frente oriental de la
Cordillera Oriental. La información sísmica disponible en el período 1595-
2014 permite afirmar que el riesgo sísmico de esta zona puede estar
sobreestimado en la NSR 2010.


La geomorfología regional está dominada por grandes unidades, algunas de
ellas de tipo estructural. La dinámica morfogenética está asociada al
contraste altitudinal de la cordillera y las llanuras. En la cuenca puede
distinguirse tres provincias o unidades geomorfológicas mayores: el
Altiplano Boyacense, la vertiente oriental de la Cordillera Oriental y las
zonas bajas de la Orinoquia. La dinámica morfogenética en esta provincia es
predominantemente erosiva. Los procesos de más frecuente ocurrencia son la
remoción en masa en forma de socavación de orillas, deslizamientos planos y
deslizamientos rotacionales que afectan los estratos de lodolitas y
lutitas, y la caída de bloques de los estratos de arenisca; los
deslizamientos someros o desgarres son comunes y, conjuntamente con los
proceso de erosión superficial y de socavación de orillas, son la fuente de
los sólidos en suspensión y de la turbidez que caracterizan la ríos en esta
región. Los procesos sedimentarios actuales en esta provincia
geomorfológica se reducen a la sedimentación en estrechas vegas aluviales y
al depósito temporal de coluviones en el sentido estricto del término en la
parte inferior de las vertientes.


La distribución temporal de las lluvias en la vertiente oriental de la
cordillera y en la cuenca del Río Cravo Sur es de tipo monomodal; los
mínimos de precipitación ocurren en los meses de diciembre y enero en tanto
que los máximos ocurren entre mayo y julio. La distribución espacial de la
precipitación tiene un fuerte control orográfico. Aumenta hacia el
occidente desde las altillanura de la Orinoquia, alcanza un máximo en el
frente cordillerano donde se da un quiebre de pendiente regional y
disminuye luego en función de la precipitación hasta la parte alta de la
cordillera y el altiplano.


La distribución temporal de caudales durante el año indica que el
componente de escorrentía domina el balance hídrico y los caudales máximos
y medios, en tanto que los caudales mínimos están directamente asociados
con el área de la cuenca.


La variación de la magnitud del caudal medio mensual coincide con la
variación de la magnitud de la precipitación. El caudal medio más bajo
ocurre en los meses de enero a marzo en todas las estaciones; el caudal
máximo ocurre entre mayo y septiembre en las diferentes corrientes
analizadas. En la estación Puente Yopal en cercanías al casco urbano de
Yopal, el caudal medio multianual es 88.2 m3/s, en el período 1974 a 2005,
con un mínimo de los 30,3 m3/s en el mes de enero y 161,9 m3/s en el mes de
julio. Los caudales máximos registrados en el período 1974-2005 en la
estación Puente La Cabaña varían entre 31,3 m3/s en el mes de enero y 361,5
m3/s en el mes de julio. En la estación Puente Yopal, los caudales máximos
varían entre 46,7 m3/s en el mes de enero y 561,5 m3/s en el mes de julio
en ese mismo período. El valor caudal máxmo para un periodo de recurrencia
de 100 años calculado con base en las series temporales disponibles
ajustadas a una distribución Gumbel es igual a 1637 m3/s.En el sector de la
estación Puente Yopal el caudal mínimo medio mensual varía entre 10.6 m3/s
en enero y 80 m3/s en julio. El valor del caudal mínimo histórico
registrado en la Estación Puente La Cabaña es igual a 1.5 m3/s. El valor
caudal mínimo para un periodo de recurrencia de 100 años calculado con base
en las series temporales disponibles ajustadas a una distribución Gumbel es
igual a 2.7 m3/s.


Un modelo hidrogeológico regional que considere el conjunto de la evidencia
disponible, incluida la información isotópica compilada y generada en este
proyecto indica que la totalidad del agua superficial y subterránea en el
sistema hidrogeológico regional tiene su origen en la precipitación. La
mayor parte de la precipitación vuelve a la atmósfera en el proceso de
evapotranspiración o discurre en superficie y en la parte superior del
subsuelo como escorrentía. La infiltración tiene lugar en el altiplano
boyacense y en los valles intramontanos y las terrazas elevadas donde las
condiciones topográficas y la textura el suelo lo permiten; la circulación
ocurre a través del macizo montañoso a lo largo de las diaclasas, planos de
estratificación y zonas de falla, y la descarga ocurre en todo el frente
erosivo a través de los manantiales y de los cauces de las corrientes de
agua.


A pesar de la percepción generalizada sobre el potencial hidrogeológico del
Abanico de Yopal y de las llanuras de la Orinoquia, ese potencial
probablemente está limitado a zonas restringidas de alta permeabilidad en
valles intramontanos, como el Valle de La Vega y a fajas de extensión
limitada que corresponden a paleocauces en el abanico mismo o en la
llanura.


2 ASPECTOS GEOLÓGICOS


La información geológica relevante para la comprensión del sistema
hidrológico del Rio Cravo Sur incluye una amplia zona desde el Altiplano
Boyacense en la región de Duitama y Sogamoso hasta el Piedemonte Llanero.
En ella son ubicuas las rocas sedimentarias de edad cretácea y terciaria.
La Figura 1 ilustra la ubicación de la Cuenca del Río Cravo Sur en la
Cordillera Oriental d Colombia y el Piedemonte Llanero.
































Figura 1. Aspecto General del Relieve del Área de Interés en el Proyecto


Los resultados de la investigación geológica a cargo del INGEOMINAS son
plenamente accesibles al público (INGEOMINAS, nd; Renzoni, 1992); no así la
abundante investigación regional de las compañías petroleras. La
investigación geológica del INGEOMINAS ha sido orientada a identificar las
unidades litológicas, la tectónica y la historia geológica regional, sin
mayor énfasis en aspectos de ingeniería o de hidrogeología; a su vez las
investigaciones de las compañías petroleras están orientadas a identificar
el potencial de producción de petróleo sin posibilidad real de acceso a
ella por el público.


La investigación de amenazas naturales en el municipio de El Yopal de la
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia es una aplicación de
herramientas de Sistemas de lnformación Geográfica con anotaciones
generales sobre geología, geomorfología, geotecnia, e hidrología. Los
planes de desarrollo del Municipio de El Yopal, la Agenda Ambiental, el
Plan Vial del Departamento de Casanare y los POMCA de los RíoS Charte y
Cravo Sur presentan información geológica secundaria y aproximaciones a
algunos aspectos del medio físico que serán tomados en cuenta y recibirán
el crédito correspondiente cuando haya lugar a ello.


La investigación sismológica de la zona andina colombiana compilada y
actualizada por Woodward & Clyde Consultants para INTERCONEXION ELECTRICA
SA (Page, 1987) presenta información y análisis valiosos; se cuenta además
con un catálogo de sismos de la RED SISMICA NACIONAL DE COLOMBIA a partir
de 1993.


La evaluación del potencial hidrogeológico del Abanico de Yopal fue
preparado por AQUAMINAS (2002) e HIDROGEOCOL (2012) para la empresa de
servicios públicos EAAAY. En ellos se encuentra información geológica cuya
fuente última es la memoria de la Plancha 193 e información hidrogeológica
generada en el mismo estudio. De particular utilidad para este proyecto es
su inventario de pozos.


Aunque existe consenso general sobre la litología, las estructuras y la
historia geológica regionales, no es así en lo referente a la denominación
de las formaciones cretáceas y terciarias, ni en lo referente a la
extensión y características de los depósitos cuaternarios. Para efectos de
nomenclatura nos acogeremos a la propuesta por INGEOMINAS.

En la Figura 2 se encuentra la representación gráfica de la geología de la
cuenca del Río Cravo Sur con base en las Planchas 172, 192 y 193 del
INGEOMINAS; la Figura 3 muestra la geología del área de Yopal.



Figura 2. Mapa Geológico Regional (INGEOMINAS, 1973)




1 Litología


Para efectos del proyecto interesa conocer que el macizo montañoso está
conformado por una secuencia de areniscas, lodolitas y lutitas. La
diferencia entre una y otra formación geológica radica sólo en la presencia
o ausencia, o el predominio de un tipo u otro de roca. Las formaciones
geológicas que tienen interés para el proyecto desde el punto de vista
geotécnico, son las siguientes:


Qal: Depósitos aluviales recientes, acumulaciones de gravas y arenas con
abundantes cantos y bloques de roca, incluidos los abanicos aluviales en el
piedemonte llanero.


Qti: Terrazas aluviales, acumulaciones de gravas y arenas con abundantes
cantos y bloques de roca, por fuera de las actuales vegas de inundación. La
posición actual de algunas de ellas puede ser efecto de tectonismo
reciente. El relleno del Valle de la Vega, está formado por un conjunto de
terrazas de 20 m de altura sobre el actual cauce del río. El espesor total
del depósito aluvial alcanza los 60 m de acuerdo con los resultados de la
investigación geofísica de este proyecto.


Por fuera del macizo montañoso, y en algunos valles intramontanos, se
encuentran amplios depósitos aluviales que pueden alcanzar decenas y hasta
centenares de metros de espesor. Es el caso del Abanico de Yopal, del valle
intramontano La Vega al occidente del Abanico de Yopal, las terrazas
elevadas de Plan Brisas y El Morro.


A lo largo de este valle el río Cravo Sur presenta un régimen trenzado o
anastomosado distribuido en un amplio cauce, cuya anchura media, 0.3 km,
ocupa el 40% del fondo del valle.


El abanico de Yopal es un extenso depósito aluvial del Río Cravo Sur, cuyo
espesor puede superar los 100 m, compuestos por una mezcla desordenada de
arenas, gravas, cantos y bloques de roca. Varios de los sondeos eléctricos
verticales ejecutados en esta formación así lo indican. Las depresiones
lineales, amplias y profundas, en el abanico son indicios claros de cambios
abruptos del cauce del río cuya posición actual, en el borde norte del
abanico, puede considerarse anómala.




3. Geología Local de la Zona de Yopal (INGEOMINAS, 1973)


El piedemonte llanero y el borde occidental del valle intramontano de La
Vega está dominado por depósitos de ladera de espesor desconocido; su
espesor máximo puede estimarse en varias decenas de metros. Estos
depósitos no han sido identificados ni delimitados en la cartografía
geológica regional. En el área de Yopal son confundidos con la Formación
San Fernando. La Formación Diablo y las restantes formaciones terciarias y
cretácicas presentan una dirección general SW-NE y son cortadas por el Río
Cravo Sur en toda su extensión. El flanco oriental del sinclinal en cuyo
núcleo se encuentra la Formación Caja, cierra el Valle de la Vega y lo
separa del Abanico de Yopal.


De especial interés es el valle intramontano de La Vega. El fondo plano de
este pequeño valle tiene 5 km de longitud y 0,7 km de ancho, y coincide con
el trayecto en el que el Río Cravo Sur cruza la Formación Caja. A partir de
la información de sondeos eléctricos verticales, puede inferirse que el
relleno aluvial del valle, compuesto de un conglomerado clastosoportado,
con lentes de grava y arena, tiene una profundidad variable hasta 60 m. En
superficie, pueden ser identificados cuatro niveles de terrazas y una
estrecha faja discontinua a 1,5 m por encima del cauce, que corresponde a
la vega de inundación. A lo largo de este valle, el río Cravo Sur presenta
un régimen trenzado o anastomosado distribuido en un amplio cauce, cuya
anchura media, 0,3 km, ocupa el 40% del fondo del valle.


Tc: Formación Caja, lutitas, areniscas blancas de grano fino a medio, hasta
conglomeráticas y conglomerados con cantos de cuarzo, arenisca y chert con
matriz arenosa. En la parte inferior, lentes de carbón en la que predominan
los niveles lodolíticos sobre las arenitas. El valle de La Vega coincide en
su totalidad con la intersección del río Cravo Sur y esta formación.


Tds: Formación Diablo Superior, estratos gruesos de areniscas alternan con
estratos de lodolita de color marrón, como se puede ver en la Figura 4.


Tdi: Formación Diablo Inferior, estratos de areniscas blancas amarillentas
de grueso medio a grueso, con lentes de conglomerados con intercalaciones
de lodolita marrón; es característica de este miembro la estratificación
delgada de las areniscas como se puede apreciar en la Figura 5.


La Formación Diablo y las restantes formaciones terciarias y cretácicas,
presentan una dirección general SW-NE y son cortadas por el Río Cravo Sur
en toda su extensión. El flanco oriental del sinclinal en cuyo núcleo se
encuentra la Formación Caja, cierra el Valle de la Vega y lo separa del
Abanico de Yopal.





Figura 4. Estratos Gruesos de Arenisca y Lodolita en la Formación Diablo
Superior










Figura 5. Aspecto Típico de la Estratificación Delgada en la Formación
Diablo Inferior


Tsf: Formación San Fernando, arcillolitas grises y cuarzo, arenillas de
grano medio a grueso, con estratificación cruzada en la parte media e
inferior aparecen lentes de carbón de 30 cm.


Tarl: Formación Areniscas del Limbo, conglomerados con cantos de cuarzo y
matriz arenosa, areniscas de grano fino intercaladas con arcillolitas y
lutitas con estratificación cruzada, cuya expresión geomorfológica al norte
de la localidad de El Morro está ilustrada en la Figura 6.




Figura 6. Formación Areniscas del Limbo al noroccidente de El Morro


Tal: Formación Arcillas del Limbo, arcillolitas grises esquistosas con
intercalaciones de arenisca y mantos de carbón.


TKp: Grupo Palmichal, conjunto de estratos de areniscas cuarcíticas,
localmente conglomeráticas predominantes sobre los estratos de lutitas.


Kiu: Formación Une, areniscas cuarcíticas con intercalaciones de lutitas
negras y conglomerados finos.


Kif: Formación Fómeque, lodolitas y lutitas negras intercaladas con calizas
y areniscas de poco espesor.


Kiaj: Formación Areniscas de las Juntas, areniscas cuarcíticas masivas con
intercalaciones de lodolitas negras.


Klm: Lutitas de Macanal, gruesos estratos de lutitas negras con
intercalaciones delgadas de areniscas.


2 Tectónica y sismología


Tectónica y sismología


Es aceptado entre los especialistas que la Orogenia Andina esta activa y
Cordillera de los Andes se encuentra en proceso de levantamiento que ha
sido cuantificado con mediciones geodésicas, en algunos sectores, a razón
de 1 cm/año. Los procesos orogénicos se manifiestan en esta zona, como en
la totalidad de la Cordillera Oriental en forma de plegamientos y fallas.
La característica más destacada de unos y otras es su tendencia general SW-
NE. Algunos autores han propuesto una unidad tectónica mayor, el Bloque
Andino, uno de cuyos límites es el sistema de fallas del frente oriental de
la Cordillera Oriental.


Las fallas principales en el frente oriental de la Cordillera Oriental son
fallas inversas y de empuje a lo largo de la base de la cordillera, desde
la Serranía de la Macarena hasta los Andes de Mérida que definen el límite
entre las rocas cretácicas y terciarias de la Cordillera y los estratos
menos perturbados del Terciario tardío y el Cuaternario. Las fallas
recientes son escalonadas con un patrón común: el desplazamiento
cuaternario disminuye hacia el Sur a lo largo de las fallas antiguas del
basamento, reactivadas durante los últimos episodios tectónicos de la
Orogenia Andina, en tanto que hacia el norte se transforman en pliegues
(Page, 1987). A escala regional son notables las fallas de Santa María, San
Pedro de Jagua, Guaicaramo, Cumaral y Yopal. En el área de interés de este
proyecto se destacan el Sinclinal de Zapatosa y el Anticlinal de Monterralo
y las fallas de Yopal, Los Yopos, Támara, Guaicaramo, Almorzadero, Mirador
y Pajarito.


La Falla Santa María, la más notable de las fallas del frente oriental, se
extiende desde el Río Ariari en el Sur hasta las vecindades de Medina en el
Norte, y pasa por Villavicencio, Salinas de Upía, Santa María y Recetor y
El Morro al Oeste de Yopal. Si bien Page (1987) registra la ocurrencia de
escarpes y trazas de falla en aluviones y depósitos de laderas no
litificados, no es evidente el desplazamiento de depósitos del Holoceno. A
pesar de que la secuencia estratigráfica cuaternaria de los depósitos
cortados por la Falla Santa María no ha sido datada el conjunto de indicios
y evidencias de actividad permiten estimar su grado de actividad. La Falla
de San Pedro de Jagua es un ramal de la Falla Santa María que se extiende
desde el Suroeste de Medina en una longitud aproximada de 30 km. Los
indicios de actividad son discontinuos que hacen estimar como bajo su grado
de actividad (Page, 1987).


Falla Guaicaramo. Es una falla de tipo normal que se extiende a lo largo de
100 km con dirección Noreste desde las cercanías de Cumaral, a lo largo del
frente oriental de la Serranía de las Palomas. La Falla Cumaral,
subparalela a la Falla Guaicaramo define el frente occidental de la
Serranía de las Palomas, se manifiesta como un alineamiento fuerte en
depósitos recientes y como un alineamiento débil paralelo a la
estratificación en las areniscas y lutitas del Terciario que ella desplaza.
La tasa de actividad de ambas fallas ha sido estimado entre moderado y alto
(Page, 1987).


La Falla Yopal, la más oriental de las fallas mayores del sistema frontal
oriental y la menos notable de ellas, es una falla de empuje que transcurre
por la base del escarpe principal que separa los llanos y el piedemonte con
algunas subsidiarias al occidente de la principal cuya expresión
morfológica son los escarpes en los cerros del piedemonte. La falla Yopal,
con una expresión definida hasta la Cuchilla Palo Bajito, en la vertiente
derecha del Rio Tocaría es desplazada por una falla de rumbo corta, y queda
cubierta por depósitos recientes en su porción meridional. Unas pocas
fallas cortas, innominadas, con dirección SE-NW cruzan las fallas mayores.


Hay evidencias de desplazamientos de depósitos cuaternarios en las
cercanías de Aguazul donde se encuentra un escarpe en un depósito aluvial
de un tributario del Río Unete que se puede seguir a lo largo de 15 km al
norte del río; cerca del río Arauca la falla está asociada al plegamiento
de un depósito de flujo de escombros. Su clara expresión topográfica y las
evidencias de campo llevaron a Page (1987) a estimar su grado de actividad
de moderado a alto.


La recopilación de eventos sísmicos históricos de Ramírez (1978, 2010) no
registra sismos notables en esta zona, salvo uno sentido en Tame, Arauca en
el año 1807, al que le fue asignada una intensidad VII en la escala de
Mercalli en el Catálogo de Sismos en el Noroccidente Colombiano de Woodward
& Clyde Consultants (Page, 1987).


En el catálogo de sismos del Departamento de Casanare de la Red Sísmica
Nacional de Colombia, que se encuentra en el Anexo 1, puede apreciarse que
en un período de 20 años han sido registrados 799 sismos De ellos, sólo uno
presentó una magnitud igual a 6 a una profundidad de 570 km; 5 sismos
presentaron magnitudes entre 5 y 5.9, a profundidades hasta 88 km; 20
sismos presentaron magnitudes entre 4 y 4.9, a profundidades hasta 88 km;
104 fueron clasificados entre 3 y 3.9; y 669 sismos tuvieron una magnitud
inferior a 3 en la Escala de Richter. Este catálogo ha sido complementado
con 38 sismos registrados en esa misma área, entre los años 1595 y 1986, en
el catálogo de Woodward & Clyde Consultants en el intervalo definido por
las latitudes 4N y 6.5 N, y las longitudes 71 W y 73.5 W. De ellos 3,
anteriores a 1920, fueron clasificados con magnitud 6 a partir de su
intensidad epicentral; 6 sismos fueron clasificados con magnitud entre 5 y
5.9; 17 sismos fueron clasificados con magnitud entre 4 y 4.9; y 12 sismos
fueron clasificados con magnitud menor que 3. Los gráficos de las Figuras 7
y 8 ilustran la distribución de sismos por intervalos de magnitud en el
Departamento de Casanare y porciones limítrofes de Arauca y Boyacá, entre
las latitudes 4N y 6.5 N, y las longitudes 71 W y 73.5 W.





Figura 7. Distribución de ocurrencia sismos por intervalos de magnitud en
el área de Yopal en el intervalo 1595-2013.





Figura 8. Distribución discretizada de frecuencia sismos por intervalos de
magnitud en el área de Yopal en el intervalo 1595-2013.





La zona del piedemonte llanero había sido clasificada como zona de riesgo
sísmico intermedio con valores de Aa=0.3 Av=0.2, Ad= 0.03 en la versión
1998 de la Norma Sismoresistente Colombiana. En la versión 2010 ha sido
clasificada como zona de riesgo sísmico alto, con valores de Aa=0.3 Av=0.2,
Ad=0.06 y Ae=0.15. Los datos y las anotaciones de los parráfos anteriores
muestran que el riesgo sísmico de esta zona puede estar sobreestimado en la
NSR 2010; sin embargo esta es una norma legal que el ingeniero estructural
debe acatar, con los valores de aceleración y los coeficientes integrados a
ella.


3 Geomorfología


La geomorfología regional está dominada por grandes unidades, algunas de
ellas de tipo estructural. La dinámica morfogenética está asociada al
contraste altitudinal de la cordillera y las llanuras. Para efectos del
proyecto, en particular para la elaboración y presentación del modelo
hidrogeológico conceptual, conviene considerar tres provincias o unidades
geomorfológicas mayores: el Altiplano Boyacense, la vertiente oriental de
la Cordillera Oriental y las zonas bajas de la Orinoquia.


El Altiplano Boyacense, a pesar de su nombre, no es propiamente de un
altiplano. Es un conjunto elevado tectónicamente, limitado al oriente y
occidente por elevadas cuchillas montañosas hasta alturas que superan los
3 500 m.s.n.m; en el interior del espacio demarcado por estas elevaciones
mayores, predominan los relieves bajos a moderados y los valles de relleno
aluviales o lacustres, a una cota media cercana a los 2 600 m.s.n.m.


En la vertiente oriental de la Cordillera Oriental, caracterizada por la
presencia de escarpes, y empinados y profundos cañones, el paisaje está
dominado por las estructuras geológicas desde las cotas superiores a 3500
m.s.n.m hasta el piedemonte cercano a los 300 m.s.n.m, pendientes
estructurales, escarpes rocosos, largos alineamientos de fallas tectónicas,
extensos depósitos recientes, elevados decenas o centenares de metros por
encima de su posición original, son rasgos característicos de esta
provincia.


La dinámica morfogenética en esta provincia es predominantemente erosiva.
Los procesos de más frecuente ocurrencia son la remoción en masa en forma
de socavación de orillas, deslizamientos planos y deslizamientos
rotacionales que afectan los estratos de lodolitas y lutitas, y la caída de
bloques de los estratos de arenisca; los deslizamientos someros o desgarres
son comunes y, conjuntamente con los proceso de erosión superficial y de
socavación de orillas, son la fuente de los sólidos en suspensión y de la
turbidez que caracterizan la ríos en esta región.


Los procesos sedimentarios actuales en esta provincia geomorfológica se
reducen a la sedimentación en estrechas vegas aluviales y al depósito
temporal de coluviones en el sentido estricto del término en la parte
inferior de las vertientes. Los procesos sedimentarios recientes dan
explicación de los depósitos aluviales de Labranzagrande, La Salina, Plan
Brisas y El Morro, cuya posición actual puede ser explicada por los últimos
eventos de la Orogenia Andina.


El abanico de Yopal es un abanico en construcción, generado por diferentes
pulsos o avenidas torrenciales que han ido aportando el material para su
construcción, uno de los últimos eventos fue el sucedido en 1936. Las
depresiones lineales, amplias y profundas, en el abanico que corresponden a
los caños Guafa, Pintado, Seco y Usuva, son indicios claros de cambios
abruptos del cauce del río cuya posición actual, en el borde norte del
abanico, puede cambiar en el futuro. En la Figura 9 se ilustra la posición
de los cauces que ha ocupado el río en el pasado reciente.





Figura 9. Localización de cauces recientes en el Abanico de Yopal.





La composición litológica del abanico de Yopal es sumamente heterogénea y
cambiante espacialmente: la mayor parte de su volumen está compuesta de
cantos, gravas, arenas y limos en proporciones variables en toda su
extensión sobre las que, sin embargo, puede hacerse una generalización a
partir de los principios de la hidráulica fluvial; la cantidad relativa de
limo es mínima en los paleocauces y en el ápice del abanico y aumenta por
fuera de ellos y hacia el oeste. La cantidad relativa de limo tiene una
incidencia definitiva en la conductividad hidráulica del abanico en su
conjunto y en la distribución de ella en su interior.


La Altillanura de la Orinoquia presenta un profundo contraste de relieve
con la cordillera contigua. En su aparente homogeneidad pueden
diferenciarse abanicos y terrazas aluviales, depósitos coluviales en el
sentido estricto del término, y colinas aisladas.


Los procesos erosivos dominantes en esta provincia son la erosión
superficial y la socavación de orillas. Los procesos morfogenéticos de tipo
deposicional han dado lugar a extensos abanicos aluviales y coluviales y
depósitos de llanura de inundación.


La unidad geomorfológica de mayor interés en este proyecto se encuentra en
el Valle de de la Vega. El fondo plano de este pequeño valle tiene 5 km de
longitud y 0.7 km de ancura media, y coincide con el trayecto en el que el
Río Cravo Sur cruza la Formación Caja. A partir de la información de
sondeos eléctricos verticales hechos en desarrollo de este proyecto puede
inferirse que la profundidad media del relleno aluvial del valle, compuesto
de un conglomerado clastosoportado, con lentes de grava y arena, alcanza
los 40 m. Los registros de los sondeos se encuentran en el Anexo 2. En
superficie pueden ser identificados cuatro niveles de terrazas y una
estrecha faja discontinua a 1.5 m por encima del cauce, que corresponde a
la vega de inundación. En la Figura 10 está ilustrada la extensión y
distribución de estas terrazas.





Figura 10. Terrazas del Valle de La Vega





3 ASPECTOS GEOTÉCNICOS


Cuatro aspectos geotécnicos son relevantes:


La estabilidad del terreno en la cuenca aguas arriba de los sitios de
captación.


La estabilidad del terreno en los sitios de captación, a lo largo de los
corredores de tuberías y en los posibles sitios de plantas de
tratamiento.


La capacidad portante a lo largo de los corredores de aducción y en los
posibles sitios de plantas de tratamiento.


El potencial de licuefacción del terreno en los sitios de captación y de
la planta de tratamiento


La agresividad corrosiva del terreno a lo largo de los corredores de
tuberías.


La información geotécnica disponible de la cuenca del Rio Cravo Sur no es
suficiente para hacer un diagnóstico inicial en estos cuatro ítems. Solo se
cuenta con información útil y confiable en la Terraza de La Vega, donde un
depósito de conglomerado de 40 m de espesor presenta excelentes condiciones
de estabilidad y capacidad portante y la información litológica y
estructural de las formaciones San Fernando, Diablo Superior y Diablo
inferior que permite adelantar las estimaciones necesarias sobre
condiciones geotécnicas en la etapa de factibilidad de este proyecto.


La información geológica compilada y generada en el desarrollo de este
proyecto permite una primera aproximación a las condiciones geotécnicas de
los sitios y corredores de las alternativas seleccionadas en la etapa de
prefactibilidad.


1 Estabilidad de terrenos


El diagnóstico de la zona registrado en los planes de desarrollo Yopal Vive
el Cambio 2008-2011 y Yopal con Sentido Social 2012-2015, clasifica la
mayor parte de la zona montañosa del municipio y algunas zonas ribereñas de
la altillanura en riesgo de erosión y remoción en masa, sin discriminar
dónde se presenta un tipo de amenaza y dónde otra, sin diferenciar los
tipos de movimientos de masa que pueden presentarse. Lamentablemente la
escala del estudio y del mapa que los acompaña, hace irrelevante esta
afirmación: extensas zonas que han sido coloreadas en rojo y clasificadas
como propensas a la erosión en masa e inundación presentan una baja
probabilidad de que eso ocurra. Casos ilustrativos son las Peñas del Ciego
y El Macizo de las Barras, imponentes moles de arenisca que difícilmente
pueden ser catalogadas como inestables. Curiosamente en ese mismo mapa, la
cuenca de la Quebrada La Tablona y varios sitios en la carretera a El
Morro, donde recientemente han ocurrido deslizamientos y procesos de
erosión en masa que han cerrado la vía y puesto en peligro la línea de
conducción del acueducto se encuentran por fuera de la mancha roja que
representa las zonas sujetas a amenaza de inundación y remoción en masa en
el Municipio de Yopal (UPTC, 2005).





El proceso morfogenético predominante en la totalidad de la cuenca alta del
Río Cravo Sur es la erosión en masa excepto en los depósitos aluviales de
Labranzagrande, La Salina y el Valle de La Vega.


Se cuenta con información útil y confiable en la Terraza de La Vega donde
un depósito de conglomerado de 40 m de espesor presenta excelentes
condiciones de estabilidad y capacidad portante. Por el contrario, el
escarpe de las terrazas inmediatas al río, en este mismo sector, están
sometidas a los procesos erosivos asociados con las crecientes del Río
Cravo Sur; los estratos de lodolitas de las Formaciones Diablo y San
Fernando son susceptibles al ataque del río y a la erosión en masa y, en
ambas, se presenta el fenómeno de desprendimiento y caída de bloques, que
afecta la vía La Cabuya - El Morro en el sector conocido como el Viejo. La
fotografía de la Figura 11 ilustra el tipo de inestabilidad característico
de los taludes en la Formación Diablo Superior.


1 Deslizamientos


Los deslizamientos en la cuenca del Río Cravo Sur son comunes y
corresponden en su mayor parte a:


Deslizamientos profundos de tipo rotacional sin relación espacial o
temporal directa con eventos extremos de precipitación.


deslizamientos someros o desgarres ocasionados por combinaciones
críticas de duración e intensidad de la precipitación.


Flujos de tierra que afectan de manera especial las lutitas de
Macanal.


Desprendimiento y caída de bloques en las secuencias de lodolitas y
areniscas.





Figura 11. Desprendimiento y caída de bloques en la carretera Yopal El
Morro.


En el sitio donde había sido construida la planta de tratamiento de agua
potable del municipio de El Yopal ocurrió un deslizamiento de tipo
rotacional el 29 de mayo de 2011, que dio lugar al colapso de la planta de
tratamiento del acueducto municipal; algunos detalles del estado en que
quedó la planta de tratamiento y el terreno circundante pueden apreciarse
en las fotografías de las Figuras 12 y 13.








Figura 12. Aspectos de las vías aledañas a la planta de tratamiento del
acueducto de El Yopal después del deslizamiento del 29.05.2011.











Figura 13. Aspectos de la estructura de la planta de tratamiento del
acueducto de El Yopal después del deslizamiento del 29.05.2011.





No son conocidos aún los valores de las características y propiedades de
los materiales de este depósito ni se cuenta con un modelo del mecanismo
del deslizamiento que afectó la planta. Por sus características puede
considerarse este un deslizamiento de tipo rotacional profundo. La
investigación del sitio en desarrollo de este proyecto incluyó un conjunto
de seis sondeos eléctricos verticales cuyos resultados indican que el
terreno en el que fue construida la planta es un depósito de ladera cuyo
espesor varía entre 10 y 20 m.


Aunque el deslizamiento que afectó la planta de tratamiento coincidió con
eventos de precipitación anómalos en términos de intensidad y duración, no
necesariamente fueron estos eventos los detonantes del deslizamiento cuyo
mecanismo está asociado con el incremento de presiones intersticiales de
tal magnitud que disminuya la resistencia global del terreno al punto que
se produzca su ruptura. las condiciones de infiltración en laderas de
suelos cohesivos son incompatibles con un incremento súbito de la presión
intersticial en el terreno de la magnitud requerida para que el
deslizamiento tenga lugar; el incremento de presión intersticial de la
magnitud necesaria para desencadenar este deslizamiento puede estar
asociado a infiltraciones distantes.


En el mes de mayo de 2012 ocurrieron un conjunto de deslizamientos someros
de tipo desgarre, probablemente asociados con intensas precipitaciones, que
afectaron la cuenca de la quebrada la Tablona. La fotografía de la Figura
14 ilustra el aspecto que presentaba el area afectada por los
deslizamientos el día siguiente al evento. La informacion grafica
presentada en el informe de la UPTC se puede apreciar eventos de remocion
en masa de tipo desgarre previos al ocurido en 2012. Estos eventos deben
ser analizados conjuntamente con los registros de lluvia, para identificar
los mecanismos de deslizamiento y proponer las medidas de estabilizacion
pertinentes y un plan de conservacion de la cuenca.








Figura 14. Aspecto General de los Deslizamientos Someros en la Cuenca de la
Quebrada La Tablona en Mayo de 2012

Por fortuna, se cuenta con técnicas que permiten definir conbinaciones
críticas de intensidad y duración de los eventos de precipitación capaces
de desencadenar deslizamientos someros generalizados, o de la magnitud de
la precipitación antecedente y la de un evento de precipitación que tiene
el mismo efecto. Las gráficas de las Figuras 15, 16 y 17, ilustran tres
criterios de asociación de lluvias y deslizamientos:


Combinación de intensidad y duración de eventos de precipitación capaces
de desencadenar deslizamientos.


Combinación de lluvia antecedente y lluvia inmediatamente anterior al
deslizamiento.


El recorrido del reconocimiento general del área del proyecto, y el examen
de las imágenes disponibles, indican que esta generalización puede y debe
refinarse para identificar las condiciones reales de estabilidad de las
cuencas, donde se identifiquen sitios de captación y corredores de aducción
para las alternativas que se estudiarán en la etapa de factibilidad.


No existen registros pluviométricos de la intensidad, frecuencia y duración
de la lluvia asociada a los deslizamientos objeto de este informe. Sin
embargo, los testimonios de los pobladores y del operador de la estación
meteorológica de El Morro, indican que la precipitación en la fecha de los
deslizamientos fue excepcionalmente intensa.


La información presentada en la Tabla 1, sobre distribución mensual de la
precipitación y número de días con precipitación, es útil en la evaluación
del potencial de ocurrencia de deslizamientos someros asociados con
lluvias.


Tabla 1. Información Meteorológica en la Estación El Morro


" "Ene "Feb "Mar "Abr "
"0,5 "4 "25 "1090 "363 "
"1 " " "1207 "402 "
"3 " " "1675 "558 "
"5 " " "1658 "553 "
"0,5 "4 "30 "2146 "715 "
"1 " " "2344 "781 "
"3 " " "3136 "1045 "
"5 " " "2928 "976 "
"0,5 "4 "35 "4381 "1460 "
"1 " " "4750 "1583 "
"3 " " "6226 "2075 "
"5 " " "5602 "1867 "
"0,5 "4 "40 "10113 "3371 "
"1 " " "10842 "3614 "
"3 " " "13758 "4586 "
"5 " " "11674 "3891 "






Los valores que pueden ser adoptados en los cálculos estructurales son los
correspondientes al ángulo de fricción igual a 35o, que corresponde
aproximadamente al menor valor registrado en los ensayos de laboratorio;
este valor es encontrado corrientemente en mezclas de arenas gruesas con
grava y menor que el calculado para el depósito de terraza por análisis
regresivo. La capacidad portante admisible para estructuras cimentadas en
zapatas cuadradas con una profundidad de desplante de 1 m tiene un valor de
330 kPa.


2 Capacidad portante en lodolitas


Las lodolitas de las formaciones Diablo y Caja se encuentran por fuera de
los sitios donde han sido diseñadas las estructuras del proyecto. Sin
embargo se presenta en este punto los resultados de los cálculos de
capacidad portante en esta formación superficial con base en valores de
cohesión y ángulo de fricción 10 kPa y 25o, respectivamente que se
encuentran en la Tabla 4.


Tabla 4. Capacidad portante en las lodolitas del Valle de la Vega para
diferentes combinaciones de ángulo de fricción y profundidad de desplante.

"D (m) "c "f "qu "qa "
" "(kPa) " " " "
"0,5 "10 "25 "454 "151 "
"1 " " "571 "190 "
"2 " " "1039 "346 "
"5 " " "1507 "502 "




3 Excavaciones


En el proceso de construcción será necesario hacer excavaciones cuya
profundidad puede alcanzar los 6 m. La inspección de las márgenes del rio
Cravo Sur indica que los taludes verticales secos son temporalmente
estables hasta alturas de 5 m, a pesar de que el cálculo teórico indica que
la altura crítica es igual a 3 m.


Las excavaciones hasta 5 m, en este conglomerado, pueden hacerse con una
pendiente 0,5:1 con un factor de seguridad igual a 1.2. Las excavaciones a
10 m, para la construcción de la captación por infiltración ribereña deben
incluir una berma intermedia de 2.5 m.


4 Agresividad del terreno por corrosión


Conviene examinar la cuestión de la agresividad del terreno por corrosión.
La agresividad del terreno es evaluada convencionalmente con base en su
contenido de sales, capacidad de intercambio catiónico, pH, potencial
redox, y resistividad eléctrica. En los sitios en los que se encuentran
líneas de alta tensión fue examinada adicionalmente la magnitud de las
corrientes errantes para evaluar su efecto sobre la corrosión potencial de
las tuberías metálicas. En la Tabla 5 se encuentra los criterios de
evaluación y su calificación paramétrica.


Tabla 5. Factores de agresividad por corrosión en el corredor de aducción.

"Variable "Unidad "Valor "Calificación"Calificación "
" " " "paramétrica "cualitativa "
"Acidez, pH " "6 "0 "Agresivo "
"Potencial redox "mV "400 "0 "Bajo "
"Contenido de Cloruros "mg/kg " 100 "0 "Bajo "
"Contenido de Sulfuros "mg/kg " 5 "0 "Bajo "
"Contenido de Sulfatos "mg/kg "0 "0 "Bajo "
"Resistividad "Ωm "150 "-2 "Bajo "
"Agresividad total " " "-2 "Bajo "



El potencial de corrosión del suelo sobre los elementos metálicos del
proyecto han sido evaluados de acuerdo con la metodología aceptada en la
práctica corriente de la ingeniería. El suelo del corredor de la tubería de
aducción es un de tipo ferralítico, en la mayor parte de su trayecto es un
depósito aluvial, cuya composición química incluye óxidos de hierro y
aluminio y filosilicatos de aluminio, de carácter ácido con una capacidad
de intercambio catiónico muy baja. La resistividad en los primeros dos
metros a partir de la superficie se encuentra entre 300 y 700 Ωm.


El potencial redox en los suelos es una función de su pH y de sus
condiciones de saturación. En la Figura 23 puede apreciarse las
combinaciones probables de potencial de Hidrógeno, condiciones
predominantes de humedad y potencial de oxirreducción.


El valor medio del potencial redox en las condiciones predominantes en la
zona del proyecto es 400 mV, con valores extremos de 200 y 500 para las
condiciones extremas de acidez y saturación que han sido registrados en
ella. Los valores menores corresponden a las zonas encharcadas de las
vaguadas y de las terrazas. El contenido de cloruros, sulfuros y sulfatos
en estos suelos residuales y depósitos de vertiente es nulo. Estas
condiciones en conjunto conforman un ambiente de muy baja agresividad por
corrosión.





Figura 23. Relación entre pH y potencial redox.


4 ASPECTOS HIDROLÓGICOS


El documento Plan de Ordenamiento y Manejo del Rio Cavo Sur presenta
valiosa información hidrológica. La información base de este documento
comprende series temporales entre los años 1974 y 2005 que ha sido
actualizada, validada con los datos del IDEAM y complementada con datos
hasta el año 2009 para evaluar los caudales máximos mínimos en periodos de
recurrencia superiores a la vida útil del sistema, formular la
regionalización de caudales que permita una adecuada comprensión del
sistema hidrogeológico, y como insumo necesario para analizar la amenaza
por deslizamientos asociados a combinaciones críticas de intensidad y
duración de eventos de lluvia.


La información resultante de los análisis de este proyecto difiere de la
información que se encuentra en informes anteriores cuyos datos no
coinciden con los datos del IDEAM que presentamos en el Anexo 3. El caso de
las estaciones limnimétricas La Cabaña, Puente Yopal y La Estación son los
más significativos en razón de haber sido erróneamente asignados los datos
de la Estación Puente Yopal a la Estación La Cabaña, y los de La Estación
en Orocué a la Estación Puente Yopal. Los datos de la Estación La Cabaña
son inconsistentes y han sido ignorados en nuestro análisis.





1 Precipitación


En la Tabla 6 se encuentran las estaciones cuya información es relevante en
el análisis regional y cuyos datos han sido utilizados para preparar el
mapa regional de isoyetas.


En la Tabla 7 se encuentra la síntesis de los datos de precipitación
utilizados en este proyecto.





Tabla 6. Información básica de estaciones meteorológicas.


"ESTACIÓN "CÓDIGO"TIP"MUNICIPI"DEPTO. "COORDENADA"COTA "REGISTRO"
" " "O "O " "S " "S "
" " " " " "GEOGRÁFICA" " "
" " " " " "S " " "
"ESCUELA "240306"PM "GAMEZA "BOYACÁ "0548N – "3200 "1974 – "
"NUMICIA "4 " " " "7247W " "2005 "
"CURITAL "240306"PM "SOCHA "BOYACÁ "0600N – "3052 "1974 – "
" "9 " " " "7240W " "2005 "
"CARIMAGUA "330350"AM "P. "META "0435N – "200 "1972 – "
" "1 " "GAITAN " "7122W " "2005 "
"LA POYATA "351800"PM "MANI "CASANARE"0427N – "147 "1983 – "
" "4 " " " "7203W " "2005 "
"TOQUILLA "351900"PM "AQUITANI"BOYACÁ "0531N – "2950 "1971 – "
" "2 " "A " "7247W " "2009 "
"PAJARITO "351900"PM "PAJARITO"BOYACÁ "0517N - "842 "1957-200"
" "5 " " " "7242W " "9 "
" EL SURAL "351950" "AGUAZUL "CASANARE"05O9N - "250 "1974 - "
" "1 "CO " " "7230W " "1978 "
" TAURAMENA "351950"CO "TAURAMEN"CASANARE"0517N- "460 "1974 - "
" "2 " "A " "7242W " "2009 "
"AGUAZUL "351950"CO "AGUAZUL "CASANARE"0511N – "380 "1971– "
" "3 " " " "7233W " "2005 "
"CORINTO "351950"CO "PAJARITO"CAASANAR"0524- "1550 "1984 - "
" "5 " " "E "7243W " "2009 "
"EL MORRO "352100"PM "YOPAL "CASANARE"0528N – "656 "1974 – "
" "1 " " " "7228W " "2009 "
"MOLINOS DE "352100"PG "YOPAL "CASANARE"0524N – "330 "1995 – "
"CASANARE "4 " " " "7219W " "2009 "
"LA CHAPARRERA "352100"PG "YOPAL "CASANARE"0529N – "395 "1995 – "
" "5 " " " "7214W " "2005 "
"HACIENDA EL "352100"PG "NUNCHIA "CASANARE"0535N – "345 "1995 – "
"DESECHO "6 " " " "7203W " "2005 "
"AEROPUERTO "352150"CP "YOPAL "CASANARE"0519N – "325 "1974 – "
"YOPAL "1 " " " "7223W " "2009 "
"EL CARDON "352350"CO "SOCOTA "BOYACÁ "0601N – "3590 "1974 – "
" "1 " " " "7232W " "2005 "
"MODULOS "352250"CO "OROCUE "CASANARE"0452N – "130 "1961 – "
" "2 " " " "7124W " "2005 "
"SAN LUIS "352300"PM "SAN LUIS"CASANARE"0526N – "170 "1974 – "
"PALENQUE "1 " " " "7145W " "2005 "
"TABLON DE "352300"PG "TÁMARA "CASANARE"0544N - "350 "1960 - "
"TAMARA "3 " " " "7206W " "2009 "
" EL BANCO "352300"PG "PORE "CASANARE"0538N - "320 "1995 - "
" "4 " " " "7200W " "2009 "
"TAMARA "352350"CO "TÁMARA "CASANARE"0549N - "1200 "1995 - "
" "2 " " " "7210 W " "2009 "
" TRINIDAD "352350"CP "TRINIDAD"CASANARE"0525 N - "265 "1995 - "
" "3 " " " "7139W " "2009 "



Tabla 7. Distribución Mensual de la Precipitación

"Estac"Precipita"Ene "Feb "Mar "Abr "May "Jun "
"ión "ción " " " " " " "
"35197"Vadohondo"LG "0530N - "2831 "Aquitani"Cusiana "1973-2009 "
"02 " " "7245W " "a " " "
"35197"Puente "LM "0516 N – "291 "Aguazul "Charte "1974-2003 "
"04 "Charte " "7229 W " " " " "
"35197"Ranchería"LG "0526N - "2155 "Pajarito"Cusiana "1982- 2008 "
"05 "s " "7242W " " " " "
"35197"Las Cañas"LM "0535N - "3135 "Aquitani"Cusiana "1980-2008 "
"07 " " "7248W " "a " " "
"35197"Maní "LM "0449N - "290 "Maní "Cusiana "1999-2008 "
"18 " " "7217W " " " " "
"35197"Pajarito "LG "0517N - "770 "Pajarito"Cusiana "1999-2008 "
"19 " " "7242W " " " " "
"35217"Puente "LG "0522 N – "343 "Yopal "Cravo sur"1974-2003 "
"01 "Yopal " "7225 W " " " " "
"35217"La "LM "0446 N – "134 "Orocué "Cravo Sur"1980-2001 "
"02 "Estación " "7137 W " " " " "
"35217"P. La "LG "0526 N – "481 "Yopal "Cravo sur"1979-2003 "
"03 "Cabaña " "7228W " " " " "
"35217"P. "LM "0525 N – "224 "Yopal "Q. La "1985-2003 "
"04 "Carretera" "7217 W " " "Niata " "
"35217"El Playón"LG "0528 N – "271 "Nunchia "Tocaría "1983-2003 "
"06 " " "7213 W " " " " "
"35237"Puente "LG "0540N - "440 "Nunchía "Pauto "1996-2008 "
"01 "Nonato " "7205W " " " " "



LG : Estación limnigráfica
LM : Estación limnimétrica



La distribución temporal de caudales durante el año indica que el
componente de escorrentía domina el balance hídrico y los caudales máximos
y medios, en tanto que los caudales mínimos están directamente asociados
con el área de la cuenca. En la Tabla 9 se encuentra una síntesis de la
información limnimétrica disponible en las cuencas de los ríos Cravo,
Cusiana, Charte, Pauto y Tocaría.





Tabla 9. Síntesis de la información limnimétrica disponible en las cuencas
de los ríos Cravo, Cusiana, Charte, Pauto y Tocaría.


"ESTACIÓN"CÓDIGO"CORRIENT"Áre"Cot"Qmed m3/s "Qmax "
" " "E "a "a " "m3/s "
" " " "km2"m " " "
" " "
"Área (km2) "1135 "
"Perímetro (km) "218,5 "
"Longitud de cauce "76 "
"principal(km) " "
"Pendiente de cauce "0,042 "
"principal " "
"Pendiente media en la "37 "
"cuenca " "
"Anchura media (A/L) "15 "
"Factor de forma (A/L2) "0,21 "


La localización, delimitación y extensión de esta cuenca y de sus
subdivisiones se encuentran ilustradas en la imagen de la Figura 41.


En la evaluación del balance hídrico debe tenerse en cuenta una serie de
consideraciones teóricas. En primer lugar se debe establecer la cantidad de
agua que puede recibir cada acuífero a partir de la cual se llena y las
cantidades adicionales de agua deben salir como escorrentía; también se
debe considerar la capacidad que tiene la zona vadosa o zona no saturada
del subsuelo para transmitir agua. La magnitud de la recarga real se
obtiene de un balance hídrico en la cuenca de acuerdo con estos
planteamientos.



Figura 41. Cuenca Alta del Río Cravo Sur


El balance hídrico es la aplicación del principio de conservación de la
masa a un volumen de control; en un período de tiempo dado se establece que
la diferencia entre las entradas y salidas del sistema debe ser igual al
cambio en la cantidad de agua almacenada. En promedios de largo plazo se
puede suponer que el cambio en el almacenamiento es insignificante y la
ecuación de balance contiene las siguientes variables:

P = I + R + E + Th - Td + (A




P: Precipitación promedio multianual
I : Infiltración efectiva
R: Escorrentía directa promedio multianual
E: Evapotranspiración total promedio multianual
Td: Transferencias desde otras cuencas
Th: Transferencias hacia otras cuencas
(A: Almacenamiento

La posición topográfica del Altiplano Boyacense da lugar a una importante
transferencia de agua subterránea a las cuencas del Río Sogamoso, del Río
Magdalena y del Río Meta. Para el caso particular del Río Cravo Sur, hasta
la Estación Puente La Cabaña, puede considerarse que la infiltración en la
cuenca misma Sur es muy baja dadas sus condiciones topográficas y
litológicas. La Tabla 11 presenta los elementos básicos de balance
hidrológico en La Cuenca Alta del Río Cravo Sur.


Por otra parte, puede considerarse que el caudal mínimo en la Estación
Puente Yopal o La Cabuya procede en su mayor parte de la infiltración desde
el Altiplano y de la zona de páramo, y en menor medida de la infiltración
en los valles intermontanos y terrazas elevadas de La Vega, Marroquín, El
Morro, Labranzagrande, y Salitre








Tabla 11 Elementos Básicos de Balance Hidrológico en La Cuenca Alta del Río
Cravo Sur

" " "
"VARIABLE "Valor "
"Área (km2) "1135 "
"Caudal medio multianual (m3/s) "65 "
"Caudal mínimo multianual (m3/s)"10 "
"Precipitación (mm/a) "2059 "
"Evaporación (mm/a) "775 "
"Lamina de caudal medio multianual "1518 "
"(mm/a) " "
"Lamina de caudal mínimo multianual"234 "
"(mm/a) " "
"Escorrentía calculada (mm/año) "835 "
"Coeficiente de escorrentía "0.65 "
"calculado " "
"Infiltración en la cuenca (mm/año)"58 "
"Infiltración desde otras cuencas "265 "
"(mm/año) " "



5 ASPECTOS HIDROGEOLÓGICOS


La ocurrencia de aguas subterráneas ha sido estudiada por las firmas
AQUAMINAS e HIDROGEOCOL. El Abanico de Yopal y los depósitos aluviales de
la Vega son acuíferos susceptibles de ser utilizados para usos domésticos,
industriales o institucionales.


1 Inventario de pozos


En el estudio de HIDROGEOCOL fueron inventariados 41 pozos, que captan agua
en el Abanico Aluvial de Yopal. Estos pozos fueron construidos entre los
años 1996 y 2012 con profundidades que van desde los 40 hasta 200 m, de los
cuales seis (6) están revestidos con tubería y filtros PVC de 10 cm de
diámetro y los restantes revestidos con tubería y filtros de acero al
carbón con diámetros que van desde 10 cm hasta las 30 cm, todos ellos
explotados con electro-bomba sumergible y caudales entre 0.05 y 8.5 l/s con
tiempos de bombeo desde 2 hasta 24 horas/día. Un pozo de 500 m, perforado
recientemente, ha producido 35 l/s. La Tabla 12 contiene la información
relevante sobre pozos profundos compilada del informe de HIDROGEOCOL.





Tabla 12. Pozos profundos en Yopal


"IDENTIFICACIÓN "NORTE "
"Área (km2) "4 "
"Espesor medio (m) "40 "
"Permeabilidad (m/s) "1.4*10-3 "
"Porosidad (%) "53 "
"Capacidad de almacenamiento (m3) "80*106 "
"Coeficiente de almacenamiento "0.53 "
"Coeficiente de almacenamiento "0.45 "
"específico " "



Las condiciones morfológicas del Valle de La Vega,en particular su fondo
plano y las extensas terrazas de El Morro y Marroquín favorecen la
infiltración local. En la Tabla 14 se encuentra el balance hidrológico de
esta cuenca.





Tabla 14. Elementos Básicos de Balance Hidrológico en el Valle de la Vega

" " "
"VARIABLE "VALOR "
"Área (km2) "70 "
"Precipitación (mm/a) "3000 "
"Evaporación (mm/a) "850 "
"Coeficiente de escorrentía ponderado "0.48 "
"Lamina de caudal medio multianual "1032 "
"(mm/a) " "
"Infiltración en la cuenca (mm/año) "710 "
"Caudal infiltrado l/s "1170 "
"Infiltración de otras cuencas "755 "


La conductividad hidráulica de este acuífero ha sido evaluada con
diferentes enfoques con resultados convergentes del orden de 10-3 m/s:


El resultado del ensayo de permeabilidad en el laboratorio, sobre la
fracción menor que 1 cm, da un valor a la conductividad hidráulica
igual a 1.4*10-3 m/s.


La conductividad hidráulica evaluada en función de la granulometría
del acuifero, Figura 50, utilizando la ecuación de Hazen, con un valor
de la constante C igual 1.16 *10-2, es igual a 1*10-3 m/s.


En un pozo de observación excavado a 10 m en la terraza intermedia,
con un área lateral aproximada de 94m2, 37 de ellos por debajo del
nivel freático, obtuvimos un caudal de 35 l/s, ajustado a la tendencia
general de producción de los sistemas de captación ribereña presentada
en la Figura 48.


Resultados similares fueron obtenidos en sendos pozos de observación,
de 5 m de profundidad y 1.1 m de diámetro, excavados en la pequeña
vega aluvial cuyo nivel se encuentra a 1.5 m por encima del nivel
medio del cauce del río Cravo Sur.


HIDROGEOCOL (2012) calificó este acuífero como de alta productividad,
cuya capacidad específica es igual a 1,5 L/s/m2.


Valores de coeficiente de permeabilidad obtenidos por diferentes métodos:


k: conductividad hidráulica calculada a partir de pruebas de campo,
0.4*10-3 m/s.


k: conductividad hidráulica evaluada en el laboratorio, 1.4 *10-3m/s


k: conductividad hidráulica evaluada a partir de granulometría, 1*10-
3m/s


La discrepancia de los resultados de campo y de laboratorio puede ser
explicada en razón de que el espécimen de laboratorio, reconstituido a
partir de una muestra de campo, contenía solo la fracción inferior a 1 cm
de diámetro. La presencia de grava gruesa, cantos y bloques contribuye a
disminuir la permeabilidad del conjunto.


Las condiciones hidrogeológicas de este acuífero lo hacen
particularmente indicado para desarrollar una captación
subterránea por infiltración ribereña; la técnica de
captación y tratamiento por infiltración ribereña ha sido
ya presentada en el informe de prefactibilidad. Conviene
en este punto resaltar las condiciones particulares que
hacen factible esta alternativa para el abastecimiento de
agua potable de la población urbana de El Yopal. Las
características del acuífero, espesor, mayor que 40 m, y
conductividad hidráulica, k=1.4*10-3 m/s, presentadas en
la Tabla 9 pueden ser comparados muy favorablemente con
las características de los acuíferos donde han sido
instalados, con todo éxito, sistemas de captación ribereña
en otros países. Las gráficas de las Figuras 49 y 50
ilustran la productividad de sistemas de captación
ribereña en Estados Unidos y Europa en condiciones
hidrogeológicas similares a las que se encuentran en el
Valle de La Vega.








Figura 49. Correlación entre área de pozos laterales y caudal captado en
sistemas de captación por infiltración ribereña.





Figura 50. Correlación entre área perimetral de la captación y caudal. El
rombo rojo representa las condiciones encontradas en el acuífero La Vega.








Figura 52. Muestras de agua colectadas en el Río Cravo Sur y en dos pozos
de observación excavados a 10 y 20 m de la orilla.





En este punto debe destacarse las ventajas del sistema de captación
ribereña en la regulación del caudal y en la disminución y homogeneización
de contaminantes del agua cruda. El agua de fuentes superficiales en la
cuenca del Río Cravo Sur presenta variaciones extremas de caudal y de
contenido de sólidos en suspensión entre las épocas de lluvia y estiaje que
no ocurren el acuífero. La fotografía de la Figura 52 ilustra la diferencia
entre el agua del río Cravo Sur, cuyo contenido de sólidos pasa de 30 g/l
durante las crecientes, y el agua colectada en dos de los pozos de
observación excavados en desarrollo de este proyecto.


3 Modelo Hidrogeológico Regional


La información compilada y generada en este proyecto permite plantear un
modelo hidrogeológico regional que considere el conjunto de la evidencia
disponible, como se explica a continuación.


La totalidad del agua superficial y subterránea en el sistema
hidrogeológico regional tiene su origen en la precipitación cuyo patrón de
distribución temporal y espacial fue planteado en el numeral 1.3.1. La
mayor parte de la precipitación vuelve a la atmósfera en el proceso de
evapotranspiración o discurre en superficie y en la parte superior del
subsuelo como escorrentía. La infiltración tiene lugar en el altiplano y en
los valles intramontanos y las terrazas elevadas donde las condiciones
topográficas y la textura el suelo lo permiten; la circulación ocurre a
través del macizo montañoso a lo largo de las diaclasas, planos de
estratificación y zonas de falla, y la descarga ocurre en todo el frente
erosivo a través de los manantiales y de los cauces de las corrientes de
agua. El modelo hidrogeológico regional propuesto queda ilustrado
esquemáticamente en el corte Duitama-Labranzagrande-Yopal de la Figura 53.


1 Zona de recarga


La zona de recarga de las aguas subterráneas en la vertiente oriental de
la Cordillera se encuentra en el altiplano en proximidad de la cota 2 500
m.s.n.m., a partir de la lluvia cuya altura de precipitación puede
encontrarse por encima de dicha elevación. El contenido de Deuterio de agua
de los manantiales, en muestras cuidadosamente colectadas para minimizar la
contaminación con agua de escorrentía, es estadísticamente constante entre
la cota 2 600 m.s.n.m., en el altiplano boyacense, hasta los 300 m.s.n.m.,
cota de nivel estático de los pozos en el Abanico de Yopal. Las elevadas
pendientes en la cordillera hacen que la infiltración efectiva por fuera de
los amplios valles del altiplano y de los valles intramontanos sea mínima.








Figura 53. Modelo Hidrogeológico Regional





2 Circulación del agua subterránea


El flujo del agua subterránea ocurre a lo largo de las discontinuidades en
el macizo rocoso, en particular a lo largo de las diaclasas, en dirección
al frente cordillerano. Aunque las fallas, cuya orientación predominante es
SW-NE, pueden redireccionar el flujo, la orientación del relieve, y de la
red de drenaje, permiten aseverar que la dirección de flujo dominante es NW-
SE.


3 Descarga


La descarga del agua subterránea infiltrada en el altiplano tiene lugar a
lo largo de la red de drenaje y se manifiesta en forma particularmente
clara en el caudal base de las corrientes. La relación directa entre caudal
base y área de las cuencas, ilustrada en la Figura 1-38, conjuntamente con
la coincidencia de contenido isotópico en los manantiales del altiplano y
los de la cuenca por debajo de la cota de este es un fuerte argumento en
favor de la validez de este aserto.


4 Almacenamiento


El cálculo de almacenamiento implicaría un estudio regional que supera con
creces los alcances de esta consultoría. Sin embargo, es posible postular,
con base en la información compilada y generada en este proyecto, que el
sistema hidrogeológico regional funciona en un régimen aproximadamente
estacionario en el que existe un equilibrio de largo plazo entre la
infiltración en el altiplano y la descarga en el frente cordillerano, con
un balance nulo en almacenamiento. El incremento o disminución de agua en
el macizo rocoso y en los valles intramontanos son de carácter estacional,
afirmación que podría ser validada mediante la observación de largo plazo
de piezómetros en diferentes puntos del sistema. El caudal base
relativamente constante de las corrientes del frente cordillerano


La alteración esperada de las condiciones hidrogeológicas del acuífero será
mínima si se toma como caudal firme susceptible de ser captado, 1.5 m3/s,
al considerar la infiltración local en el Valle de La Vega,1.17 m3/s, y el
caudal infiltrado desde la parte alta de la Cuenca del Río Cravo Sur y de
otras cuencas, 0.75 m3/s.


4 La Evidencia Isotópica


El análisis hidrológico regional puede ser refinado con la ayuda de
técnicas isotópicas a partir de los contenidos de Deuterio y Oxígeno 18 en
el agua de precipitación, y en el agua de ríos, manantiales y de pozos.


Los contenidos de Deuterio y Oxígeno 18 del agua lluvia, presentan una
elevada correlación lineal conocida como la recta meteórica, o recta de
Craig, cuya versión para Colombia se encuentra en la Figura 54 a partir de
datos generados en todo el país. En la Figura 55 se encuentran la recta
meteórica con los valores registrados en la Cordillera Oriental; en la
Figura 56 se encuentra la recta meteórica con valores correspondientes a
muestras de agua colectadas en la vertiente oriental de la Cordillera
Oriental entre Tota y Yopal.




Figura 54. Versión para Colombia de la Recta Meteórica, con Base en Datos
Generados en Todo el País










Figura 55. Recta Meteórica con Base en Datos Generados en la Cordillera
Oriental






Figura 56. Recta Meteórica con Base en Datos Generados en el Transecto Tota
Yopal


Esta función permite reconocer si el agua analizada corresponde a agua
lluvia, si ésta ha sufrido un proceso de evaporación o de contaminación, o
si es de otra categoría: aguas juveniles o connatas. Ello hace que pueda
reconocerse si el agua que se encuentra en un determinado sitio es agua
lluvia o meteórica, agua juvenil, o agua que ha sufrido un fuerte proceso
de evaporación, o ha sido contaminada con productos químicos. Los datos que
se apartan significativamente de esta recta no corresponden a aguas
lluvias, o corresponden a aguas lluvias que han sido modificadas por
evaporación o por contaminación con efluentes domésticos o industriales en
los cuerpos o corrientes de agua. Las modificaciones más comunes son
debidas a procesos de evaporación en lagos y lagunas, a intercambio
isotópico con los medios en los que fluye, o a contaminación con productos
químicos y desechos líquidos urbanos.


La Figura 56 ilustra cómo el contenido de Deuterio y Oxígeno 18, en el agua
de manantiales y corrientes de agua en la vertiente oriental de la
cordillera y en pozos en el abanico de Yopal, corresponde a agua lluvia de
acuerdo con los criterios aceptados en las técnicas de hidrología
isotópica.


La variación en la composición isotópica depende de las condiciones de
evaporación y de condensación de las masas de agua en la hidrosfera, lo que
implica que ella depende básicamente de una variable, la temperatura media
del ambiente en que ocurre la evaporación o la condensación.


Una segunda regularidad útil en el análisis que nos ocupa, es la variación
que puede tener el agua lluvia por las condiciones de temperatura en las
que se produce la condensación y la correspondiente precipitación. Dado que
en las regiones equinocciales la temperatura ambiente es una función de la
altura sobre el nivel del mar, el contenido isotópico del agua lluvia varía
en función de la altura de precipitación que se toma siempre como la cota
del pluviómetro o del recipiente de recolección de muestras. El cambio de
contenido isotópico en función de la altura de precipitación es conocido
como efecto orográfico, y la relación de cambio del contenido isotópico con
la altura recibe el nombre de gradiente orográfico. La identificación,
evaluación y valoración de esta función permite determinar un gradiente
orográfico de contenido isotópico en el agua lluvia, información clave para
determinar las zonas de recarga.


En la Figura 57 se encuentra el conjunto de datos de contenido de Deuterio
versus la altura de precipitación, compilado en Colombia desde el nivel del
mar hasta el Parque Los Nevados. En este gráfico debe destacarse la
linealidad de la función entre 500 y 4 000 m.s.n.m.




Figura 57. Contenido de Deuterio Versus la Cota de Muestreo en el Agua
Lluvia en Colombia


Por fuera de este intervalo puede postularse que las condiciones de
evaporación y condensación que intervienen en el contenido isotópico de la
precipitación, difieren de las que dominan en las cadenas montañosas. De
hecho, es conocido que el contenido isotópico varía en función de la
distancia al océano, fenómeno conocido como efecto continental.


El contenido isotópico tiende a permanecer constante en los procesos de
infiltración del agua lluvia y circulación del agua subterránea. La
probabilidad de que ocurra algún intercambio isotópico con los suelos o
rocas, con los que entra en contacto el agua subterránea es muy baja; en
consecuencia, el agua subterránea no presenta la regularidad de variación
con la altura que se observa en la precipitación. El contenido isotópico
del agua de los manantiales corresponde al del agua lluvia de su zona de
recarga, incluido el del agua de escorrentía cuando la muestra se toma
corto tiempo después de la precipitación. Esta condición ha sido utilizada
para identificar el área de recarga de las aguas subterráneas, al poder
establecer la relación entre el contenido isotópico del agua en el área de
recarga, y el contenido isotópico del agua subterránea cuyo origen se
investiga.


En la primera campaña de reconocimiento en el curso de la investigación
hidrogeológica para este proyecto fueron colectadas muestras de manantiales
a lo largo de la vía Tota-Yopal. En la Tabla 15 se encuentra la información
isotópica generada en esta investigación, complementada con datos del
archivo del autor.


Las muestras de manantiales, corrientes de agua y pozos fueron tomadas
todas en la segunda semana de abril de 2013, al final de un período de
estiaje de varias semanas. Esta condición permite asegurar que las muestras
corresponden en su totalidad a agua de infiltración, sin mezcla de agua de
escorrentía. Las muestras de aguas lluvias fueron tomadas con muestreadores
de acumulación que recibieron las precipitaciones de la totalidad del mes
de abril de 2013.











Tabla 15. Información Isotópica en el Transecto Tota - Yopal

Muestra "δ18O "δD "Cota "Tipo "Localización " "AYO 01 "-11,31 "-83,5 "3420
"GW "Manantial "La Cinta " "AYO 02 "-11,33 "-84,5 "3370 "SW "Río "Río
Martinero " "AYO 03 "-10,78 "-78,9 "3230 "GW "Manantial "Vía a Yopal " "AYO
04 "-10,22 "-74,2 "3120 "GW "Manantial "Vía a Yopal " "AYO 05 "-9,69 "-68,1
"2960 "GW "Manantial "Vía a Yopal " "AYO 06 "-10,33 "-72,2 "2900 "GW
"Manantial "Vía a Yopal " "AYO 07 "-9,4 "-65,7 "2820 "GW "Manantial "Vía a
Yopal " "AYO 08 "-7,33 "-48,7 "2735 "GW "Manantial "Vía a Yopal " "AYO 09 "-
9,31 "-63,8 "2550 "GW "Meteórica "Vía a Yopal " "AYO 10 "-7,61 "-47,6 "2550
"RW "Manantial "Vía a Yopal " "AYO 11 "-7,15 "-45,5 "2490 "GW "Manantial
"Vía a Yopal " "AYO 12 "-7,69 "-48,4 "2230 "GW "Manantial "Vía a Yopal "
"AYO 13 "-7,77 "-47,4 "2090 "GW "Manantial "Vía a Yopal " "AYO 14 "-8,22 "-
50,5 "2000 "SW "Quebrada "Vía a Yopal " "AYO 15 "-6,96 "-41,8 "1795 "GW
"Manantial "Vía a Yopal " "AYO 16 "-7,58 "-46,3 "1600 "GW "Manantial "Vía a
Yopal " "AYO 17 "-7,74 "-49,5 "1130 "GW "Manantial "Vía a Yopal " "AYO 18 "-
7,51 "-51 "1070 "GW "Dren "Vía a Yopal " "AYO 19 "-7,82 "-51,1 "915 "GW
"Dren "Vía a Yopal " "AYO 20 "-5,99 "-37,3 "330 "RW. "Muestreador "Quintero
" "AYO 21 "-7,29 "-46,1 "330 "GW "Pozo "Yopal C. Roja " "AYO 22 "-8,41 "-
54,1 "330 "GW "Pozo "Yopal Policia " "AYO 23 "-6,98 "-44,9 "330 "GW "Pozo
"Yopal SENA " "AYO 24 "-6,93 "-43,1 "330 "GW "Pozo "Yopal Estadio " "AYO 25
"-6,69 "-42,1 "330 "GW "Pozo "Yopal S Jorge " "AYO 26 "-6,95 "-43,7 "330
"GW "Pozo "Yopal Bomberos " "AYO 27 "-6,33 "-40,8 "440 "GW "Pozo
exploratorio "Yopal La Vega " "AYO 28 "-13,73 "-100,5 "3420 "RW.
"Muestreador "La Cinta " "AYO 29 "-15,61 "-113,7 "2990 "RW. "Muestreador
"Toquilla " "AYO 30 "-12,25 "-85,6 "2080 "RW "Muestreador "Santa Lucía "
"AYO 31 "-11,04 "-77,4 "1715 "RW "Muestreador "Corinto " "AYO 32 "-9,94 "-
69,9 "1070 "RW "Muestreador "Puerta Vieja " "AYO 33 "-9,63 "-66,1 "330 "RW
"Muestreador "Quintero " "AYO 34 "-7,54 "-54,6 "480 "RW "Muestreador "La
Tablona " "AYO 35 "-7,33 "-48,5 "350 "GW "Pozo "Yopal " "AYO 36 "-9,22 "-62
"400 "SW "Río "Cravo Sur " "AYO 37 "-6,97 "-44,9 "405 "GW "Pozo E "La Vega
" "AYO 38 "-6,77 "-44,6 "405 "GW "Pozo E "La Vega " "AYO 40 "-9,21 "-62,9
"380 "SW "Rio Cravo "Puente Yopal " "AYO 41 "-7,52 "-48 "420 "GW "Manantial
"La Vega " "AYO 42 "-9,26 "-62 "480 "SW "Rio Cravo "La Cabana " "AYO 43 "-
6,73 "-44,2 "470 "SW "Aguatoca "Yopal " "AYO 44 "-9,4 "-68,8 "415 "RW "La
Vega "Yopal " "AYO 45 "-7,05 "-45,6 "400 "GW "Upamena "Yopal " "AYO 46 "-
7,16 "-47,1 "650 "SW "Almorzadero "Yopal " "AYO 47 "-7,45 "-47,5 "875 "SW
"Los Yopos "Labranzagrande " "AYO 48 "-7,55 "-50,1 "640 "SW "Manantial
"Labranzagrande " "AYO 49 "-8,03 "-54,4 "1150 "SW "Acueducto
"Labranzagrande " "HV-331 "-11,74 "-88 "3020 "SW "Manantial "Tota " "HV-332
"-11,5 "-85,7 "3020 "SW "Manantial "Tota " "HV-333 "-11,59 "-86,1 "3020 "SW
"Manantial "Tota " "HV-334 "-10,47 "-80,5 "3020 "GW "Manantial "Tota " "HV-
339 "-10,99 "-82,1 "3020 "SW "Manantial "Tota " "HV-340 "-11,74 "-84,5
"3020 "SW "Manantial "Tota " "HV-341 "-11,1 "-81,8 "3020 "SW "Manantial
"Tota " "
Notas: RW, agua lluvia
GW, agua subterránea
SW, agua superficial


En la Figura 58 se encuentran los datos de contenido de Deuterio de
muestras de agua de manantiales en los transectos Tota - Yopal y
Labranzagrande- Yopal.







Figura 58. Contenido de Deuterio Versus Cota en Muestras de Agua de
Manantiales y Corrientes de Agua en el Transecto Tota - Yopal y
Labranzagrande- Yopal


En esta figura cabe destacar:


El contenido de Deuterio del Río Cravo Sur en su cota 400 m.s.n.m. es
igual a -62%o (triangulo rojo en la Figura 57) cuando se encuentra en su
nivel de aguas mínimo, cifra que corresponde a la media del contenido
isotópico de los manantiales entre las cotas 400 y 3 500 m.s.n.m., que
comprenden toda la cuenca analizada.


El contenido de Deuterio de las aguas subterráneas entre las cotas 300 a
2 700 m.s.n.m. se encuentra entre límites relativamente estrechos, -55%o