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DISEO DE LA ALTERNATIVA TCNICA MS FAVORABLE QUE PERMITA
IMPLEMENTAR UN SISTEMA DE DRENAJE URBANO SOTENIBLE SUDS EN EL
PARQUE METROPOLITANO SAN CRISTBAL.
LUIS ALEJANDRO VANEGAS GUERRERO
UNIVERSIDAD CATLICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERA
PROGRAMA DE ESPECIALIZACIN EN RECURSOS HDRICOS
BOGOT D.C 2015
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DISEO DE LA ALTERNATIVA TCNICA MS FAVORABLE QUE PERMITA
IMPLEMENTAR UN SISTEMA DE DRENAJE URBANO SOTENIBLE SUDS EN EL
PARQUE METROPOLITANO SAN CRISTBAL.
LUIS ALEJANDRO VANEGAS GUERRERO
Trabajo de grado para obtener el ttulo de especialista en Recursos Hdricos.
ASESOR: MAURICIO GONZLEZ MNDEZ
INGENIERO CIVIL.
UNIVERSIDAD CATLICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERA
PROGRAMA DE ESPECIALIZACIN EN RECURSOS HDRICOS
BOGOT D.C 2015
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Nota de aceptacin
______________________________________
______________________________________
______________________________________
______________________________________
Presidente del Jurado
______________________________________
Jurado
______________________________________
Jurado
Bogot D.C., Junio de 2015.
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Dedicatoria
A mi madre, mi hermana y mi sobrina, que me brindaron todo su apoyo en este proceso de
formacin personal y profesional, ya que ellas hacen ms meritorio culminar con xito esta etapa
de la vida.
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Agradecimientos
Agradecimiento a los profesionales y compaeros de trabajo del Instituto Distrital de Gestin de
Riesgos y Cambio Climtico que con sus aportes profesionales y orientacin contribuyeron a la
culminacin del presente trabajo de grado.
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TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIN .................................................................................................................................. 2
1 GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO ..................................................................... 5
1.1 LNEA DE INVESTIGACIN .................................................................................................................. 5
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ...................................................................................................... 5
1.2.1 Antecedentes del problema ...................................................................................................... 5
1.2.2 Pregunta de investigacin ....................................................................................................... 9
1.3 JUSTIFICACIN ................................................................................................................................. 10
1.4 OBJETIVOS ....................................................................................................................................... 12
1.4.1 Objetivo general .................................................................................................................... 12
1.4.2 Objetivos especficos ............................................................................................................. 12
2 MARCOS DE REFERENCIA .................................................................................................... 13
2.1 MARCO CONCEPTUAL ...................................................................................................................... 13
2.2 MARCO TERICO ............................................................................................................................. 14
3 METODOLOGA ........................................................................................................................ 19
3.1 FASES DEL TRABAJO DE GRADO ....................................................................................................... 19
3.2 INSTRUMENTOS O HERRAMIENTAS UTILIZADAS ............................................................................... 20
4 LOCALIDAD DE SAN CRISTBAL ........................................................................................ 21
4.1 DESCRIPCIN Y CARACTERIZACIN DE LA LOCALIDAD. ............................................... 21
4.2 IDENTIFICACIN DEL RIESGO EN LOS ESCENARIOS TERRITORIALES DE LA LOCALIDAD. ................ 24
4.3 ANLISIS DE LAS EMERGENCIAS OCURRIDAS EN LA LOCALIDAD DE SAN
CRISTBAL. 24
5 SISTEMAS URBANOS DE DRENAJE ...................................................................................... 27
5.1 QU ES DRENAJE URBANO? ............................................................................................................ 27
5.2 EFECTOS DE LA URBANIZACIN SOBRE EL DRENAJE. ..................................................... 29
5.3 SUDS. ............................................................................................................................................. 32
5.4 DESARROLLO. ............................................................................................................................. 34
5.5 TIPOLOGA DE SUDS. ................................................................................................................. 35
5.5.1 Medidas no estructurales....................................................................................................... 35
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5.5.2 Medidas estructurales. .......................................................................................................... 36
5.6 SUDS EN BOGOT. ...................................................................................................................... 37
6 INFORMACIN DISPONIBLE. ................................................................................................ 39
6.1 INFORMACIN HIDROMETEOROLGICA ............................................................................. 39
6.2 CARTOGRAFA DE REFERENCIA. ............................................................................................ 40
7 DISEO HIDRULICO. ............................................................................................................ 43
7.1 CARACTERSTICAS FISIOGRFICAS DE LA CUENCA ........................................................................... 43
7.2 ANLISIS DE LOS DATOS DE LLUVIA EN LA CUENCA ......................................................................... 49
7.3 SELECCIN DEL ESCENARIO DE DISEO. ........................................................................................... 51
7.4 CAUDALES DE DISEO. ..................................................................................................................... 52
7.4.1 Estimacin del coeficiente de escorrenta, C......................................................................... 52
7.4.2 Calculo de caudales. ............................................................................................................. 54
7.4.3 Estimacin del nmero de curva de escorrenta, CN ............................................................ 54
7.4.4 Clasificacin hidrolgica de los suelos. ................................................................................ 54
7.4.5 Determinacin del nmero de curva de escorrenta.............................................................. 55
7.4.6 Calculo del tiempo de concentracin .................................................................................... 56
7.4.7 Hidrograma unitario sintetico mtodo SCS........................................................................... 56
7.5 DISEO DEL SISTEMA DE ALMACENAMIENTO. .................................................................. 57
7.5.1 Sistema Modular de Tanques Subterraneos. ......................................................................... 59
8 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................................... 60
8.1 CONCLUSIONES. ......................................................................................................................... 60
8.2 RECOMENDACIONES. ................................................................................................................ 61
BIBLIOGRAFA .................................................................................................................................. 63
APNDICES ......................................................................................................................................... 66
ANEXOS ............................................................................................................................................... 73
ANEXO A. GLOSARIO. .......................................................................................................................... 73
ANEXO B. DATOS DE PRECIPITACIN MENSUAL MULTIANUAL, ESTACIN EL DELIRIO. . 77
ANEXO C. TIPOLOGAS DE SUDS CON MEDIDAS ESTRUCTURALES. ........................................ 79
ANEXO D. CLASIFICACION HIDROLGICA DE LOS SUELOS ...................................................... 91
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LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1. UBICACIN LOCALIDAD DE SAN CRISTBAL. .............................................................................................. 22
FIGURA 2. INTERFACES PRINCIPALES DEL DRENAJE URBANO. ....................................................................................... 28
FIGURA 3. EFECTOS DE LA URBANIZACIN SOBRE EL DESTINO DE LAS LLUVIAS. .......................................................... 30
FIGURA 4. EFECTO DE LA URBANIZACIN EN LA TASA PICO DE ESCORRENTA. ............................................................. 31
FIGURA 5. OBJETIVOS DEL DRENAJE SOSTENIBLE. ....................................................................................................... 33
FIGURA 6 ESTRATEGIA DE ADAPTACIN Y ORDENAMIENTO ALREDEDOR DEL AGUA EN BOGOT ................................. 38
FIGURA 7.CUENCA DEL RO SAN CRISTBAL. .............................................................................................................. 42
FIGURA 8. MODELO DE ELEVACIN DIGITAL DE CUENCA DEL RO SAN CRISTBAL .................................................... 43
FIGURA 9. DELIMITACIN DE LA CUENCA DEL RO SAN CRISTBAL .............................................................................. 44
FIGURA 10. RED PRIMARIA DE DRENAJE CUENCA DEL RO SAN CRISTBAL. ................................................................. 45
FIGURA 11. RED SECUNDARIA DE DRENAJE CUENCA DEL RO SAN CRISTBAL. ............................................................ 45
FIGURA 12. MODELO DE ELEVACIN DIGITAL DE LA CUENCA DEL RO SAN CRISTBAL, SE DESTACA LA DELIMITACIN
DE LA MICROCUENCA DE LA ZONA URBANIZADA DE LA MISMA ........................................................................... 47
FIGURA 13. MODELO DIGITAL DE ELEVACIN DE LA MICROCUENCA DE LA ZONA URBANA DEL RO SAN CRISTBAL. .. 47
FIGURA 14. ORTOFOTO DE LA MICROCUENCA DE LA ZONA URBANA DEL RO SAN CRISTBAL ..................................... 48
FIGURA 15. RED DE DRENAJE DE LA MICROCUENCA DE LA ZONA URBANA DEL RO SAN CRISTBAL. ........................... 48
FIGURA 16. DISTRIBUCIN PROMEDIO DE LA PRECIPITACIN PARA LA ESTACIN EL DELIRIO ..................................... 50
FIGURA 17. ALMACENAMIENTO: HIDROGRAMAS DE ENTRADA Y SALIDA DE FLUJO ..................................................... 58
FIGURA 18. MODULO DEL SISTEMA DE TANQUES SUBTERRANEO. ................................................................................. 59
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LISTA DE TABLAS
TABLA 1. ZONIFICACIN DE AMENAZA POR INUNDACIN DE BOGOT. ....................................................................... 15
TABLA 2. NMERO DE BARRIOS Y SUPERFICIE EN HECTREAS. ................................................................................... 23
TABLA 3. CARACTERIZACIN DE RIESGO PARA EL ESCENARIO ALUVIAL EN LA LOCALIDAD. ........................................ 24
TABLA 4. EMERGENCIAS REALACIONADAS CON EVENTOS DE REPRESAMIENTO DE CAUCE, INUNDACIN O
ENCHARCAMIENTOS. ........................................................................................................................................... 25
TABLA 5. AFECTACIONES GENERADAS POR EMERGENCIAS RELACIONADAS CON REPRESAMIENTO DE CAUCE,
INUNDACIN O ENCHARCAMIENTO 1. .................................................................................................................. 26
TABLA 6. COEFICIENTES PARA EL CLCULO DE LAS CURVAS IDF DE LA ESTACIN EL DELIRIO. ................................. 39
TABLA 7. CARCTERSTICAS MORFOMTRICAS DE LA CUENCA DEL RO SAN CRISTBAL ........................................... 46
TABLA 8. CARCTERSTICAS MORFOMTRICAS DE LA MICROCUENCA DE LA ZONA URBANA DEL RO SAN CRISTBAL
........................................................................................................................................................................... 49
TABLA 9. SELECCIN DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTA............................................................................................ 53
TABLA 10. CALCULO DE CAUDALES PARA LAS CONDICIONES NATURALES Y MODIFICADAS DE LA MICROCUENCA DE LA
ZONA URBANA DEL RO SAN CRISTBAL .............................................................................................................. 54
TABLA 11. NUMERO DE CURVA DE ESCORRENTA PARA REAS URBANAS. ................................................................... 55
TABLA 12. CALCULO DE TIEMPO DE CONCENTRACIN ................................................................................................. 56
TABLA 13. CALCULOS DE LOS PARMTEROS TC Y QP PARA LAS CONDICIONES NATURALES Y MODIFICADAS DE LA
MICROCUENCA URBANA DEL RO SAN CRISTBAL. ............................................................................................. 57
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1
RESUMEN
En este trabajo de grado se propone presentar el efecto que se genera sobre la escorrenta
producida por las aguas lluvias y como los efectos de la urbanizacin y el cambio en las
coberturas del suelo modifican drasticamente el comportamiento de la escorrenta superficial en
las zonas urbanas, adicionalmente pretende hacer visible la importancia de plantear un cambio en
el modelo de uso del recurso hdrico y proyectar un modelo con acciones sostenibles
ambientalmente, para este fin se plantea la implementacin de un sistema urbano de drenaje
sostenible para la cuenca del ro san cristbal, cual se utiliza la modelacin hidrulica de la
cuenca objeto de estudio mediante el software arc-gis, partiendo desde la obtencin de las curvas
de nivel empleando el software Global Mapper, se determinan los caudales teniendo en cuenta la
precipitacin histrica medida en la zona, la cobertura del suelo y el rea de la cuenca,
adicionalmente usando el mtodo del SoilConservationService SCS es posible determinar los
hidrogramas unitarios de la cuenca de anlisis en su condicin natural y su condicin
modificada, finalmente es importante destacar las variaciones significativas de los tiempos de
concentracin en relacin con las condiciones naturales de la cuenca y las condiciones
modificadas as como los efectos de un sistema de almacenamiento del caudal proveniente de las
aguas lluvias y sus efectos a corto y largo plazo.
Palabras clave: Inundacin, Sistema Urbano de Drenaje Sostenible, Escorrenta Superficial,
Cobertura de suelo, modelacin hidrulica.
ABSTRACT
In this paper grade it is planning to present the effect generated on runoff caused by rain waters
and the effects of urbanization and changes in land cover drastically modify the behavior of
surface runoff in urban areas, further aims to make visible the importance to propose a change in
the pattern of use of water resources and project a model environmentally sustainable actions, for
this purpose the implementation of a sustainable urban drainage system for the basin of San
Cristobal River arises, which used hydraulic modeling of the basin under study by the arc-gis
software, starting from obtaining the contour using the Global Mapper software, flows are
determined taking into account the historical measured precipitation in the area coverage soil and
watershed area, additionally using the method of SoilConservationService -SCS is possible to
determine the unit hydrograph basin analysis in its natural condition and its modified condition
finally is important to highlight the significant changes in concentration relative times with the
natural conditions of the basin and the changed conditions and the effects of a storage system
from storm water flow and its effects in the short and long term.
Keywords: Flood, Sustainable Urban Drainage System, surface runoff, soil coverage, hydraulic
modeling
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2
INTRODUCCIN
La cuenca del ro san Cristbal hace parte del ro Fucha y se encuentra al sur este de la ciudad de
Bogot D.C., dentro de la localidad 4 de San Cristbal, y se extiende no sobre el altiplano, sino
sobre las estribaciones montaosas, cuenta con una extensin total de 4909.88 hectreas (ha),
1629.19 ha estpan clasificadas como suelo urbano y 3187.13 han sido definidas como suelo
rural, el rea de los terrenos de la localidad de san Cristbal estn comprendidos entre los 2600 y
los 3200 m.sn.m., con una temperatura promedio anual de 10.5C en la zona baja y 3.5C en la
zona alta y la poblacin de la localidad es de 404.385 personas, en cuanto a la zona objeto de
estudi es necesario mencionar que si bien no es la ms problemtica en Bogot en lo que se
refiere a eventos de emergencia relacionados con inundacin o desbordamiento, se destaca por
contar con un rea rural y una urbana como se mencionoanteriromente, esta ltima densamente
poblada y con graves problemas de vulnerabilidad fsica y social.
El Plan de Desarrollo Bogot Humana, incorpora medidas de adaptacin al cambio climtico en
los procesos de gestin de riesgos del Distrito Capital, con nfasis en reducir la exposicin y la
vulnerabilidad de la ciudad. Se busca aumentar la resiliencia a los impactos adversos potenciales
de los extremos climticos, sobre las personas, la actividad econmica, los servicios ambientales,
sociales o culturales y la infraestructura1.
1COLOMBIA. SECRETARA DE PLANEACIN. Decreto 364 de 26 de Agosto de 2013 Plan de Ordenamiento
Territorial POT, 2013. P. 111
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3
Para mitigar los posibles efectos derivados de la inadecuada gestin del recurso hdrico el Plan
de Desarrollo, presenta como objetivo la generacin de espacio pblico verde para mejorar la
capacidad hdrica del tejido urbano; la reduccin del endurecimiento de las superficies2.
La meta que unifica los objetivos propuestos por los programas de Estrategia Territorial
Regional Frente al Cambio Climtico y de Gestin Integral del Riesgo est relacionada con la
implementacin de Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible - SUDS y de manera particular la
ejecucin de SUDS, en 8 parques de escala zonal, aplicando modelos de ecourbanismo y
construccin sostenible adicional con estas acciones se busca reducir el nmero de personas
afectadas por deslizamientos e inundaciones.
El sistema de drenaje urbano convencional est diseado para recoger la escorrenta superficial
generada por un evento de lluvia, transportarla a lo largo de una va o cuneta y descargarla lo
ms rpidamente posible, evitando el riesgo de inundacin.
El drenaje urbano convencional funciona adecuadamente. Sin embargo, hoy en da han ido
surgiendo otros conceptos de diseo del drenaje que tienen en cuenta objetivos adicionales,
basados principalmente en el desarrollo sostenible.
Dentro de las medidas planteadas para reducir la vulnerabilidad territorial al riesgo por
inundaciones se destacan las medidas de adaptacin, en particular la relacionada con
implementar nuevas formas sostenibles de construccin de la ciudad, mediante el aumento de
coberturas vegetales y capacidad de permeabilidad del suelo, que incentiven la disminucin de
islas de calor.
2COLOMBIA. ALCALDA MAYOR DE BOGOT D.C. Plan de Desarrollo 2012 2016 Bogot Humana, 2012.
P. 183.
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4
Los objetivos adicionales de los sistemas de drenaje urbano buscan disminuir el volumen de
escorrenta y los picos de escorrenta producidos por las zonas impermeables que van
apareciendo en las ciudades y mejorar lo ms cerca del sitio la captacin puntual y la calidad de
las aguas lluvias contaminadas por las vas urbanas.
La propuesta se orienta a reducir la vulnerabilidad territorial en Bogot frente a las nuevas
condiciones de amenaza, derivadas del cambio climtico, mediante la incorporacin de medidas
de adaptacin y mitigacin que inciden en la proteccin de la vida y la funcionalidad ambiental
de los espacios naturales de montaa, ros y quebradas.
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5
1 GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO
1.1 LNEA DE INVESTIGACIN
La lnea de investigacin que seguir el proyecto est relacionada con el rea de
saneamiento de comunidades, en el marco del presente proyecto pretende impactar
positivamente a la comunidad aledaa al mismo mejorando su calidad de vida mediante
la reduccin de los riesgos por inundacin presentes en la cuenca del ro san Cristbal
como histricamente se ha evidenciado, adems por medio del mismo se pretende
comenzar a generar conocimiento a nivel comunitario e institucional sobre la importancia
de emprender acciones que garanticen a mediano y largo plazo sostenibilidad ambiental.
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.2.1 Antecedentes del problema
En los ltimos aos la ciudad ha experimentado mayor ocurrencia de eventos climticos
extremos. La pasada temporada de lluvias, acrecentada por el fenmeno de la Nia
durante el segundo semestre del ao 2010 y el ao 2011, es la mayor tragedia a nivel de
invierno que ha vivido el pas en los ltimos 50 aos. Aunque, en Bogot, la afectacin
por este fenmeno estuvo por debajo del promedio nacional, es claro que la afectacin
fue superior la que generalmente se presenta en trminos de nmero de afectados,
movilidad, salud pblica y prdidas econmicas a la comunidad3.
En la ciudad, los eventos climticos extremos han afectado principalmente la poblacin
de menores ingresos que se localiza cerca de humedales, riberas de los ros y laderas de
3COLOMBIA, SECRETARA DE PLANEACIN. Modificacin Excepcional de Normas Urbansticas del Plan de
Ordenamiento Territorial 2013, Documento Tcnico de Soporte, 2013, P. 17 y 259
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6
las montaas (4545 familias / 19131 personas viven en zonas de riesgo). Igualmente, la
vida silvestre en ecosistemas frgiles se ha visto afectada.
En los ltimos 30 aos, Bogot ha sufrido grandes inundaciones producidas por el
desborde de ros que afectaron la normalidad cotidiana de los habitantes y que produjeron
grandes prdidas econmicas4, entre los eventos de emergencia por inundacin se
destacan en el Distrito Capital se destacan entre otros el presentado en Noviembre de
1979, el ro Bogot se desborda cerca de la desembocadura del ro Fucha, afectando
principalmente el barrio Patio Bonito de la localidad de Kennedy, as como el que se
presento en 1984 con la inundacin del barrio Meissen.
Estos eventos hicieron visible la necesidad que tena el Distrito Capital de contar con una
entidad para la atencin y prevencin de emergencias y por medio del Acuerdo 11 de
1987 se crea el FOPAE. En ese mismo ao se presenta el evento de inundacin generado
por el rebose del ro arzobispo.
En el ao de 1994 se presenta la avalancha proveniente de la cantera el Zuque y que fue
trasportada por la Quebrada del mismo nombre y la Quebrada Chiguaza afectando
principalmente a los habitantes de las zonas de ronda de las localidades de San Cristbal
y Rafael Uribe Uribe.
En mayo 14 de 1996, el barrio San Benito de la localidad de Tunjuelito a orillas del ro
del mismo nombre sufri inundaciones inicialmente por reflujo de los sistemas de
alcantarillado del barrio, y luego por el desborde del ro Tunjuelo debido a la rotura del
jarilln cerca de la desembocadura de la quebrada La Chiguaza.
4COLOMBIA, SECRETARA DISTRITAL DE AMBIENTE. Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible Para el Plan
de Ordenamiento Zonal Norte POZN, 2011, P. 7 9.
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7
En el ao 2002 se produce la inundacin de las crcavas producto de la explotacin
minera sobre el ro Tunjuelo.
Hasta ahora, el evento con mayores repercusiones sociales y econmicas a nivel distrital,
asociado a un evento de emergencia, parece ser el ocurrido en la Quebrada Limas de la
localidad de Ciudad Bolvar, ocurrido en el ao 2004.
A fin de disminuir la condicin de riesgo por inundacin para los habitantes, en el ao
2005 la Empresa de Acueducto de Bogot finaliza las obras de construccin de la presa
seca Canta Rana, con la cual se busca amortiguar las crecientes del ro Tunjuelito y
mitigar sus consecuencias en las zonas bajas de la ronda del ro, la implementacin de
esta medida estructural ha sido importante para mitigar los efectos en una parte de la
ciudad, pero desafortunadamente los eventos de inundacin se han vuelto recurrentes en
otras zonas de la ciudad donde histricamente no se haban presentado o se presentaban
con menor intensidad.
En marzo 10 de 2008, la Avenida Caracas con Calle 26 se inunda. Este sector aparece
identificada como una zona crtica por la Unidad de Emergencias, por ser un lugar con un
alto porcentaje de basuras en su alcantarillado, lo que no permite que las aguas se
evacan rpido, las consecuencias de este evento le demostraron a la ciudad que su
sistema de drenaje pluvial no se encontraba preparado para evacuar de manera eficiente
un evento con picos de lluvia altos asociado con granizo.
En el ao 2011 debido a la presencia de la temporal invernal habitual al segundo semestre
del ao, acrecentada por el fenmeno de La Nia de acuerdo con los anlisis realizados
por el IDEAM, este fenmeno sumado al presentado durante la temporada invernal que
inicio en el segundo semestre del 2010 y se extendi hasta el primer semestre de 2011.
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Esta situacin genero precipitaciones por encima de lo normal, con mayor nmero de das
lluviosos para los meses de Diciembre de 2011 y Enero, Febrero y Marzo 20125.
En la ciudad de Bogot se evidenci que debido a la presencia del fenmeno de La
Nia, los perodos de lluvia habituales por su rgimen bimodal se vieron incrementados
generando excesos de lluvia, los cuales son un factor detonante en la generacin de
eventos de emergencia tales como los fenmenos de remocin en masa, inundaciones,
encharcamientos y reflujo, la precipitacin presentada en toda la ciudad sobrepaso los
promedios histricos caractersticos de la ciudad.
Producto de lo anterior se present la inundacin por reflujo con lminas de agua hasta de
1,20 metros de altura, en un amplio sector, debido posiblemente a la sobrecarga de
volmenes de agua y/o caudales en el sistema de alcantarillado del Canal Cundinamarca
y sus canales afluentes que tienen la funcin de drenar gran parte de las localidades de
Bosa y Kennedy, lo cual conllev a sobrepasar la capacidad mxima de almacenamiento
del sistema, generando el reflujo del sistema por las redes menores de alcantarillado de
aguas lluvias hacia las vas, parqueaderos, zonas comunes y zonas residenciales de los
conjuntos ubicados en las reas de influencia de los canales Tintal IV, Santa Isabel y
Tintal III, desde la Avenida ALO, paralela al Canal Cundinamarca, hasta inmediaciones
de la Carrera 106A.
Se destaca que el sistema del Canal Cundinamarca es un elemento estructural del sistema
de drenaje de la llamada Cuenca del Tintal, la cual adems de este canal, cuenta con un
interceptor paralelo los cuales se apoyan en la Estacin elevadora de Gibraltar para
entregar al Ro Bogot.
5COLOMBIA, FONDO DE PREVENCIN Y ATENCIN DE EMERGENCIAS FOPAE. Diagnstico Tcnico
DI-6103, 2011. P. 5, 14 y 15.
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9
El 18 de Noviembre de 2013 se present una avenida torrencial en el ro Fucha, que
segn lo observado, hacia la parte alta de la ladera en la zona de Cerros Orientales, en
algunos sectores se gener el desbordamiento del ro Fucha, generando encharcamiento e
inundacin de algunos predios rurales, situacin que no se gener hacia la parte media y
baja del mencionado ro, dado que en estos sectores el cauce se profundiza, es de notar
que producto de la cantidad de aguas aportadas por la cuenca del ro Fucha al parecer por
las fuertes precipitaciones presentadas en la cabecera del ro, lodos y materiales vegetales
arrastrados durante la avenida torrencial, el nivel del ro Fucha alcanz en la zona media
y baja una altura de aproximadamente 3,5 m6.
De igual manera se apreci que en diferentes puntos del ro Fucha, producto del gran
caudal que circul por el cauce del mismo, se generaron mltiples procesos de remocin
en masa tanto en los taludes marginales derecho e izquierdo; procesos de remocin en
masa que en algunos puntos alcanzaron un volumen de masa movilizada de hasta 300m3,
materiales que fueron arrastrados por la avenida torrencial.
1.2.2 Pregunta de investigacin
El planteamiento del interrogante de la investigacin se presenta a continuacin:
Cul es la alternativa tcnica ms favorable que permita implementar un Sistema
Urbano de Drenaje Sostenible SUDS, en el parque metropolitano san Cristbal, y
que cumpla con el objetivo de mitigar los efectos producidos por los caudales punta y
los picos de las crecientes de la cuenca del ro San Cristbal, con el fin de reproducir
de manera natural su ciclo hidrolgico y que a su vez posibiliten reducir o minimizar
los riesgos por inundacin, como propone en el Plan de Desarrollo Bogot Humana?
6COLOMBIA, FONDO DE PREVENCIN Y ATENCIN DE EMERGENCIAS FOPAE. Diagnstico Tcnico
DI-7027, 2013. P. 7- 8.
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1.3 JUSTIFICACIN
Para conocer a profundidad los estudios y avances realizados en el contexto nacional e
internacional en el tema de los SUDS, que emergen con mucha fuerza en diferentes pases con
amplios antecedentes, a diferencia del nivel nacional en donde hasta ahora se empieza a tener en
cuenta estas tecnologas como parte de la solucin para el manejo de la escorrenta pluvial.
En otras latitudes, los sistemas urbanos de drenaje sostenible estn concebidos como un
componente integral dentro de la concepcin del manejo de la escorrenta que se genera dentro
de los procesos de urbanizacin. Esta filosofa de manejo consiste en buscar reproducir con la
mayor fidelidad posible las caractersticas del ciclo hidrolgico natural presente en la zona a
desarrollar una vez el proceso de urbanizacin haya tenido lugar. Ms en detalle, las regulaciones
establecidas en muchas regiones del mundo establecen que una vez se adelanta el proceso de
urbanizacin, los caudales provenientes de la escorrenta pluvial que deben entregarse en los
cuerpos de agua receptores no deben exceder los caudales que generaba originalmente la zona
desarrollada en sus condiciones de pre desarrollo, como estudio de caso se puede mencionar que
las regulaciones de varios estados de los Estados Unidos. Por ejemplo, el estado de Virginia
especifica niveles de diseo de los sistemas de bioretencin en funcin del porcentaje buscado de
reduccin de la escorrenta que llega al SUDS, mientras que el estado de Carolina del Norte,
presenta metodologas ya definidas para verificar el dimensionamiento de SUDS propuestos.
Esta filosofa de diseo es la que obliga a la implantacin de sistemas de detencin de las aguas
lluvias, como por ejemplo los sistemas de pondaje, con el objetivo especfico de disminuir picos
de caudal en las zonas urbanizadas hasta los valores naturalmente generados antes de su
urbanizacin. Ntese entonces como la necesidad de utilizar sistemas de detencin se hizo
fundamentalmente con el objetivo claro de disminuir la posibilidad de tener inundaciones
causadas por el cambio en la permeabilidad de las superficies.
Con esto en mente, los objetivos encontrados con los sistemas de detencin se han ido
progresivamente ampliando hacia otras tecnologas alternativas, tales como la bioretencin, el
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11
filtrado de aguas lluvias y la implantacin de humedales artificiales en donde, como siempre, se
busca cumplir simultneamente con los objetivos de mitigacin de picos de creciente y mejorar
la calidad del agua de la escorrenta. No obstante, la adopcin de criterios con fines de diseo y
regulacin de las diferentes tipologas de SUDS por parte de diferentes entidades ambientales y
territoriales se ve claramente influenciada por el nivel de conocimiento que se tenga de su
desempeo real.
En el mbito nacional se desarrolla un primer estudio en cuanto al tema de los SUDS en el
documento producto de la consultora realizada para la Empresa de Acueducto de Bogot
denominado Factibilidad tcnica, ambiental, econmica y financiera para el desarrollo de la
infraestructura de acueducto y alcantarillado sanitario y sistema de drenaje pluvial del borde
norte de la ciudad de Bogot, dicha consultora aborda de manera conceptual el tema de los
SUDS.
Con esto en mente, la adopcin de SUDS en el medio colombiano deber necesariamente pasar
por la adaptacin de las tecnologas ya utilizadas en otras partes del mundo a nuestras
condiciones locales con el fin de evolucionar con el tiempo haca una normatizacin tcnica
propia que involucre la especificacin a utilizar en temas tales como, la composicin
granulomtrica de los medios filtrantes, su profundidad, configuracin de drenaje, vegetacin a
utilizar y necesidades de mantenimiento, temas que hoy en da an son tambin objeto de debate
en otras partes del mundo.
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1.4 OBJETIVOS
1.4.1 Objetivo general
Diseo de la alternativa tcnica ms favorable que permita implementar un Sistema
Urbano de Drenaje Sostenible SUDS, en el parque metropolitano san Cristbal, y que
cumpla con el objetivo de mitigar los efectos producidos por los caudales punta y los
picos de las crecientes de la cuenca del ro San Cristbal, con el fin de reproducir de
manera natural el ciclo hidrolgico y que a su vez posibiliten reducir o minimizar los
riesgos por inundacin.
1.4.2 Objetivos especficos
Modelar la microcuenca del ro San Cristbal y estimar el caudal generado en la
mencionada cuenca mediante el empleo de software, para determinar el caudal
mximo a captar por el Sistema Urbano de Drenaje Sostenible SUDS,
seleccionado de acuerdo con las caractersticas propias del entorno del ro y su
Zona de Ronda.
Compilar la informacin existente a nivel nacional e internacional sobre los
diferentes Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible SUDS, a fin de identificar y
generar los criterios ms relevantes en la seleccin del tipo de sistema ms
adecuado y que proporcione la solucin integral al manejo de picos de caudal en
el ro San Cristbal.
Diseo conceptual de las estructuras hidrulicas ms eficientes que almacenaran o
retendrn los picos de excesos de caudal que son transportados por el cauce del ro
San Cristbal y que sern devueltos al medio de manera apropiada, de tal manera
que se mitigara o reducir el riesgo de inundacin en el sector aledao a la cuenca
del ro.
-
13
2 MARCOS DE REFERENCIA
2.1 MARCO CONCEPTUAL
Fuente: Autor
-
14
2.2 MARCO TERICO
La inundacin en un evento natural y recurrente que se produce en las corrientes de agua como
resultado de lluvias intensas y continuas que, al sobrepasar la capacidad de retencin del suelo y
de los cauces, desbordan e inundan aquellos terrenos aledaos a los cursos de agua7, afectando
los bienes y la capacidad econmica de los habitantes y las ciudades, para lo cual se requiere de
un sistema de gestin de riesgos con la capacidad de generar el conocimiento, la mitigacin del
riesgo y la atencin de eventos de emergencia de la manera ms eficiente y oportuna.
La definicin del modelo de gestin del riesgo implica la consideracin de las causas y fuentes
del riesgo, sus consecuencias y la probabilidad de que dichas consecuencias puedan ocurrir. Es el
modelo mediante el cual se relaciona la amenaza y la vulnerabilidad de los elementos expuestos,
con el fin de determinar los posibles efectos sociales, econmicos y ambientales y sus
probabilidades. Se estima el valor de los daos y las prdidas potenciales, y se compara con
criterios de seguridad establecidos, con el propsito de definir tipos de intervencin y alcance de
la reduccin del riesgo y preparacin para la respuesta y recuperacin.
Bajo este modelo, se precisa interpretar las condiciones locales como condiciones de frontera del
Riesgo, Amenaza y Vulnerabilidad, que son categoras discretas y no generalizables. Las
condiciones de Alta amenaza son entendidas como aquellas en las cuales se presenta de manera
recurrente un evento climtico negativo (inundacin, deslizamiento) en unas condiciones
geogrficas particulares que requieren la adopcin de medidas de gestin del Riesgo ms
enfocadas a la adaptacin del Cambio Climtico que a su mitigacin, por efecto de escala8.
7COLOMBIA, SECRETARA DISTRITAL DE AMBIENTE. Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible Para el Plan
de Ordenamiento Zonal Norte POZN, 2011, P. 22.
8COLOMBIA, SECRETARA DE PLANEACIN. Modificacin Excepcional de Normas Urbansticas del Plan de
Ordenamiento Territorial 2013, Documento Tcnico de Soporte, 2013, P. 296
-
15
Tabla 1. Zonificacin de Amenaza por Inundacin de Bogot.
CATEGORIZACION
DE LA AMENAZA DESCRIPCION
PROBABILIDAD
DE OCURRENCIA
ALTA
Zona delimitada por la lnea de inundacin producida por el
desborde del cauce calculado para el caudal de creciente de
un perodo de retorno menor o igual a 10 aos, ya sea por
causas naturales o intervencin antrpica no intencional con
una profundidad de lmina de agua igual o superior a 0,50
m, duracin, caudal y velocidad con efectos potencialmente
dainos graves. Esta franja tiene una probabilidad de estar
inundada por lo menos una vez cada diez aos durante la
vida til del jarilln hasta ese nivel.
>65%
MEDIA
Zona delimitada por la lnea de inundacin producida por el
desborde del cauce calculado para el caudal de creciente
entre los perodos de 10 y 100 aos, ya sea por causas
naturales o intervencin antrpica no intencional con una
profundidad de lmina de agua duracin, caudal y velocidad
con efectos potencialmente dainos moderados.
10% - 65%
BAJA
Zona delimitada por la lnea de inundacin producida por el
desborde del cauce calculado para el caudal de creciente de
un perodo de retorno mayor o igual a 100 aos, ya sea por
causas naturales o intervencin antrpica no intencional con
una profundidad de lmina de agua con efectos
potencialmente dainos leves. Esta franja tiene una
probabilidad de estar inundada por lo menos una vez cada
cien aos durante la vida til del jarilln.
-
16
Chingaza a la cuenca del ro Bogot con un caudal promedio de 10,5 m3/seg, para el consumo de
los habitantes de la ciudad, esto a su vez produce el aumento del caudal en la cuenca receptora en
cerca del 80% (8 m3/seg), que finalmente son dispuestos y transportados al ro Bogot por medio
del sistema de cuencas de drenaje de Bogot, compuesto a su vez por las cuencas de los ros
Torca, Salitre, Fucha, Tintal y Tunjuelo.
El sistema de Drenaje Pluvial Sostenible para Bogot est definido como el conjunto de espacios
naturales e infraestructuras encargadas del manejo de las aguas lluvias en la ciudad para
devolverlas a los cauces naturales, dentro de los objetivos del mencionado sistema se encuentran
los siguientes:
- Separacin definitiva de la red de alcantarillado sanitario
- Revitalizacin de los cuerpos de agua y del ro Bogot.
- Implementar la renaturalizacin de la ciudad.
- Incorporar las actuaciones urbansticas que conlleva la gestin sostenible del drenaje
pluvial.
- Aumentar la conectividad hdrica y ecolgica de la ciudad9.
Bogot es pionera en Latinoamrica en la generacin de un Sistema de Prevencin y Atencin de
Emergencias (SDPAE), el cual se actualizar en el sistema distrital para la gestin del riesgo
transversal a toda la institucionalidad de la ciudad, capaz de reflejarse en la norma de materiales
9COLOMBIA. FONDO DE PREVENCIN Y ATENCIN DE EMERGENCIAS FOPAE. Presentacin Proyecto
de Acuerdo 279, Transformar el Sistema Distrital de Prevencin y Atencin de Emergencias SDPAE en el Sistema
Distrital de Gestin de Riesgos y Cambio Climtico SDGR-CC, 2013.
-
17
y tcnicas de construccin y generador de obligaciones concretas y controladas con el sector
privado10
.
El cambio climtico tiene impactos tambin en la salud humana tanto por efectos directos como
por efecto en sus determinantes. El panel intergubernamental de Cambio Climtico agrupa los
efectos del cambio climtico en diez categoras: 1) efectos del calor y el fro; 2) inundaciones
tormentas y vientos; 3) sequias, nutricin y seguridad alimentaria; 4) inocuidad/higiene de
alimentos; 5) agua y enfermedad; 6) calidad del aire y enfermedades; 7) alrgenos areos y
enfermedad; 8) enfermedades transmitidas por vectores (ETV) y otras infecciosas; 9) salud
ocupacional; 10) radiacin ultravioleta y salud.
Los lineamientos para la reduccin de riesgos y la implementacin de medidas de adaptacin y
mitigacin al cambio climtico, se desarrollaran a travs de los siguientes instrumentos11
:
- Plan Distrital de Mitigacin y Adaptacin al Cambio Climtico: constituye la estrategia de
gestin, planificacin y control que le permite a la ciudad evaluar la vulnerabilidad actual, los
riesgos climticos futuros y la integracin de las diferentes acciones de mitigacin y
adaptacin.
- Plan Distrital de Gestin de Riesgos: es el instrumento que define los objetivos, programas,
acciones y presupuesto, en el marco de los procesos de conocimiento del riesgo, reduccin del
riesgo y manejo del desastre, para realizar el seguimiento y evaluacin de la Gestin de
Riesgos en el Distrito.
10
COLOMBIA, SECRETARA DE PLANEACIN. Modificacin Excepcional de Normas Urbansticas del Plan de
Ordenamiento Territorial 2013, Documento Tcnico de Soporte, 2013, P. 294 y 296
11COLOMBIA. ALCALDA MAYOR DE BOGOT D.C. Plan de Desarrollo 2012 2016 Bogot Humana, 2012.
P. 141.
-
18
Las medidas que conllevan a la reduccin de amenazas y riesgos por inundacin se resumen de
la siguiente manera:
- Integracin del drenaje pluvial con los dems elementos del sistema hdrico.
- Desarrollo de SUDS que aporten a la recuperacin del sistema hdrico, aumentando la
permeabilidad de la ciudad.
- El sistema debe fomentar la renaturalizacin y el uso de la bioingeniera
- Priorizar intervenciones en sectores con mayores niveles de caudal pluvial.
-
19
3 METODOLOGA
3.1 FASES DEL TRABAJO DE GRADO
La metodologa a seguir para la elaboracin del informe final de la propuesta consisti en la
investigacin documental preliminar sobre los Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible, que
permiti identificar claramente su clasificacin, caractersticas, criterios de diseo e
implementacin, para la adecuada seleccin de la estructura de captacin y almacenamiento, la
fuente de consulta para la investigacin documental estuv basada en la Biblioteca de la
Universidad Nacional de Colombia, la Biblioteca de la Universidad de los Andes, el Instituto
Geogrfico Agustn Codazzi IGAC, la Empresa de Acueducto de Bogot EAB, el Instituto
Distrtital de Gestin de Riesgos y Cambio Climtico IDIGER antes FOPAE, la Secretara
Distrital de Ambiente SDA, el Instituto Distrital de Recreacin y Deporte IDRD y el Instituto
de Hidrologa, Meteorologa y Estudios Ambientales - IDEAM.
Con los resultados obtenidos producto de la modelacin hidrulica y la informacin aportada por
entidades como el IDEAM, EAB y el IDIGER sobre precipitaciones en la zona objeto de
estudios as como el resultado de la modelacin con el programa GlobbalMapper sobre la
topografa para la zona de influencia del proyecto, se procedi al clculo del caudal que
transporta la cuenca del ro San Cristbal y el que debe ser captado por el SUDS proyectado.
Las alternativas para definir la estructura hidrulica apropiada a implementar en el parque
metropolitano San Cristbal y cuyo objetivo principal es la retencin de los picos de caudal se
seleccion de acuerdo con la informacin bibliogrfica consultada, adicionalmente su realiz el
diseo preliminar segn las consideraciones presentadas por la bibliografa antes mencionada de
lo que se obtuvo como producto que los resultados plasmados en el informe final responden a los
lineamientos y objetivos de los programas, planes y proyectos enmarcados en los temas de
gestin del riesgo, polticas de ecourbanismo y construccin sostenible definidos en el Plan de
Ordenamiento Territorial de Bogot.
-
20
3.2 INSTRUMENTOS O HERRAMIENTAS UTILIZADAS
Para la modelacin de los parmetros morfomtricos de la cuenca del rio San Cristbal, se
emple un software de modelacin hidrulica como esArcGIS, informacin topogrficade base
la generada por el programa GlobbalMapper, as como la informacin adicional que sobre el
sector se encuentre en otras entidades como la EAB, el FOPAE y la SDA, acontinuacin se hace
una descripcin mas detallada del software utilizado.
Inicialmente se utiliz el software Globbal Mapper el cual y partiendo de un polgono definido
en formato KMZ permite obtener la topografa de la zona, para el caso en particular el polgono
definido corresponde con la cuenca del ro san Cristbal, es importante mencionar que una vez
obtenidas las curvas de nivel porducto de la modelacin con Globbal Mapper fue necesario
refinar las misma utilizando el programa Autocad, la informacin obtenida mediante la
modelacin suminsitrada por el programa fue de gran utilidad, lo anterior debido a que el acceso
a la misma mediante la consulta a fuentes oficiales no arrojo resultados positivos.
Una vez obtenida la topografa de la zona de estudio se ejecut la modelacin hidrulica de la
cuenca la cual consisti en obtener los parmetros morfomtricos de la misma como son rea,
permetro, pendiente, longitud del cauce principal entre otros, para esto se utiliz el programa
ArcGis, el cual permiti ingresar la topografa obtenida anteriormente y con una serie de
procesos y operaciones adicionales genero los parmetros necesarios para avanzar en el diseo
hidrulico de la propuesta.
-
21
4 LOCALIDAD DE SAN CRISTBAL
4.1 DESCRIPCIN Y CARACTERIZACIN DE LA LOCALIDAD12.
La localidad de San Cristbal est ubicada al sur oriente de Bogot, D.C.; cuenta con una
extensin total de 4.816,32 Km. Sus principales vas de acceso son: La calle 11 sur, la Avenida
Primero de Mayo o calle 20 sur, la calle 27 sur, la carrera 10 y la Circunvalar y/o Avenida
Oriente y Antigua va a Villavicencio.
Los lmites de la localidad son: Lmite con el municipio de Ubaque por el este; lmite con la
localidad de Usme, por el Sur; lmite con la localidad de Rafael Uribe por el oeste y lmite con
La Localidad de Antonio Nario por el Oeste, como se muestra en la Figura 1.
Respecto a sus caractersticas fsicas, el rea de los terrenos de la Localidad de San Cristbal
estn comprendidos entre los 2600 y los 3200 m.s.n.m., con una temperatura promedio anual de
10.5C en la zona baja y 3.5C en la zona alta. Los perodos de lluvias son bimodales de Marzo a
mediados de Junio y de Septiembre a mediados de Diciembre. Los perodos secos se dan en los
meses de Junio a Agosto y de finales de Diciembre a finales de Febrero.
12
Universidad Nacional de Colombia- Fondo de Prevencin y Atencin de Emergencias - FOPAE, Anlisis e
investigacin de procesos de avenidas torrenciales como eventos generadores de riesgo en la cuenca alta del ro San
Cristbal, 2006
-
22
Figura 1. Ubicacin Localidad de San Cristbal.
Fuente: Anlisis e investigacin de procesos de avenidas torrenciales como eventos generadores de riesgo de la
cuenca alta del ro San Cristbal Universidad Nacional de Colombia Fondo de Prevencin y Atencin de
Emergencias FOPAE 2006.
El rea de estudio, mostrada en la figura 1, compromete tanto zona urbana como rural, y su
permetro est delimitado as: la parte norte sigue la calle 1A Sur desde la carrera 10 hasta la
Diagonal 1 Sur, continua por la va que va desde esta ltima hasta el tanque el consuelo
(E.A.A.B), luego en lnea recta hasta el Alto Aguanoso y por la divisoria de aguas finaliza en el
Cerro de la Viga. Para la zona oriental el lmite lo marca la divisoria de aguas, desde el Alto de
Cruz Verde hasta el Cerro de la Teta. Por ltimo, la margen occidental del rea de estudio
comienza en el Cerro de la Teta hasta el Alto del Zuque, siguiendo la divisoria de aguas, hasta el
cerro del Aguanoso y la Escuela Logstica del Ejercito Nacional.
En general, el lmite norte del rea de estudio es la localidad de Santa Fe, al oriente los
municipios de Ubaque, Chipaque y Choach, al sur la localidad de Usme y al occidente las
localidades de Rafael Uribe Uribe y Antonio Nario.
-
23
En cuanto a su hidrologa, la zona est irrigada por un gran nmero de corrientes de agua como
son las quebradas de: San Blas y Ramajal, que vierten sus aguas al ro San Cristbal; La
Verejones, La Nutria, San Dionisio Sur, Morales, Chorro Colorado (Moralva), El Curi, Puente
Colorado, La Seca, Nueva Deli y San Miguel que desembocan en el ro Tunjuelito como
vertientes de la Chiguaza Alta. Tambin se encuentran obras de infraestructura como el Canal
del ro Fucha o San Cristbal y los colectores de San Blas y los Alpes.
San Cristbal tiene una extensin total de 4.909.88 hectreas (ha), 1.629.19 ha estn clasificadas
como suelo urbano y 3.817.13 ha han sido definidas como suelo rural, cifra que equivale al
66,2% del total de la superficie de la localidad; est no tiene suelo de expansin. Est
conformada por tres sectores, en la parte baja se encuentran los barrios con las mejores
condiciones fsicas y de acceso. En la parte media est ubicado el 70% de los barrios y su
principal caracterstica es el uso residencial y comercial intensivo, as como la concentracin de
barrios de estratos 1 y 2. El tercer sector se ubica en la parte alta y afronta difciles condiciones
en cuanto a la calidad de vida de sus habitantes que son predominantemente de estrato 1.
La poblacin de la localidad es de 404.385 personas; 195673 hombres y 208.712 mujeres. En la
Tabla 2 UPZ San Cristbal se registra informacin del nmero de barrios y superficie en
hectreas, entre otras.
Tabla 2. Nmero de barrios y Superficie en Hectreas.
N UPZ Extensin UPZ
(ha) %
Nmero total
de barrios
32 San Blas 331.40 21.62 64
33 Sosiego 235.49 14.45 20
34 20 de Julio 266.55 16.36 27
50 La Glora 355.88 23.69 46
51 Los Libertadores 389.07 23.88 54
TOTAL 1629.19 100.00 211
Fuente: Plan Local de Prevencin y Atencin de Emergencias Localidad San Cristbal 2008.
-
24
4.2 IDENTIFICACIN DEL RIESGO EN LOS ESCENARIOS TERRITORIALES DE
LA LOCALIDAD13
.
Localizacin, caracterizacin y calificacin de los escenarios de gestin relacionados con
procesos comunes de ocupacin y transformacin del territorio o con una cadena de produccin e
intercambio de bienes o servicios. Tomando el Decreto 423 de 2006 se establecen en la Tabla 3
para el Escenario de Gestin Aluvial en la Localidad de San Cristbal.
Tabla 3. Caracterizacin de riesgo para el escenario aluvial en la localidad.
LOCALIZACIN CARACTERIZACIN
Quebradas: San Blas, Ramajal, Chiguaza Alta,
Verejones, San Dionisio Sur, Las Mercedes,
Zuque, Nutria.
Ros: San Cristbal
Las inundaciones y encharcamientos en la
localidad se han presentado tanto por taponamiento
de alcantarillas en los barrios San Blas y 20 de
Julio, como por desbordamiento de quebradas en
invierno, cuyas consecuencias se ven
incrementadas por la acumulacin de basuras y
desechos de construccin dentro de las rondas y
cuerpos de agua.
Debido a la poca cobertura de las zonas altas del
servicio de aseo, los habitantes de estas zonas de
ladera disponen sus residuos slidos de forma
indiscriminada en los cuerpos de agua de la
localidad.
4.3 ANLISIS DE LAS EMERGENCIAS OCURRIDAS EN LA LOCALIDAD DE SAN
CRISTBAL14
.
El registro de las emergencias presentadas en la localidad de San Cristbal, las emergencias
relacionadas con eventos de Represamiento de cauce, inundacin o encharcamiento presentados
13
Plan Local de Prevencin y Atencion de Emergencias Localidad de San Cristbal 2008
14Plan Local de Prevencin y Atencion de Emergencias Localidad de San Cristbal 2008
-
25
y atendidos se han materializado por causa y coadyuvantes detonadores de estas acciones de
origen natural o antrpico, siendo estos descritos en la Tabla 4; adems de una breve descripcin
de la minimizacin de los procesos generadores de riesgo, por su especial efecto.
Tabla 4. Emergencias realacionadas con eventos de represamiento de cauce,
inundacin o encharcamientos.
CAUSAS COADYUVANTES
MINIMIZACIN DE LOS
PROCESOS GENERADORES
DE RIESGO
Obstruccin de los cuerpos de
agua
Alta presencia de sedimentos
por falta de control en las
canteras lo cual redunda en la
colmatacin del sistema de
alcantarillado.
Emplazamiento de viviendas.
Lluvias intensas que desbordan
la capacidad hidrulica del
cauce.
Colmatacin de los sistemas de
alcantarillados sanitario y
pluvial.
Manejo inadecuado de residuos
slidos domsticos y generados
por diferentes actividades
econmicas en la localidad,
ocasionando taponamiento en
sumideros.
Inexistencia de redes de
Alcantarillado en algunas zonas
de la localidad.
Entrega de conexiones erradas
a los cuerpos de agua existentes.
Explotacin minera ilegal, no
tecnificada.
Explotacin del margen de los
cuerpos de agua de manera
indiscriminada.
Activacin de Deslizamientos
en las mrgenes de los cuerpos
de agua.
Falta de mantenimiento
constante de los cuerpos de agua
de la localidad.
Estructuras hidrulicas
inapropiadas en los cauces
(puentes peatonales, desniveles y
pasos vehiculares)
Estudios en las zonas que
puedan presentar riesgos, para
definir el tipo de intervencin a
realizar.
Campaas de prevencin sobre
el manejo de los cuerpos de agua
existentes.
Jornadas de sensibilizacin a la
comunidad en el manejo de
basuras y escombros.
Realizar jornadas de limpieza
peridicas.
Mantenimiento de las redes de
captacin de aguas en va.
Control y vigilancia a la
ocupacin ilegal de cuerpos de
agua y sus zonas de ronda
hidrulica.
Vigilancia y control de las
entidades sobre normas en el
manejo de residuos slidos.
Dado que las emergencias y/o eventos al tener su ocurrencia, pueden producir una afectacin o
posibilidad de alteracin al ser humano, en la economa, seguridad, servicios y/o medio
ambiente, es necesario realizar una descripcin de ello; pero en la localidad de San Cristbal no
se han adelantado cuantificacin de dichos impactos generados, sin embargo en la tabla 5 se
describen algunas de las posibles afectaciones que se generan, cuando se presenta una
emergencia o evento relacionado con represamiento de cauce, inundacin o encharcamiento.
-
26
Tabla 5. Afectaciones generadas por emergencias relacionadas con represamiento de
cauce, inundacin o encharcamiento 1.
EVENTO
IMPACTO
En
cha
rcam
i
ento
Inu
nd
aci
n
Rep
resa
mie
nto
del
cau
ce
Prdida de vidas Humanas X X
Lesiones temporales o permanentes en las personas afectadas X X
Contaminacin ambiental (agua, aire, suelo, flora y fauna) X X X
Obstruccin de cuerpos de agua X X
Obstruccin de vas de acceso X X X
Prdidas econmicas de la poblacin afectada X X X
Afectacin de redes de servicios pblicos (acueducto,
alcantarillado, energa telfono, gas) X X
Deterioro de las condiciones de estabilidad del suelo X X X
Destruccin de viviendas involucradas en el evento X X
Destruccin de industrias involucradas en el evento X X
Destruccin de establecimientos comerciales involucrados en el
evento X X
Destruccin de equipamiento local involucrados en el evento X X
Deterioro de las zonas aledaas X X X
Afectacin de la capacidad productiva X X X
Afectacin sicolgica de las personas afectadas X X
Afectacin econmica del ncleo familiar X X X
Proliferacin de epidemias y vectores X X X
Fuente: Plan Local de Prevencin y Atencin de Emergencias Localidad San Cristbal 2008.
-
27
5 SISTEMAS URBANOS DE DRENAJE15
5.1 QU ES DRENAJE URBANO?
Los sistemas de drenajes son necesarios en el desarrollo de las reas urbanas por la interaccin
entre las la actividad humana y el ciclo natural del agua. Esta interaccin tienes dos formas
principales: la extraccin del agua desde el ciclo natural para proveer abastecimiento de agua
para la vida humana, y la cobertura de la tierra con superficies impermeables que desvan el agua
lluvia lejos del sistema local de drenaje natural. Estos dos tipos de interaccin dan lugar a dos
tipos agua que requieren drenaje.
El primer tipo, agua residual, es agua que ha sido suministrada para mantener la vida, mantener
un estndar de vida y satisfacer las necesidades de la industria. Despus de usada, si no es
drenada apropiadamente, podra causar contaminacin y crear riesgos para la salud. El agua
residual contiene material disuelto, slidos finos y slidos ms grandes originados desde los
baos, desde el lavado de varios tipos, de la industria y de otros usos del agua.
El segundo tipo de agua que requiere drenaje, es el agua lluvia, esta agua lluvia (o agua
resultante de alguna forma de precipitacin) que ha cado sobre un rea construida. Si el agua
lluvia no fuera drenada apropiadamente, podra causar molestias, daos, inundaciones y futuros
riesgos para la salud, esta contiene algunos contaminantes, originados de la lluvia, el aire o las
captaciones superficiales.
Los sistemas de drenaje urbano manejan estos dos tipos de agua con el objetivo de minimizar los
problemas causados a la vida humana y el medio ambiente. As el drenaje urbano tiene dos
interfaces principales: con el pblico y con el medio ambiente, como se muestra en la figura 2. El
pblico suele encontrarse en la transmisin en lugar de recibir el final de los servicios de drenaje
15
Urban Drainage Butler David and Davies John W Spon Press Londres, Inglaterra.
-
28
urbano (elimina y olvida) y esto puede explicar en parte la falta de conciencia pblica y el
aprecio de un servicios urbanos esenciales.
Figura 2. Interfaces principales del drenaje urbano.
Fuente: UrbanDrainage Butler David and Davies John W. SponPress Londres, Inglaterra.
En algunas reas urbanas, el drenaje est basado en un sistema de alcantarillas completamente
artificial: tuberas y estructuras que captan y disponen estas aguas. En contraste las comunidades
aisladas o de bajos ingresos normalmente no tienen drenaje principal. El agua residual es tratada
localmente (o nada) y el agua lluvia es drenada naturalmente al suelo.
As que hay mucho ms en el drenaje urbano que el proceso de transportar el flujo de un lugar a
otro mediante un sistema de alcantarillas. Por ejemplo, existe una compleja y fascinante relacin
entre agua residual y agua lluvia a medida que pasan a travs del sistema, en parte como
resultado de la evolucin histrica del drenaje urbano. Cuando el agua residual y el agua lluvia
comienzan a mezclarse, en lo que se llama alcantarillado combinado la eliminacin es
eficiente en trminos del impacto ambiental o sostenibilidad. Tambin, mientras el flujo est
siendo transportado a las alcantarillas se somete a una transformacin en un nmero de maneras.
Otro aspecto crtico es el hecho que los sistemas de alcantarillado pueden sanar ciertos
problemas, por ejemplo los riesgos a la salud o inundacin, solo para crear otros en la forma de
perturbacin al medio ambiente a los cursos de agua naturales en otros lugares.
-
29
En general, el drenaje urbano presenta un conjunto clsico de modernos retos ambientalistas: la
necesidad de rentabilidad y mejoras tcnicas en los sistemas existentes socialmente aceptables, la
necesidad de una evaluacin del impacto de esos sistemas, y la necesidad de la bsqueda de
soluciones sostenibles.
5.2 EFECTOS DE LA URBANIZACIN SOBRE EL DRENAJE.
Consideremos los futuros efectos del desarrollo sobre el paso del agua lluvia. El drenaje urbano
reemplaza una parte del ciclo natural del agua y, como cualquier sistema artificial que toma el
lugar de uno natural, es importante que se entiendan la totalidad de los efectos de este.
En la naturaleza, cuando el agua lluvia cae sobre una superficie natural, alguna agua retorna a la
atmosfera a travs de la evaporacin, o transpiracin de las plantas, alguna se infiltra en la
superficie dando origen a las aguas subterrneas; y alguna escurre por la superficie, como se
muestra en la figura 3. Las proporciones relativas dependen de la naturaleza de la superficie, y
varan con el tiempo durante la tormenta. (La escorrenta superficial tiende a incrementar la
saturacin del suelo.) Ambos agua subterrnea y escorrenta superficial probablemente se
encuentren de camino al ro, pero la escorrenta superficial llegara mucho ms rpido. El agua
subterrnea se convertir en una contribucin al caudal base general del ro en lugar de ser parte
del aumento en el caudal debido a cualquier precipitacin.
-
30
Figura 3. Efectos de la urbanizacin sobre el destino de las lluvias.
Fuente: UrbanDrainage Butler David and Davies John W. SponPress Londres, Inglaterra.
El desarrollo de un rea urbana, implica la cobertura del suelo con superficies artificiales, lo que
tiene un efecto significativo en estos procesos. Las superficies artificiales incrementan la
cantidad de escorrenta superficial en relacin a la infiltracin y por lo tanto aumento en el
volumen total de agua que llega al ro durante o poco tiempo despus de la lluvia, como se
muestra en la figura 3, la escorrenta superficial viaja rpidamente sobre las superficies duras y a
travs de alcantarillas que lo que lo hace sobre superficies naturales y a lo largo de los arroyos
naturales. Esto significa que el flujo llegar y morir ms rpido, y por lo tanto el flujo pico ser
mayor, como se muestra en la figura 4. (Adems la infiltracin reducida significa recarga ms
pobre en las reservas de agua subterrnea). Esto obviamente incrementa el riesgo de inundacin
repentina del ro. Lo que tambin tiene fuertes implicaciones en la calidad del agua. La
escorrenta rpida de agua lluvia probablemente causa contaminacin y sedimentos que sern
lavados por la superficie o desgrasados por el ro. Tambin, los sistemas de drenaje en los cuales
se mezclan aguas residuales y aguas lluvias pueden permitir que desde las aguas residuales
lleguen contaminantes al ro.
-
31
Figura 4. Efecto de la urbanizacin en la tasa pico de escorrenta.
Fuente: UrbanDrainage Butler David and Davies John W. SponPress Londres, Inglaterra
La existencia de aguas residuales en cantidades significativas es en s misma una consecuencia
de la urbanizacin. Gran parte de esta agua no se ha hecho particularmente sucia por su uso.
As como es una conveniencia standard en un pas desarrollado abrir una llave para llenar un
tazn, es una conveniencia standard tirar de la cadena para dejar que el agua desaparezca. El
agua es tambin usada como el medio principal para la disposicin de los desechos corporales, y
varias cantidades de baos. En el desarrollo de un sistema, mucho del material que es agregado
al agua mientras se va convirtiendo en aguas residuales es retirado por una planta de tratamiento
de aguas residuales antes de su regreso al ciclo urbano del agua. La naturaleza por si misma
podra ser capaz de tratar algunos tipos de material, por ejemplo desechos humanos, pero no en
las cantidades generadas por la urbanizacin. La proporcin de material que requiere ser
removido depender en parte de la capacidad del ro para asimilar lo que queda.
-
32
As que los efectos generales de la urbanizacin sobre el drenaje, o los efectos de reemplazar el
drenaje natural por el drenaje urbano, producirn picos ms altos y repentinos en el caudal de los
ros, introducir contaminantes y genera la necesidad de tratamiento artificial de las aguas
residuales. Si bien en cierta medida el drenaje urbano impone en gran medida, la suplantacin de
la naturaleza.
En trminos humanos, el beneficio ms valioso de un sistema de drenaje urbano efectivo es el
mantenimiento de la salud pblica.
El drenaje urbano tiene un numero de grandes roles en el mantenimiento de la salud pblica y la
seguridad. La excreta humana (particularmente las heces) es el vector principal para la
transmisin de muchas enfermedades transmisibles. Sin embargo, existe un potencial de futuros
problemas en las grandes cuencas fluviales en las cuales los vertidos aguas abajo de un
asentamiento pueden convertirse en la abstraccin de otro aguas arriba.
5.3 SUDS.
Los Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible SUDS, se definen como el conjunto de soluciones
que se adoptan con el objetivo de retener el mayor tiempo posible las aguas lluvias en su punto
de origen, sin generar problemas de inundacin, minimizando los impactos del sistema
urbanstico, en cuanto a la cantidad y calidad de la escorrenta, evitando as
sobredimensionamientos o ampliaciones innecesarias en el sistema16
.
Los sistemas de drenaje del agua superficial desarrollados en lnea con las ideas de desarrollo
sostenible se denominan colectivamente como sistemas de drenaje sostenibles (SUDS). En un
sitio en particular, estos sistemas estn diseados tanto para gestionar los riesgos ambientales
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Seminario de experiencias locales en SUDS, 21 de Noviembre de 2014, Instituto Distrital de Gestin de Riesgos y
Cambio Climtico IDIGER.
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resultantes de la escorrenta y contribuir en lo posible a la mejora del medio ambiente. As los
objetivos de los SUDS son minimizar los impactos del desarrollo sobre la cantidad y calidad de
la escorrenta, y maximizar las comodidades y la biodiversidad. El concepto de tres vas,
establecido en la Figura 6, muestra los objetivos principales que el enfoque est tratando de
lograr. Los objetivos deberan tener igual categora, y la solucin ideal ser lograr beneficios en
las tres categoras, aunque en la medida en que esto es posible depender de las caractersticas
del lugar y las limitaciones. La filosofa de los SUDS es replicar, lo ms cerca posible, el drenaje
natural de un sitio antes del desarrollo.
Figura 5. Objetivos del Drenaje Sostenible.
Fuente: Ciria C697 TheSuDS Manual Ciria- Londres, Inglaterra
Nos hemos concentrado hasta ahora en solo uno de los beneficios de este alejamiento de
soluciones duras de ingeniera (es decir, los sistemas de alcantarillado por tuberas
convencionales), la de invertir la tendencia de la Figura 4, mediante la reduccin de la velocidad
y los picos de escorrenta por lo que las inundaciones y las erosin del curso de agua natural a la
que el agua lluvia se descarga es menos probable. En algunos casos el resultado de utilizar
dispositivos SUDS ser que todo el drenaje ser por medios naturales y no habr necesidad de
colectores pluviales. En otros casos, todava habr un poco de flujo de un sistema de
alcantarillado, pero la carga de escorrenta reducida significar que necesitamos menos o ms
pequeos colectores pluviales, o que un alcantarillado pluvial existente es menos susceptible a
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las sobrecargas. Si el sistema actual es combinado, significa menos flujo de tormenta entrando al
sistema y por lo tanto un menor nmero de derrames por desbordamiento de alcantarillado
combinado. Los SUDS tambin pueden ayudar a contrarrestar los efectos del cambio climtico.
Otros beneficios estn en el rea de calidad del agua. La reduccin en la erosin mejorara la
calidad del agua en los cursos de agua naturales, y los dispositivos SUDS pueden mejora la
calidad del agua de la escorrenta a travs de filtracin y accin biolgica.
Los futuros beneficios son que los SUDS preservan o mejoran la vegetacin natural y los
hbitats de vida silvestre en reas urbanas; pueden recargar la humedad del suelo y las aguas
subterrneas; y pueden ser utilizados para proporcionar agua almacenada para su reutilizacin.
Dentro de los SUDS se destacan los Sistemas de Drenaje Pluvial Sostenible SDPS definidos
como el conjunto de elementos conformados por infraestructuras y espacios naturales, alterados
o artificiales, superficiales y/o subterrneos, por donde fluyen las aguas lluvias a travs del
territorio urbano de manera controlada y que contribuyen de manera directa a la conservacin,
regulacin y/o recuperacin del ciclo hidrolgico y dems servicios ambientales. As mismo
contribuye a minimizar los impactos del desarrollo urbanstico beneficiando la integracin
paisajstica, los valores sociales y ambientales de la ciudad17
.
5.4 DESARROLLO.
Pases como Australia, los Estados Unidos y Suecia han estado utilizando estos enfoques por
muchos aos. Los desarrollos concertados en el Reino Unido iniciaron a finales de la dcada de
1980, y en 1992 con una serie de guas tituladas Posibilidad de Control de Escorrenta Urbana se
public dando orientacin sobre un rango de opciones para la rehabilitacin de los sistemas de
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Seminario de experiencias locales en SUDS, 21 de Noviembre de 2014, Instituto Distrital de Gestin de Riesgos y
Cambio Climtico IDIGER.
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alcantarillado. Durante la dcada de 1990 la aceptacin de los SUDS avanz con mayor rapidez
en Escocia que en Inglaterra y Gales, y cuando se publico un importante conjunto de documentos
de orientacin en el ao 2000, dos manuales independientes de diseo fueron publicados, uno
para Escocia e Irlanda del Norte y uno para Inglaterra y Gales. Poco despus un manual de
mejores prcticas fue publicado dando una orientacin ms general para un pblico ms amplio.
5.5 TIPOLOGA DE SUDS.
Aunque no existe un consenso universal para la clasificacin de las diferentes tipologas de
SUDS, una de las ms recurrentes en la literatura es la que se muestra a continuacin:
5.5.1 Medidas no estructurales18.
Educacin y programas de participacin ciudadana para:
- Concienciar a la poblacin del problema y sus soluciones.
- Identificar agentes implicados y esfuerzos realizados hasta la fecha
- Cambio de hbitos
- Hacer partcipe del proceso a la poblacin, integrando sus comentarios en la
implementacin de los programas.
Planificar y disear minimizando las superficies impermeables para reducir la
escorrenta.
18
Articulo Los sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible: Una alternativa a la gestin de agua lluvia, PERALES
Momparler Sara y DOMENECH Ignacio Andres.
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Limpieza frecuente de superficies impermeables para reducir la acumulacin de
contaminantes.
Controlar la aplicacin de herbicidas y fungicidas en parques y jardines.
Controlar las zonas de obras para evitar el arrastre de sedimentos
Asegurar la existencia de procedimientos de actuacin y equipamiento adecuado para
tratar episodios de vertidos accidentales rpidamente y con tcnicas secas en lugar de
limpieza con agua.
Limitar el riesgo de que la escorrenta entre en contacto con los contaminantes.
Control de las conexiones ilegales en el sistema de drenaje.
Recogida y reutilizacin de pluviales.
5.5.2 Medidas estructurales19.
Se consideran medidas estructurales aquellas que gestionan la escorrenta contaminada
mediante actuaciones que contengan en mayor o menor grado algn elemento
constructivo o supongan la adopcin de criterios urbansticos ad hoc.
Las medidas estructurales ms utilizadas son entre otras tanques de almacenamiento de
aguas lluvias,sistema de techos verdes o cubiertas vegetalizadas, drenes filtrantes, cunetas
verdes (Swales),zonas de bioretencin,sumidero tipo alcorque inundable,superficies
permeables,pondaje hmedo vegetado
19
Documento Tcnico de Soporte Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible, Secretara Distrital de Ambiente, 2011,
Bogot, Colombia.
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Las caracteristicas y especificaciones de esta ultimas se detallan en los anexos.
5.6 SUDS EN BOGOT20.
La ciudad de Bogot se encuentra asentada en una planicie lacustre, en un valle intermontano,
esta condicin particular de la ciudad tienen como consecuencias que los patrones de drenaje, el
substrato geolgico y las dinmicas del ecosistema siguen condicionando en la mayor parte del
tiempo la capacidad de la ciudad de regular sus efluvios y su balance hdrico.
No debemos olvidar que las ciudades forman parte de unidades mayores de paisajes, de cuencas
hidrogrficas y vertientes del drenaje, la ciudad como protagonista en el cambio climtico
actualmente vive un escenario en el que ya son evidentes algunas manifestaciones del cambio
climtico como son una alteracin en el rgimen de lluvias, una mayor concentracin de
precipitaciones en pocos meses del ao, eventos climticos extremos, olas de calor y sequias
entre otros.
Estas manifestaciones traen como consecuencias entre otras situaciones como: cambios de
estacionalidad (la alteracin del rgimen de lluvias tiende a concentrar lluvias en pocos meses
con mayor poder erosivo, y mayor arrastre de sedimentos y asolvamiento, mas altos costos de
filtracin y dragado), mayores volmenes de aguas pluviales pueden generar inundaciones
repentinas, y contaminacin cruzada por aguas negras, el mal manejo de desechos slidos, la
falta de limpieza de cauces y desages pluviales, tienden a aumentar las inundaciones urbanas
repentinas.
Por lo anterior es importante que la ciudad empiece a generar programas planes, programas y
proyectos para adaptarse al cambio climtico y empezar a disminuir sus riesgos a consecuencia
20
Seminario de experiencias locales en SUDS, 21 de Noviembre de 2014, Instituto Distrital de Gestin de Riesgos y
Cambio Climtico IDIGER.
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del mismo, sin embargo es importante destacar que la adaptacin al cambio climtico debe
construirse a partir de la gestin de los riesgos actuales, es por esto que se hace necesario la
generacin de un Sistema de Drenaje Urbano Sostenible para Bogot, dentro de los avances
hacia el cumplimiento de este objetivo a continuacin se muestran algunas experiencias.
La Secretara Distrital de Ambiente de Bogot en la actualidad viene adelantando la estrategia de
adaptacin y ordenamiento alrededor del agua cuyo objetivo es fortalecer la adaptacin y
capacidad de resiliencia de la ciudad ante situaciones crticas derivadas del cambio climtico
como inundaciones y fenmenos de remocin en masa.
Figura 6Estrategia de adaptacin y ordenamiento alrededor del agua en Bogot
Fuente: Presentacin Poltica de Ordenamiento alrededor del agua en Bogot, Secretara Distrital de Ambiente, Seminario
Internacional Sistema de Drenaje Pluvial Sostenible: Estrategia para la gestin de riesgos de inundaciones urbanas y adaptacin
al cambio climtico, 9, 10 y 11 de Octubre de 2014, Instituto Distrital de Gestin de Riesgos y Cambio Climtico IDIGER.
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6 INFORMACIN DISPONIBLE.
En este captulo se presenta toda la informacin preliminar y las consideraciones a tener en
cuenta en la seleccin del Sistema Urbano de Drenaje Sostenible SUDS a implementar en la
cuenca del ro San Cristbal que cumpla con las necesidades y se ajuste a las especificaciones
propias de la zona de estudio.
6.1 INFORMACIN HIDROMETEOROLGICA
En la zona de estudio se tiene informacin de una estacin hidrometeorolgica denominada El
Delirio, localizada a 3000 metros de altura sobre el nivel del mar, la cual es administrada por la
Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Bogot (EAB), una vez consultada los datos de
la mencionada estacin al interior de la EAB se obtuvo como producto la informacin
relacionada con precipitacin en milmetros mensual multianual para el perodo de tiempo
comprendido entre los aos de 1970 al mes de Mayo del ao 2014, como se muestra en los
anexos.
Adicionalmente se logr obtener la ecuacin y los coeficientes para el clculo de las curvas de
Intensidad Duracin y Frecuencia IDF de la estacin El Delirio como se presenta en la tabla 7 a
continuacin:
Tabla 6. Coeficientes para el clculo de las curvas IDF de la estacin El Delirio.
INTENSIDAD = C1 (DURACIN + X0)C
2
TIEMPO DE
RETORNO Tr.
AOS
C1 X0 C2
3 2300,97 29,3 -0,95767
5 2512,88 29 -0,94733
10 2707,19 28,5 -0,93134
25 3010,89 28,2 -0,9193
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40
TIEMPO DE
RETORNO Tr.
AOS
C1 X0 C2
50 3355,99 28,5 -0,9191
100 3502,74 27,0 -0,90908
Fuente: Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Bogot EAB.
6.2 CARTOGRAFA DE REFERENCIA.
Para la elaboracin del presente informe se realiz la respectiva consulta de cartogrfica en las
planchas del Instituto Agustn Codazzi, sin embargo y dado que la zona de estudio se encuentra
en una franja de transicin entre la zona urbana y rural del Distrito Capital, no fue posible
localizar de manera completa la topografa de la zona, se procedi a generar la consulta en otras
fuentes de informacin como son la EAB, Secretara Distrital de Planeacin SDP, la Unidad
Administrativa Especial de Catastro Distrital UAECD y el Instituto Distrital de Gestin de
Riesgos y Cambio Climtico IDIGER, donde se encontr que la informacin de curvas de nivel
se hallaba en formato shape, no obstante lo anterior y por tratarse de la zona de transicin
anteriormente descrita, la misma se encontraba a diferentes escalas y presentaba errores en el
cruce de curvas de nivel de zona urbana y zona rural, adelantar el proceso de ajuste de esta
informacin se converta en un proceso dispendioso que demandaba mayor tiempo y requera la
intervencin de un profesional experto en el manejo de software y sistema de informacin
geogrfica.
Finalmente se decidi utilizar como fuente cartogrfica las curvas de nivel generadas con el
programa global mapper, el cual es una aplicacin asequible y fcil de usar, que ofrece acceso a
una variedad sin igual de conjuntos de datos espaciales y proporciona el nivel adecuado de
funcionalidad para satisfacer tanto a los profesionales de SIG experimentados y usuarios
principiantes,igualmente adecuado como herramienta de gestin de datos espaciales
independiente, adiconalmente el programa permite entre otras opciones las de calcular distancia,
reas, elvacin, volmenes de corte y relleno as como opciones ms avanzadas como la
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41
rectificacin de imgenes, generacin de contorno de superficies, la delimitacin de cuencas
hidrogrficas y modelar el aumento del nivel del mar.
Global Mapper tiene soporte para la importacin y exportacin de datos de Google Earth en
formato KML / KMZ, el formato KML es el formato utilizado por Google Earth para aadir
datos.
Para manipular las imgenes dentro del Global Mapper solo es necesario colocarlo dentro del
programa, cuando este no logra identificar su proyeccin automticamente aparece una ventana
en la que se puede identificar de forma manual la proyeccin y su Datum. Normalmente se
utiliza la proyeccin UTM (Universal Transversal de Mercator), aunque para montarlas en el
Google Earth se utiliza la proyeccin Geogrfica. El Datum utilizado normalmente WGS 84
(WorldGeodeticSystem 1984), el cual es un sistema de coordenadas mundiales.
Si las imgenes no tienen informacin de su proyeccin se puede georeferenciar con los datos
del archivo de texto, o si tienen las coordenadas de puntos conocidos en la imagen, tambin se
puede georeferenciar
Empleando el software Global Mapper segenerarn de curvas de nivel de la zona partiendodeel
polgono tomado del programa Google Earth, se logr afinar la topografa de la zona ajustando
las curvas de nivel cada metro y posteriormente se logr obtener la topografa en los formatos
shape y dwg, a continuacin se presenta el polgono que delimita la cuenca del ro San Cristbal.
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Figura 7.Cuenca del Ro San Cristbal.
Fuente: Google Earth
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7 DISEO HIDRULICO.
7.1 CARACTERSTICAS FISIOGRFICAS DE LA CUENCA
La primera consideracin a tener en cuenta para el diseo hidrulico del SUDS, est relacionada
con la necesidad que se pretende satisfacer al implementar el sistema, como se coment en los
captulos precedentes con los SUDS se busca regular o amortiguar los picos de lluvia en un lugar
o zona determinados y modificados principalmente como consecuencia de la urbanizacin de
estas reas.
Teniendo en cuenta que la zona o cuenca objeto de estudio se compone de una zona urbana y una
zona rural, el diseo de la alternativa de SUDS contemplara nicamente las condiciones
modificadas en la zona urbana de la cuenca del ro san Cristbal, a continuacin se presentan los
modelos digitales de elevacin DEM, de la totalidad de la cuenca del ro san Cristbal y la
zona urbana de la misma obtenidos mediante el programa ArcGis.
Fuente: Autor.
Figura 8. Modelo de Elevacin Digital de Cuenca del ro san Cristbal
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Adicionalmente mediante el uso del programa Arcgis fue posible delimitar la Cuenca objeto de
estudio como se observa a continuacin en la figura 18.
Fuente: Autor.
Tambien es posible generar la red primaria y red secundaria de flujo como se presenta en las
figuras a continuacin:
Figura 9. Delimitacin de la cuenca del ro san cristbal
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Figura 10. Red primaria de drenaje cuenca del ro san cristbal.
Fuente: Autor.
Figura 11. Red secundaria de drenaje cuenca del ro san cristbal.
Fuente: Autor.
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Como resultado de la modelacin de la cuenca e del ro San Cristbal en el Arcgis se tiene los
resultados presentados en la tabla , 8 como se muestra a continuacin:
Tabla 7. CarctersticasMorfomtricas de la cuenca del ro San Cristbal
Caracterstica Morfomtrica Resultado
Obtenido
rea de la cuenca (Km2) 32.76
Perimetro de la Cuenca (Km) 30.13
Pemdiente S (%) 19.13
Z maximo (msnm) 3725
Z mnimo (msnm) 2590
Longitud del Cauce Principal (Km) 5.93
Fuente: Autor
Teniendo en cuenta que el objetivo de implementar un SUDS es tratar de simular las condiciones
naturales de una cuenca hidrogrfica frente a un evento de precipitacin, es importante
mencionar que en la cuenca del ro san Cristbal se destacan claramente dos reas, una que se
encuentra en su condicin natural con la cobe