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FACTORES DETERMINANTES DE LA SEDIMENTACIÓN A TRAVÉS DE LA

INCORPORACIÓN DE VARIABLES GEOMORFOLÓGICAS, BIOFÍSICAS E

HIDROLÓGICAS EN CUENCAS PERTENECIENTES A LA MACROCUENCA

MAGDALENA CAUCA.

ROLANDO JAIME RUEDA

Propuesta de Gestión Director: Efraín Domínguez Calle

Ph.D Ciencias Técnicas (Hidrología y Recursos Hídricos)

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA FACULTAD DE ESTUDIOS AMBIENTALES Y RURALES

MAESTRÍA EN GESTIÓN AMBIENTAL BOGOTÁ, D.C.

2017

TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 9

PROBLEMA ......................................................................................................... 9

JUSTIFICACIÓN ................................................................................................ 11

PROPÓSITO DEL PROYECTO Y PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN .............. 13

OBJETIVOS .......................................................................................................... 14

GENERAL .......................................................................................................... 14

ESPECÍFICO ..................................................................................................... 14

1. MARCO DE REFERENCIA ............................................................................ 15

1.1. MARCO CONCEPTUAL .......................................................................... 15

1.1.1. Estado de la variable sedimentos en las herramientas de gestión

ambiental del territorio .................................................................................... 16

1.1.2. Problemática ambiental asociada a la erosión del suelo por pérdida de

cobertura. ........................................................................................................ 17

1.2. MARCO TEÓRICO................................................................................... 18

1.2.1. Factores que aumentan la sedimentación hídrica. ............................ 18

1.2.2. Tipos y clases de sedimentos. ........................................................... 19

1.2.3. Medición de sedimentos en la red hidrológica de Colombia .............. 19

1.2.4. Estimación de la pérdida de suelo por erosión en cuencas. .............. 21

1.3. ANTECEDENTES .................................................................................... 22

2. ÁREA DE ESTUDIO ....................................................................................... 25

3. MATERIALES Y MÉTODOS ........................................................................... 27

3.1. DIAGRAMA DE FLUJO ............................................................................ 27

3.2. DISEÑO DE ESTUDIO ............................................................................. 28

3.2.1. Modelo Digital de elevación - ASTER GLOBAL DEM 30 metros ....... 28

3.2.2. Reubicación de estaciones. ............................................................... 28

3.2.3. Delimitación de cuencas. ................................................................... 29

3.2.4. Morfometría de las cuencas .............................................................. 30

3.2.5. Variables Hidrológicas ....................................................................... 35

3.2.6. Variables Biofísicas ........................................................................... 36

3.3. MÉTODO DE RECOLECCIÓN DE DATOS ............................................. 36

3.4. MÉTODO DE ANÁLISIS DE DATOS ....................................................... 37

4. RESULTADOS ............................................................................................... 39

5. DISCUSIÓN .................................................................................................... 50

5.1. Viabilización de los resultados mediante la implementación de variables

determinantes obtenidos a través del modelo. ................................................... 54

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................. 56

7. REFERENCIAS CITADAS .............................................................................. 58

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Esquema de Localización general área de estudio. Elaboración propia. 25 Figura 2. Esquema de desarrollo para el descargue, procesamiento y análisis de datos utilizado en la elaboración del estudio. Elaboración propia ......................... 27 Figura 3. Determinación de la Distancia Euclidiana (ArcGIS for Desktop, 2016) .. 29 Figura 4 Jerarquización de canales de acuerdo al ordenamiento de strahler, Hor-ton, Shreve Hack y el ordenamiento topológico. ................................................... 30 Figura 5. Ejemplo Cuenca y Red de Drenajes. Elaboración propia. ...................... 31 Figura 6. Cuencas con número de orden 6 y 7. Elaboración propia. ..................... 45 Figura 7 Interacción con las herramientas de gestión del territorio para lograr la disminución del fenómeno sedimentológico y aplicar los resultados logrados. Elaboración propia ................................................................................................ 54

LISTA DE TABLAS Tabla 1 Rango de reubicación 54 estaciones........................................................ 29

Tabla 2 Variables incluidas en el análisis estadístico ............................................ 39

Tabla 3 Regresión de datos panel 1, variable dependiente concentración media

diaria de sedimentos en suspensión. .................................................................... 40

Tabla 4 Resultados variable dependiente concentración media diaria de

sedimentos en suspensión periodo 1 .................................................................... 41







Tabla 8 Tamaño de la cuenca y estado. Calculado a partir de la curva hipsométrica

.............................................................................................................................. 43

Tabla 9 Longitud promedio del cauce principal por tamaño de cuenca ................. 44

Tabla 10 Número de cuencas por orden ............................................................... 44

Tabla 11 Regresión de datos panel 2, variable dependiente transporte diario de

sedimentos en suspensión .................................................................................... 47

Tabla 12 Resultados variable dependiente transporte diario de materiales en

suspensión periodo 1 ............................................................................................ 47







LISTA DE ECUACIONES

Ecuación 1 Coeficiente de forma ........................................................................... 32

Ecuación 2 Longitud cauce principal ..................................................................... 32

Ecuación 3 Altura de cauce principal .................................................................... 33

Ecuación 4 Densidad de drenajes ......................................................................... 33

Ecuación 5 Ancho medio de la cuenca ................................................................. 33

Ecuación 6 Coeficiente de compacidad ................................................................ 34

Ecuación 7 Pendiente del cauce principal ............................................................. 34

Ecuación 8 Coeficiente de bifurcación .................................................................. 34

Ecuación 9 Pendiente de la cuenca ...................................................................... 34

Ecuación 10 Concentración media diaria de sedimentos en suspensión .............. 35

Ecuación 11 Transporte diario de materiales en suspensión ................................ 35

RESUMEN

La presente investigación se desarrolló con el objetivo de realizar la estimación de la concentración media de sedimentos y el transporte de materiales en suspensión en cuencas. Todo esto, a través de la aplicación de un modelo estadístico de datos panel con variables independientes de tipo morfométricas, hidrológicas y biofísicas.

Su consecución fue posible gracias al acceso de información compilada en

la red hidrológica del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales – IDEAM e información satelital proveniente de la plataforma USGS - Earth Explorer del servicio geológico los Estados Unidos. Con la información compilada, fue posible estudiar y conocer los determinantes de la producción de sedimentos para 54 cuencas localizadas al interior de la Macrocuenca Magdalena – Cauca en Colombia, región escogida por tener mayor representatividad de datos.

El proceso se realizó a través de la delimitación de las cuencas, partiendo de las estaciones de medición como punto máximo de concentración; posteriormente mediante análisis espacial en software GIS se realiza los cálculos respectivos para estimar los valores correspondientes a las variables morfométricas, biofísicas e hidrológicas por cada cuenca delimitada. Finalmente se realiza un análisis de regresión multivariada y de regresión con datos panel multitemporal empleando los datos calculados.

Acorde a lo esperado, se concluyó que el aumento en la concentración media y transporte de materiales en suspensión en cauces hídricos Colombianos se asocia directamente a la pérdida de coberturas de bosque, área de la cuenca, área de erosión total en la cuenca y la pendiente de la cuenca. Palabras clave: CONCENTRACIÓN DE SEDIMENTOS, TRANSPORTE DE SEDIMENTOS, PERDIDA DE COBERTURAS, EROSION DEL SUELO.

ABSTRACT The present research was developed with the objective of estimating the average sediment concentration and the transport of suspended materials in watersheds. All this, through the application of a statistical model of data panel with independent variables of morphometric, hydrological and biophysical type.

Its achievement was possible thanks to the access of information compiled in the hydrological network of the Institute of Hydrology, Meteorology and Environmental Studies - IDEAM and satellite information from the USGS - Earth Explorer platform of the geological service in the United States of America. With the information compiled, it was possible to study and know the determinants of sediment production for 54 basins located within the Magdalena - Cauca Macrocuenca in Colombia, a region chosen for having greater data representativeness.

The process was carried out through the delimitation of the basins, starting from the measurement stations as the maximum concentration point; Then, by means of spatial analysis in GIS software, the respective calculations are performed to estimate the values corresponding to the morphometric, biophysical and hydrological variables for each delimited basin. Finally, a multivariate regression and regression analysis with multitemporal panel data is performed using the calculated data.

As expected, it was concluded that the increase in the mean concentration and transport of suspended materials in Colombian watercourses is directly associated with loss of forest cover, area of the basin, area of total erosion in the basin and slope of the basin. Keywords: CONCENTRATION OF SEDIMENTS, TRANSPORT OF SEDIMENTS, LOSS OF COVERAGE, SOIL EROSION.

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INTRODUCCIÓN

PROBLEMA Los sedimentos en cauces hídricos son un proceso natural asociado a la fisiografía del terreno; estos son causados por acción eólica e hídrica que origina un transporte de material particulado correspondiente al esculpimiento del relieve. Este efecto puede ser ocasionado por acciones antrópicas o por propiedades innatas de un área.

Las consecuencias asociadas a la sedimentación hídrica son primordialmente la contaminación de cauces hídricos por sólidos suspendidos que transportan elementos químicos. De acuerdo con (Organizacion de las Naciones Unidas para la Alimentacion y la Agricultura - FAO, 1997), los sedimentos constituidos por limos y arcillas (< 63um) son considerados transmisores primarios de productos adsorbidos en especial fósforo, plaguicidas clorados y gran parte de metales que son transportados al agua causando disminución de las propiedades fisicoquímicas del agua. Adicionalmente, también se considera relevante la pérdida de la profundidad efectiva en canales navegables dado que la realización de labores de dragado en cauces hídricos demanda altos costes a la industria. Hoy en día el aumento de sedimentos en cuerpos hídricos es una problemática que se asocia a la explotación de los recursos naturales, como desforestación, malas prácticas agrícolas entre otros (Organizacion de las Naciones Unidas para la Alimentacion y la Agricultura - FAO, 1997), originado por el crecimiento económico.

La pérdida de cobertura boscosa es una problemática relacionada al aumento del fenómeno sedimentológico. La ampliación de la frontera agropecuaria y el uso inadecuado del suelo están generando procesos erosivos, perdida de fertilidad y, en algunos casos, desertificación del suelo. No obstante, dicha problemática en gran medida es desencadenada por acción de precipitación de una zona particular. De acuerdo con (Regüés, Nadal-Romero, Latron, & Martí-bono, 2009) La precipitación fomenta el desarrollo de procesos erosivos y por ende el transporte de partículas granulométricas que por acción hídrica (escorrentía producto de superar la capacidad de infiltración del suelo) llegan a corrientes superficiales.

El problema se evidencia cuando los cambios en las condiciones climáticas generan periodos de lluvia, propiciando fenómenos erosivos acelerados,

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fenómenos de remoción en masa y saturación de cauces hídricos por sedimentación (Díaz, 2011). En los últimos años a través de tecnologías como sensores remotos y software avanzado, se ha evidenciado el cambio gradual que se presenta en el país en perdida de cobertura de bosques. Los procesos de remoción en masa y las crecientes en los cuerpos hídricos originados en los años 2011 -2012 son un claro ejemplo de las consecuencias causadas que se pueden asociar a los cambios de uso del suelo y la pérdida de las coberturas boscosas en el terreno.

A raíz de todo esto, se está generando un efecto económico negativo puesto que la pérdida de nutrientes por arrastre de material está reduciendo el rendimiento agrícola. Esto se origina, dado que los suelos se hacen más pobres, debido a que los procesos erosivos facilitan el arrastre de macro y micro nutrientes que son la base de la agricultura. Según lo estipulado por (Organizacion de las Naciones Unidas para la Alimentacion y la Agricultura - FAO, 1997) al comparar los niveles de nutrientes de dos suelos, erosionado y no erosionado se observa que hay una reducción del 50% de los contenidos de carbono y nitrógeno en los primeros 15 cm; bajos niveles de Cinc, Fosforo, Calcio y Magnesio, mientras que el Potasio y el Cobre no son muy afectados. Desde otro punto de vista, esta problemática se traduce en un incremento en los costos de producción, dado que para subsanar las pérdidas, se deben realizar grandes inversiones en encalado de suelos con el objetivo de hacerlos aptos nuevamente para el establecimiento de cultivos.

Los principalmente afectados son aquellos quienes realizan un uso consuntivo del recurso hídrico y por ende deben asumir unos costos adicionales en infraestructura e insumos para reducir las afecciones generadas que limitan su acceso directo. Por ejemplo la empresa Proactiva Aguas de Tunja S.A. ESP, incurre en un incremento de gastos de operación hasta del 17% por metro cúbico, asociado a un aumento de solidos suspendidos en el agua, según lo descrito en el Plan Estratégico de la Macrocuenca Magdalena Cauca y Caribe (Jaime Rueda et al., 2013).

Sin embargo, aquellos agentes económicos que realizan un uso no consuntivo también se ven afectados, puesto que las condiciones del recurso dificultan su operación, ocasionando detrimentos en el desarrollo de su actividad económica; como se puede evidenciar en la pérdida de la profundidad efectiva del canal navegable del río Magdalena.

La gestión ambiental del territorio ejercida por los entes de control está generando un efecto inverso al esperado, puesto que, cuando se ejecutan los planes de compensaciones ambientales del territorio, la ejecución de obras y

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proyectos son permisibles y la legislación actual no es lo suficientemente rigurosa para realizar los correctivos correspondientes. De igual manera se evidencia vacíos metodológicos, que conllevan a la realización de actividades inadecuadas que propicia el incremento de impactos generados en torno a la problemática en estudio.

JUSTIFICACIÓN El desarrollo de la presente investigación permitirá conocer la relación entre diferentes variables biofísicas, hidrológicas y morfométricas medidas en torno a una cuenca con los datos compilados de la red de monitoreo nacional medidos en diferentes cuerpos hídricos en torno a la variable sedimentos. Dicho ejercicio se realiza a través de un modelamiento de las variables que posiblemente se asocien al fenómeno sedimentológico y servirá como fuente de apoyo a las herramientas de gestión del recurso hídrico, permitiendo conocer el estado de la variable de sedimentos y sus principales factores origen en un territorio. El desarrollo del estudio contribuirá a la toma de decisiones en el desarrollo de planes y programas en la gestión ambiental del territorio.

En la ejecución de las herramientas de ordenamiento territorial, la inclusión del estudio y análisis de los sedimentos permitirá realizar ajustes al actual modelo de desarrollo en Colombia, plantear y ejecutar mejoras que serán percibidas por los actores económicos del área de influencia de intervención. Al identificar las variables determinantes que propician el fenómeno en estudio se espera saber cuáles serían los puntos críticos a tratar, permitiendo así tomar las medidas compensatorias adecuadas para minimizar el impacto generado, en aquellas zonas prioritarias de intervención. No obstante, todo esto materializado a través de la reestructuración normativa de la regulación que da orden y autoriza los usos del suelo en Colombia.

Al conocer y definir cuáles son las variables que fomentan la producción de sedimentos en las cuencas de la macrocuenca Magdalena Cauca, se logrará un gran avance que permitirá realizar cuantificaciones más precisas relacionadas a las perdidas por unidad e área ocasionadas en las diferentes cuencas (para los periodos analizados). Así mismo, se logrará identificar y estimar aquellos acciones que minimizarán los impactos desencadenados, cuantificando y proyectando su respectiva acción correctiva basados en estimaciones producto de análisis de componentes principales, análisis costo beneficio y análisis de sensibilidad y valoración económica de impactos ambientales.

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De acuerdo con Guy (1970), las cuencas altas son aquellas que más aporte de sedimentos hacen a la red hidrológica; sin embargo, según lo planteado por Restrepo & Restrepo (2005) en la cuenca del Río Magdalena, y en general en la geografía colombiana, esto no concuerda dado que existen otras variables que direccionan el proceso de sedimentación sin depender de su ubicación geográfica. Es por ello, que con la consecución del presente estudio se quiere probar dichas afirmaciones, dado que la delimitación propuesta se desarrollará en cuencas de alta y media montaña, así como en planicies.

Por otro lado, al realizar un esquema más acertado de las actividades a realizar por la inclusión de la variable de sedimentos, los planes y programas brindarán soluciones de rápida ejecución que reducirán cargas económicas en actores que necesitan dar un tratamiento al recurso hídrico. No obstante, la realización de una planeación económica más eficaz de los tratamientos a realizar se puede recuperar a través de la implementación de un cobro a aquellas entidades o personas que hacen uso del recurso y no se encuentran dentro de las áreas de influencia directa; todo esto mediante la implementación de un esquema de pago por servicios ambientales, donde dichos entes participarán de la conservación de áreas de interés estratégico fomentando una adecuada gestión del recurso hídrico.

La determinación de los factores asociados a la producción de sedimentos en cuencas colombianas permitirá llenar un vacío de conocimiento en las herramientas de gestión hídrica y adicionalmente validar el desarrollo de diferentes teorías que se han venido desarrollando con el trascurrir de los años. De acuerdo con Hidalgo (1992), la erosión en función de las coberturas presentes en el área de estudio se reduce de manera exponencial si estas tienden a aumentar. Es decir, al realizar una análisis de la comparación entre un suelo desnudo a un suelo con cobertura, este cambio genera una función exponencial negativa corroborando una disminución en el aumento de sedimentos a favor del aumento de coberturas (Serrato, et al., 1999) .

También es primordial resaltar que la identificación de variables clave en la elaboración de la presente investigación, es decir aquellas variables que están relacionadas con temas que “tienen la posibilidad de modificar total o parcialmente el territorio de las macrocuencas y sus recursos naturales, especialmente el recurso hídrico” (Jaime Rueda et al., 2013), serán de gran utilidad e influyentes en la producción de sedimentos. De igual forma, se prevé que sobre las variables influyentes se centrará el desarrollo de actividades que ayuden a controlar sus efectos en el fenómeno erosivo que se desencadena. No obstante, siempre encaminado al desarrollo que involucre los actores sociales y económicos presentes en cada zona afectada por la sedimentación hídrica.

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PROPÓSITO DEL PROYECTO Y PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN Actualmente, en los requerimientos exigidos por la normatividad ambiental vigente, la variable sedimentos no es considerada dentro de las herramientas para la solicitud de tramites ambientales, ni tampoco se encuentra inmersa dentro de las herramientas de planificación del territorio. Esto, basado en que al realizar un análisis al catálogo de estaciones “IDEAM_V9_Enero_2017” arrojo que para el caso de estaciones limnigráficas y limnimétricas de un total de 1350 estaciones disponibles, 709 estaciones están suspendidas y 641 activas. De estas 641 estaciones activas es de resaltar que solo 483 estaciones presentaron datos asociados a la variable en estudio una vez consultada la base de datos del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales – IDEAM.

Esto significa, que actualmente hay una gran la dificultad en la recolección de datos consistentes que se asocia a la deficiente red de monitoreo con la que actualmente contamos. Dicho problema, se puede asociar a un déficit en mantenimiento y adecuación de estaciones asociado a los altos costos de equipos y mantenimiento de los mismos (University Corporation for atmospheric Research, 2012), ubicación geográfica de las estaciones y perdidas por hurto de equipos.

Sin embargo, dentro del mejoramiento que se viene realizando a la normatividad ambiental y al Sistema Nacional Ambiental – SINA basados en el principio de rigor subsidiario (toda norma ambiental en Colombia debe hacerse más rigurosa pero nunca más flexible), es primordial incluir y valorar todas aquellas variables fundamentales que pueden direccionar el desarrollo de un esquema de compensaciones asociado a la recuperación de terrenos degradados.

Para el caso de la variable sedimentos, es necesario revisar cuáles son los alcances que puede brindar su inclusión en las herramientas de gestión hídrica de cuencas así como su correlación con las variables biofísicas ya incluidas y analizadas. Estudiar si la inclusión de las variables determinantes en la producción de sedimentos pueden lograr una mejora y direccionamiento en los resultados en torno a la gestión ambiental de un territorio, para lo cual se desarrolla el presente estudio.

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OBJETIVOS

GENERAL Realizar la estimación de la variable sedimentos incorporando la geomorfometría y coberturas vegetales del terreno, con miras a realizar un aporte a la gestión hídrica de cuencas.

ESPECÍFICO Caracterizar los datos sedimentológicos medidos en la Red Hidrológica Nacional a través de análisis estadísticos. Caracterizar la geomorfometría y coberturas vegetales en 54 cuencas pertenecientes a la macrocuenca Magdalena Cauca delimitadas a partir de los puntos de muestreo de sedimentos de la Red Hidrológica Nacional de monitoreo. Construir un modelo de regresión lineal múltiple que explique la variabilidad de sedimentos, de acuerdo con la caracterización de datos medidos en la Red Hidrológica Nacional, cambios de cobertura y geomorfometría de las áreas de estudio.

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1. MARCO DE REFERENCIA En este capítulo, se presenta la base teórica y conceptual que permite desarrollar los objetivos planteados en la investigación propuesta. Se realiza una descripción del contexto en torno a la problemática planteada; así como la zona definida como unidad de área de estudio, en la cual se realizarán los respectivos cálculos que se estipulan en el desarrollo metodológico.

1.1. MARCO CONCEPTUAL La producción de sedimentos se considera como el volumen de material que es arrastrado de forma mecánica en un periodo de ocurrencia que contempla un área específica y un tiempo determinado. Puede ser calculada estableciendo la relación entre el material sólido transportado por el cuerpo hídrico y el área de drenaje zonas arriba del sitio de muestreo (Restrepo & Restrepo, 2005). Es por tanto, que dicha producción es originada por la interacción de parámetros climáticos, geológicos e hidrológicos así como los cambios que las actividades antrópicas generan en dichos parámetros (David Knighton, trad. 1984).

Inicialmente, Ahnert (1970), Stallard (1988), Pinet & Souriau (1988), Milliman & Syvitski (1992) (citados en Restrepo & Restrepo, 2005), coincidían en que la gran mayoría de sedimentos originados eran producto de actividades tectónicas, y no se asociaban con parámetros climáticos (precipitación, escorrentía y temperatura), dado que consideraban que dichos parámetros jugaban un papel secundario en la producción de los mismos. Sin embargo, con las últimas investigaciones realizadas por Summerfield & Hulton (1994) se consideró que la producción de sedimentos es la relación entre una serie de parámetros físicos y es errado asociarlo a un factor particular. Ludwing Wolfgang & Jean Luc (1998) encontraron que dicha variable se asocia con la escorrentía, los cambios estacionales, los periodos de precipitación y la pendiente del terreno de la zona afectada. No obstante, en el mismo año se indicó que la producción de sedimentos se conformaba por un conjunto de variables que interactúan entre sí: área de la cuenca hidrográfica, altura máxima, temperatura promedio y variación estacional, y escorrentía (Hovius, 1998 citado por (Restrepo & Restrepo, 2005).

Estudios a nivel global sobre la producción de sedimentos indican que generalmente la cuencas ubicadas en zonas tropicales presentan unas magnitudes altas si las comparamos con las cuencas que se ubican en otros sectores geográficos (Milliman & Syvitski, trad. 1992). Generalmente, la producción de sedimentos en zonas tropicales presenta variaciones considerables que se asocian a procesos de remoción en masa, avenidas torrenciales,

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superación de cotas máximas de inundación y sismos entre otras. Entonces, al incidir varios efectos sobre la variable en estudio, esta se distorsiona dependiendo de su ubicación geográfica, dificultando su estudio y la disponibilidad de información para realizar los análisis necesarios de interpretación. 1.1.1. Estado de la variable sedimentos en las herramientas de gestión ambiental del territorio Actualmente en Colombia, la gestión del recurso hídrico se encuentra a cargo de las entidades designadas por el Sistema Nacional Ambiental - SINA, cuyos componentes e interrelación define los mecanismos de actuación entre el Estado Nacional y la sociedad civil (Congreso, 1993). Estas entidades que, son de orden nacional, regional y local, ejecutan sus funciones de acuerdo a la legislación ambiental vigente, empleando las herramientas y datos disponibles. No obstante, al hacer un análisis minucioso de dichas herramientas encontramos que la variable, en estudio, sólo se evalúa en aquellas investigaciones donde se prevé la contaminación por sedimentos, producto de una actividad comercial o industrial.

Sin embargo, la norma NTC – ISO 5667 – 1 establece que el campo de aplicacion se realiza en el “diseño de programas de muestreo para los propositos de control de calidad, la caracterización de la calidad y la identificación de las fuentes de contaminación del agua incluyendo los sedimentos y los lodos”(NORMA TECNICA, 1995), interpretando, que sólo tendrá aplicabilidad en el marco de monitoreo de proyectos en ejecución por parte de entidades que regulan la temática ambiental.

Por otra parte, dentro de los planes de ordenamiento territorial elaborados por las entidades municipales, se estipula que este instrumento de planificación es considerado como “el pacto social de una poblacion con su territorio” (Ministerio de Ambiente, 2004); donde el principal objetivo es la realización de estrategias y acciones encaminadas a la “orientacion del territorio municipal durante los proximos años” (Ministerio de Ambiente, 2004). Sin embargo, al realizar un estudio de la herramienta de planificación se encuentra que se omiten todo tipo de análisis de variables determinantes en la funcionalidad del terreno, que son de carácter trascendental en la toma de decisiones, cuando se estructura la salida gráfica o plano de asignación de usos del suelo para potenciar el desarrollo productivo del municipio.

Desde una perspectiva regional, encontramos el sistema de codificación de

unidades hidrográficas que estructuró el IDEAM con el objetivo de priorizar y estructurar unidades de análisis que servirán como referente para realizar el ordenamiento y gestión del recurso hídrico en el territorio nacional (IDEAM, 2013).

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Esta clasificación servirá para realizar el plan de ordenamiento y manejo de cuencas hidrográficas, que establece la participación de los actores claves influyentes en las condiciones ambientales y permitirá la realización de una zonificación ambiental del área de estudio, estableciendo categorías de ordenación, zonas de uso y manejo dentro de la cuenca (Ospina et al., 2014).

Dentro de la estructuración se aprecia que, a pesar de brindar resultados

que permitirán la gestión del recurso hídrico, la variable sedimentológica no es considerada para la toma de decisiones. Al ser incluida, posiblemente podrá permitir la realización de programas más acertados a la gestión ambiental del territorio. Fundamental en la producción de sedimentos por acción de la erosión hídrica. 1.1.2. Problemática ambiental asociada a la erosión del suelo por pérdida de cobertura. La corteza terrestre está en un cambio fisiográfico constante, producto de variables externas que contribuyen con forma de relieve terrestre. Jackson (1989 citado en CORTOLIMA, S.F.) considera que dicha pérdida de suelo es una problemática de carácter ambiental crítico. Serrato et al. (1999) establecen que hay un punto óptimo de cobertura, que minimiza la pérdida de suelo por acción hídrica, donde ésta cobertura se asocia a la pendiente del terreno. Sin embargo, existen zonas donde las condiciones en las regiones son áridas y semiáridas implicando que la degradación y erosión se presente con mayor frecuencia. Adicionalmente, se asocia a que las condiciones hidrológicas predominantes en estas zonas se caracterizan por la escasez del recurso, aumentando la problemática ambiental.

Diversas investigaciones realizadas coinciden en definir que el mejor desarrollo para contrarrestar la erosión es la elaboración de planes de restauración de coberturas, repoblamiento y aumento de la cobertura vegetal (Tang et al., 1987; Greenway, 1987; Francis & Thornes, 1990; Rickson, 1990; Bharad y bathkal, 1991, Rognon, 1996 citando en Serrato et al., 1999). Se considera que las capas de cobertura juegan un papel importante al permitir que los sistemas radiculares fijen el suelo y adicionalmente, son estas quienes minimizan los impactos producidos por gotas de lluvia en el suelo. Sin embargo, el autor aclara que las cubiertas vegetales tienden a presentar otros efectos en zonas áridas y semiáridas que resultan impactando de forma negativa los recursos hídricos de la zona.

Las investigaciones llevadas a cabo por Tromble (1988), Navar & Bryan (1990), Belmonte Serrato & Romero Díaz (1994, 1996, 1997), Derouiche (1996)

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(citados en Serrato et al., 1999), aseguran que existe otro tipo de problema ambiental que se asocia a la disponibilidad de cobertura. Dicha problemática surge al disponer de una cobertura nueva en el suelo, pues ocurre un efecto de interceptación agua en los periodos de lluvia, estas se traduce en la disminución de infiltración de agua y por ende, una minimización de recarga de acuíferos, aumento de la evapotranspiración y una disminución significativa en los cuerpos hídricos superficiales de hasta en un 50%.

Finalmente el objetivo de la discusión se centra en que el punto óptimo de

una cobertura, se debe calcular en la medida que las pérdidas de suelo por erosión hídrica y las pérdidas de lluvia por interceptación, deben estar de forma equilibrada en el medio (Serrato et al., 1999).

1.2. MARCO TEÓRICO 1.2.1. Factores que aumentan la sedimentación hídrica. El aumento en sedimentos producto de factores erosivos, se pueden asociar directamente a variables como el clima, cobertura vegetal, tipos de suelos, topografía del terreno, velocidades de flujo hídrico y usos actuales de la tierra. Según Morgan (2005), la lluvia es la variable climática de mayor consideración dentro de un proceso erosivo. Sin embargo, no todas las precipitaciones se presentan bajo las mismas condiciones y existen variables como la cantidad de agua e intensidad de la lluvia que condicionan el factor haciéndolo más influyente en el fenómeno erosivo. El tiempo de duración de una precipitación también es considerado como factor predominante en el aumento de la erosión, una tormenta de duración considerable contribuirá a que exista una sobresaturación de las cuencas, aumentando el volumen de la red hídrica; ocasionando un mayor escurrimiento y por lo tanto un aumento de arrastre de material particulado. Por otro lado, y de acuerdo con lo expuesto por Fournier & García-Chevesich (citados por Brea & Balochi, 2010), las tormentas que tienen tendencia a un aumento en su etapa final producen un mayor escurrimiento superficial porque el suelo ya está saturado, significando que las condiciones iniciales de humedad presentes son variable influyente en el aumento de erosión y sedimentación hídrica. La concentración de sedimentos está en aumento por el uso actual que se le da al suelo, según Garcia-Chevesich (2005) las actividades humanas como la expansión agrícola, la agricultura intensiva y el aprovechamiento forestal son también un factor influyente en la producción de sedimentos; la perdida de cobertura vegetal y el aumento de suelos descubiertos contribuyen al aumento de

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material particulado . Durante los últimos años se ha construido y urbanizado más terrenos que la suma de todas las áreas urbanas de los siglos anteriores (Terrence, et. al., 2002). 1.2.2. Tipos y clases de sedimentos. En el protocolo para el monitoreo y seguimiento del agua, los sedimentos son considerados como el material particulado suspendido o depositado en el agua, que provienen de un proceso erosivo y se categorizan de acuerdo al tipo de erosión que los genera. La erosión laminar es aquella que se realiza mediante la remoción de la capa superficial del suelo, la erosión por zanjas o cárcavas, es aquella que inicia mediante la profundización de los cauces debido a su crecimiento con el transcurrir del tiempo y la erosión fluvial por el cual los drenajes socavan su propio lecho y erosionan los taludes ubicados en la riveras (Costa Posada et al., 2007).

También se clasifican de acuerdo a su tamaño, según Costa Posada (et al., 2007) en Colombia, los diámetros permiten su clasificación en arenas, limos y arcillas, los cuales al variar su tamaño representan implicaciones dinámicas en los movimientos por los flujos hídricos. Los sedimentos de diámetros gruesos generalmente realizan su movimiento por el lecho del cuerpo hídrico y dependen de la turbulencia de las aguas, mientras que los sedimentos de diámetros finos por presentar una menor magnitud viajan a velocidades mayores, teniendo un periodo de fluctuación amplio y permitiendo grandes desplazamientos dentro del cuero hídrico.

Otra clasificación es de acuerdo al trasporte en las corrientes hídricas. Sedimentos de fondo, compuestos por aquellos que por acción de la corriente han sido depositados en el lecho del cuerpo hídrico. Sedimentos de arrastre de fondo, considerados como aquellos que realizan un movimiento constante por el lecho del cuerpo hídrico ocasionado por la velocidad de las corrientes en las que se encuentran. En saltación, compuestos por aquellos materiales finos que en algún momento capturan en la suficiente energía para abandonar el lecho, transportarse en suspensión por un determinado tiempo y asentarse nuevamente. En suspensión, considerados como aquellos materiales finos o de menor tamaño que permanecen en una constante suspensión y se desplazan de acuerdo a la velocidad que presente el cuerpo hídrico (Costa Posada et al., 2007).

1.2.3. Medición de sedimentos en la red hidrológica de Colombia. Actualmente, en Colombia existen 1.350 estaciones de monitoreo de agua superficial, su objetivo es cuantificar la calidad del agua y su cantidad. El Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia, IDEAM a través, de su laboratorio de calidad ambiental, aplican los métodos y procedimientos de acuerdo a su capacidad técnica, que se basan en el Standard Methods for the

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Examination of Water and Wastewater, Edition 22nd/12 y otros métodos aprobados nacional e internacionalmente (Instituto de Hidrología Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia, S.f.). Dichas estaciones se clasifican en limnimétricas (miden los niveles del agua de los ríos con mira) y limnigráficas (miden los niveles del agua en forma gráfica continua).

El protocolo para el monitoreo y seguimiento del agua establece las prácticas y procedimientos necesarios para la realización de las mediciones confiables de la variable sedimentos, en Colombia, las mediciones se realizan a través de la toma de muestras dentro del flujo de agua, se lleva a laboratorio y se determinar que concentración existe en la muestra y como es el transporte del mismo en la masa de agua (Costa Posada et al., 2007).

El conjunto de equipos que históricamente se viene utilizando en Colombia de acurdo a lo descrito por (Costa Posada et al., 2007) son:

a) Muestreadores tipo USDH - 48, USD - 49, USDH - 59 Y US - P - 61 b) Muestreadores con bolsa plegable. c) Toma muestras superficiales con frascos de 470 ml. d) Toma muestras de fondo, tipos, draga y US – BMH. Concentración media diaria de sedimentos en suspensión, variable empleada para determinar la cantidad de sólidos en una muestra hídrica, se mide en partes por millón (ppm) o en peso de solido por unidad de volumen, se decir una parte por millón (1 ppm) es igual a 1 miligramo por litro (mg/l) y a 0.001 kg/m³ la formula e emplear es la siguiente:

𝐶𝑚 = 𝑇/𝑄

Donde, La concentración media Cm es medida en (kg/m³), la carga de sedimentos T en (kg/s) y el caudal líquido “Q” medido en (m³/s) (Ibíd.). Transporte diario de materiales en suspensión, variable empleada para medir la cantidad de sólidos que se transportan por una corriente hídrica en una unidad de tiempo, expresada generalmente en K.Ton/día o Kg/s. Para esta medición se emplea la siguiente formula:

𝑇 = 𝑄 ∗ 𝐶𝑚

Donde, T representa el transporte de materiales en suspensión medido en (Kg/s), Q es igual al caudal líquido que pasa por una sección medido en (m³/s) y Cm representa la concentración media medida en (kg/m³)(Ibíd.)..

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1.2.4. Estimación de la pérdida de suelo por erosión en cuencas. Si el uso de la tierra no se realiza de acuerdo a su vocación y no se hacen correctivos para mejorar sus propiedades de uso, se ocasiona que las propiedades permeables y las características asociadas al ciclo hidrológico se afecten. Según Hernández (1990 citando en (CORTOLIMA, S.F.), manifiesta que al realizar dichas actividades, el funcionamiento hidrológico no es óptimo; que a raíz de esta problemática se desencadenan efectos económico – sociales que se traducen en perdida de la productividad.

Existen diferentes enfoques que permiten evaluar cuantitativamente las alternativas de uso y manejo de suelos basados en la producción de erosión que estos generan. Dicha cuantificación se direcciona al desarrollo de guías en la toma de decisiones. Si el objetivo radica en mantener la erosión en las mínimas condiciones similares al estado natural del terreno, por lo cual se presentan beneficios para el desarrollo productivo; al minimizar la problemática erosiva, disminuye las externalidades y la capacidad de colmatación hidrológica que resulta en desbordes y crecientes continuas de los drenajes hídricos (Clérici & F García, 2001).

Se considera que al tener en cuenta la acción de conservar en el ejercicio

de planificación, se está potenciando la utilidad del suelo a escalas regionales y locales. El objetivo de desarrollar modelos de simulación, realizar una estimación de la tasa de erosión que posiblemente ocurriría con determinado uso y manejo del suelo. Finalmente, la estimación de esta tasa permitirá estimar la pérdida de productividad del suelo por erosión (Clérici & F García, 2001). Dentro de los modelos más usados para la estimación de dichas perdidas, Sharpley et al. (1990) usan el modelo USLE (Universal Soil Loss Ecquation), el cual es empleado en la estimación de los componentes de producción y crecimiento de cultivos y su análisis económico.

La ecuación universal de perdida de suelo USLE, permite predecir con

certidumbre cuál es la cantidad de suelo que se pierde por escurrimiento en áreas determinadas con especiales característica, en los sistemas de tratamiento. Inicialmente el modelo emplea la inclusión de variables como factor de erosividad de la lluvia, factor de erosionabilidad del suelo, factor de longitud del terreno, factor de pendiente del terreno, factor de cobertura, manejo de la vegetación y factor de prácticas de conservación. Dichos factores permiten realizar un cálculo lineal para estimar la perdida de suelo medida en T/ha/año (Corporación Autónoma Regional del Tolima - CORTOLIMA & Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria - CORPOICA, 2007).

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El objetivo de la estimación de pérdida de suelo por erosión, posibilita estimar a priori tasas que combinan topografía, suelo y ubicación geográfica, en diferentes usos, permitiendo la selección y programación de alternativas viables para poder conservar el recurso y adicionalmente sirven para dar cumplimiento a la normatividad ambiental.

1.3. ANTECEDENTES En los últimos años se ha aumentado la frecuencia y magnitud de procesos que repercuten en efectos negativos sobre el territorio y sus poblaciones, aludido a la lluvia y sedimentación de los ríos Magdalena y río Cauca. Según lo planteado por (Angel Restrepo, 2005), la tercera parte de la erosión en la cuenca del Magdalena corresponde a impactos ocasionados por el hombre sobre los suelos y las coberturas existentes en la zona. Todo esto, causado por la deficiente organización institucional y las falencias existentes en las políticas de orden territorial y desarrollo sostenible que actualmente rigen sobre el territorio.

En el Plan Estratégico de las Macrocuencas Magdalena - Cauca y Caribe, para el año 2050 estima que la población urbana será de 37.414.311 habitantes, aumentando en 9.588.000 habitantes con respecto a 2012. En el caso de la población rural dicho aumento será de 270.179 para el mismo periodo. Esto se verá reflejado en un aumento en la demanda y aprovechamiento de recursos naturales disponibles para la satisfacción de necesidades básicas, teniendo en cuenta que los efectos que esto causará se propiciaran en las subzonas hidrográficas donde se ubican las ciudades principales de Colombia (Jaime Rueda et al., 2013).

Los servicios ecosistémicos que hacen parte de las 27.105.413 hectáreas pertenecientes a la macrocuenca Magdalena - Cauca se encuentran alterados, de acuerdo con el autor el 28.2% de las coberturas de esta área se han perdido para el periodo de 1990 – 2010. Dicha perdida de bosque se traduce en la disminución de servicios ecosistémicos, perdida de especies de fauna y flora nativas de la región y en efectos negativos asociados a la regulación hídrica de la cuenca. Estos valores, se pueden contrastar de acuerdo a lo expuesto (Angel Restrepo, 2005), donde indica que para el periodo de 2000 a 2008 se perdían anualmente cerca de 340.000 ha de bosque por año.

Sin embargo, existen estudios elaborados por las universidades EAFIT y de Colorado, que dan a conocer que cerca del 50% del origen de la erosión en la Cuenca Magdalena es de origen natural, es sustentada por variables hidrológicas,

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geológicas, climáticas y fisiográficas. También explican que, para el caso de la deforestación en zonas propiciada por actividades humanas de expansión agrícola y frontera agropecuaria, corresponde a un 32% de la erosión de la cuenca (Angel Restrepo, 2005). Aunque, no se puede dejar de lado el daño que ocasionan las construcciones y la minería, las cuales tienen su contribución haciendo que la cifra se acerque al 50% de erosión producto de las actividades humanas.

La mayor parte de la producción de sedimentos y aportes al Rio Magdalena se realiza en las subzonas hidrográficas de los ríos Carare, Opón, Negro y Lebrija, coinciden (Jaime Rueda et al., 2013) y (Angel Restrepo, 2005). Estas subzona se caracterizan por presentar un área de coberturas que va del 25 - 30 % del área total de la cuenca. Posicionando a las zonas hidrográficas alto y medio Magdalena como las mayores aportantes de sedimentos, siendo estas donde se ubican las zonas con topografías más pronunciadas.

El Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia – IDEAM en su estudio Nacional del Agua ENA-2014, manifiesta que la producción de sedimentos se debe a la conjunción de varios factores, altas pendientes por donde descienden ríos, sobres los cuales predominan fenómenos de remoción en masa, regímenes de lluvia extremos que ocasionan la sobresaturación de las vertientes por lluvias intensas en periodos de tiempo cortos, grandes extensiones de terreno sin cobertura producto de una agricultura y ganadería sin control y grandes ocupaciones del territorio por la ejecución de construcciones como vías y centros poblados (García et al., 2014).

Al comparar el Estudio Nacional del Agua 2014 con la versión anterior 2010, se evidencia que hubo un aumento en el transporte de materiales en suspensión correspondiente a un 5 %.

Por otro lado, (García et al., 2014) indica que la producción potencial de sedimentos tiene una estrecha relación entre proceso – forma. Para el caso del área de estudio se tomó como base las coberturas de la tierra de acuerdo a la clasificación Bosque/no Bosque periodo 1990 - 2012 y se empleó el protocolo de degradación de tierras por erosión del IGAC. Esto permitió, identificar los sistemas morfogénicos, identificar donde pueden ocurrir procesos de tipo denudativo y definir áreas donde se presentan o pueden ocurrir procesos de erosión asociados a la degradación del suelo.

En un estudio realizado por (Restrepo & Restrepo, 2005) hay una gran proporción que asocia la producción de sedimentos al alto índice de movimientos y actividad tectónica en Colombia, de acuerdo con (CEPAL; BID, 2007) al ubicarse

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en la esquina Noroccidental de América del Sur y por su complejidad donde las placas de nazca, Suramérica y del Caribe se unen generan una alta actividad sísmica, Colombia es catalogado como un país con alta amenaza sísmica y volcánica. Adicionalmente, su gran proporción de población se ubica sobre las zonas de mayor peligro o amenaza aumentando el riesgo.

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2. ÁREA DE ESTUDIO El desarrollo y análisis de la presente investigación tuvo consecución en cuencas que hacen parte de la denominada Macrocuenca Magdalena - Cauca, este nombre se origina a partir de la delimitación de áreas hidrográficas para Colombia, realizada por el Instituto de Meteorología y Estudio Ambientales – IDEAM en el Estudio Nacional del Agua 2014 (García et al., 2014).

Figura 1. Esquema de Localización general área de estudio. Elaboración propia.

En la Figura 1 se evidencia el área de estudio localizada en la Región

Andina del país, para la cual se desarrolló una delimitación correspondiente a 54 cuencas hidrográficas, estas tienen una variabilidad climática y fisiográfica originada por rango de altitud desde los 0 m s.n.m. a los 5.779 m s.n.m. de acuerdo con el reporte de análisis realizado en Gras GIS (GRASS Development Team, 1998) al modelo de elevación digital (DEM por su sigla en Inglés).

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La selección de dicha área, se realizó a través de recopilación de información de estaciones meteorológicas limnigráficas y limnimétricas, donde se escogieron aquellas que presentaron mayor consistencia y periodo de monitoreo de los datos asociados a la variable de sedimentos (concentración media diaria y transporte diario de materiales en suspensión).

Dentro de esta extensa área, encontramos las corrientes hidrias del Río

Magdalena y el Río Cauca, son dos cauces principales de Colombia que nacen en el macizo colombiano propiciados por el régimen hidrológico amazónico (García et al., 2014) y desembocan en el Mar Caribe. Su recorrido se realiza en sentido sur norte, donde el Río Cauca desemboca sobre el Magdalena cerca al centro poblado de Pinillos en el departamento de Bolívar (IGAC, 2008). Ambas corrientes son de gran importancia para el país, dado que representan un alto potencial para la navegabilidad y actualmente se están ejecutando proyectos que permitan la ampliación de su canal navegable.

La macrocuenca Magdalena - Cauca, se caracteriza por tener un sistema

orográfico diverso, lo que propicia un régimen hidrológico variado. Adicionalmente, en esta área se ubican la mayor parte de las actividades económicas, producto de los grandes asentamientos humanos; así como un régimen de estructuras hidráulicas complejas (García et al., 2014).

De igual forma, se define por ser la única macrocuenca de Colombia que

posee, en la parte baja y media, grandes planos de inundación que propician el fomento de complejos cenagosos como la ciénaga de Zapatosa y grandes depresiones como la Mojana, los cuales sirven como reguladores hidrológicos e hidráulicos en periodos extremos invernales. Adicionalmente, representan gran importancia para los sistemas ecosistémicos acuáticos y regulación de fauna íctica nativas de la cuales dependen muchos agentes económicos ubicados en las poblaciones aledañas (Jaime Rueda et al., 2013).

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3. MATERIALES Y MÉTODOS A continuación se describe de manera esquemática el desarrollo propuesto para realizar la obtención, tratamiento y análisis de datos obtenidos de las diferentes fuentes de orden nacional e internacional.

3.1. DIAGRAMA DE FLUJO

Figura 2. Esquema de desarrollo para el descargue, procesamiento y análisis de datos utilizado en la elaboración del estudio. Elaboración propia

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3.2. DISEÑO DE ESTUDIO Se delimitaron las de cuencas hidrográficas con base en la selección previa de estaciones limnigráficas, limnimétricas y un modelo digital de elevación - ASTER GLOBAL DEM. A partir de esto se procedió a calcular la morfometría de las cuencas, variables hidrológicas y variables biofísicas mediante el uso de software de sistemas de información geográfica ArcMap 10.3 y Grass Gis 7.0.5. 3.2.1. Modelo Digital de elevación - ASTER GLOBAL DEM 30 metros. Para este desarrollo se realizó la descarga de 183 imágenes (.tiff) correspondientes a un modelo digital de elevación elaborado en conjunto por la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio - NASA y el Ministerio de Economía, Comercio e Industria – METI de Japón.

ASTER GDEM de distribución gratuita y disponible en la página Earth Explorer, tiene especificaciones de diseño cuya precisión general corresponde de 10 – 25 metros. Sin embargo, los datos son publicados a aproximadamente a 30 de rejilla a partir del ecuador, en el sistema de referencia geodésico mundial 1984 (WGS-84) y el modelo EGCM96 para el geoide (National Aeronautics and Space Administration NASA; Japan’s Ministry of Economy, Trade, 2014).

Con esta información, se procedió a realizar un análisis de corrección de

datos, mediante el software Grass Gis 7.0.5; se realizó una relación de archivos para conformar un sólo archivo .tiff correspondiente al área de estudio. Posteriormente, se realizaron los respectivos procedimientos de procesamiento para realizar la corrección de información nula o con vacíos en el Modelo Digital de Elevación empleado la herramienta r.fillnunlls de Grass GIS.

3.2.2. Reubicación de estaciones. Las estaciones seleccionadas fueron reubicadas con respecto a la ubicación inicial suministrada en el Catálogo Nacional de Estaciones, IDEAM 2016, dado que no coincidía con la red de direcciones de flujo elaborada a partir del Modelo Elevación Digital DEM. La Tabla 1 muestra los rangos de reubicación a las que fueron sometidas las 54 estaciones estudio.

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Tabla 1 Rango de reubicación 54 estaciones

Distancia en metros % No. Estaciones

0 - 500 66,67% 36

500 - 1000 16,67% 9

1000 - 2500 7,41% 4

2500 - 5000 7,41% 4

5000 - 6500 1,85% 1

Total 100% 54

Fuente: Datos alcanzados en el estudio

El método empleado para realizar la reubicación, fue calculado a partir de la herramienta Arctoolbox de ArcMap, herramienta Euclidean Distance, la cual realiza un cálculo desde un punto de origen hasta la entidad indicada tomando como análisis el algoritmo euclidiano como se muestra en la Figura 3, el cual para cada distancia a cada celda de origen calcula el valor de la hipotenusa con x_max y y_max.

Figura 3. Determinación de la Distancia Euclidiana (ArcGIS for Desktop, 2016)

El resultado final deriva la distancia verdadera en vez de la distancia de la celda determinando la distancia más cercana de un punto a otro y generando un nuevo archivo de entidad para las nuevas distancias calculadas. 3.2.3. Delimitación de cuencas. La delimitación de las cuencas estudio se realizó mediante el uso software Grass GIS 7.2.0, esta brinda una gama de herramientas para realizar diversos análisis espaciales. Para el desarrollo de esta etapa se emplearon las siguientes herramientas:

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Comando r.watershed, herramienta diseñada para realizar cálculos de parámetros hidrológicos y factores RUSLE. Al emplear esta herramienta en el cálculo de flujo superficial se utilizó el modelo SFD D8, dirección de flujo en una sola dirección. El cual consiste en asignar el flujo de agua a la celda vecina con elevación más baja, el análisis lo calcula empleando la pendiente más baja como factor de ponderación para realizar una distribución proporcional y generar la ruta de menor trayectoria (GRASS Development Team, 2016d). El resultado obtenido es la generación de tres salidas ráster: direcciones de drenaje, drenajes de la cuenca y las acumulaciones de flujos para cada cuenca analizada. Comando r.water.outlet, herramienta empleada para crea las cuencas hidrográficas a partir del ráster de dirección de drenajes. En el uso de esta herramienta se tomó como base las coordenadas de las estaciones una vez fueron reubicadas (GRASS Development Team, 2016c). La salida de esta herramienta genera un archivo ráster correspondiente a la delimitación de la cuenca asociada a ese punto de concentración o estación. Comando r.stream.order, herramienta empleada para calcular las jerarquías de los canales identificados, el modulo utilizado realiza el ordenamiento de acuerdo a un análisis topológico de la red de drenaje y para el caso del estudio se tomó la jerarquización realizada de acuerdo a Strahler como se muestra en la Figura 4 (GRASS Development Team, 2016a).

Figura 4 Jerarquización de canales de acuerdo al ordenamiento de strahler, Hor-ton, Shreve Hack y el ordenamiento topológico. (Giraldo Osorio, 2015; GRASS Development Team, 2016b) 3.2.4. Morfometría de las cuencas De acuerdo con lo expuesto por (Domínguez Calle, 2011) los parámetros morfométricos empleados en el presente estudio, corresponden a los paramentos más utilizados en estudios de modelamiento hidrológico de cuencas hidrográficas.

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Cada parámetro fue obtenido para las 54 cuencas de estudio, a partir del límite generado para la cuenca y la red de drenajes propios de la misma (Figura 5). Estos fueron generados a partir del software Grass GIS 7.2.0, empleado el paquete de análisis toolbox r.stream y r.watershed, este último empleado a partir del uso del algoritmo SDF D8 para realizar los cálculos de flujo superficial.

Figura 5. Ejemplo Cuenca y Red de Drenajes. Elaboración propia.

Los parámetros se calcularon mediante el desarrollo de análisis espacial brindado por la herramienta r.sream.stats de Grass GIS y el software ArcGis 10.3 (ESRI 2016) con su catálogo de herramientas de análisis disponible en el Arctoolbox Spatial Analyst Tool - Hydrology.

Área Cuenca 𝑨, es el territorio sobre el cual se distribuye la red de drenajes; constituye toda el área delimitada por las divisorias de aguas superficial y subterránea, se entiende que cada gota de agua que cae sobre esta área, drena al mismo punto de concentración. Se mide en kilómetros cuadrados y sólo hace referencia al área aferente superficial, esta área es acotada por la divisoria de aguas o cota máxima que diferencia vecindades con otras cuencas y finaliza en un punto determinado que corresponde a la corriente principal. Para el caso del estudio es hasta la estación hidrología de referencia (Domínguez Calle, 2011). Coeficiente Forma 𝝈, se calcula como el cociente entre la longitud lineal de la corriente principal y el ancho medio de la cuenca B:

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Ecuación 1 Coeficiente de forma

𝜎 = 𝐿𝑙

𝐵=

𝐿𝑙2

𝐴

Fuente: (Domínguez Calle, 2011)

Número de orden de la cuenca 𝑵, se determina con base en el número de orden máximo obtenido para el cauce principal de la red hídrica de la cuenca.

El orden de los ríos se calculó con base en el método propuesto por Strahler en la herramienta r.stream.order, donde los ríos en su nacimiento tienen valor de orden 1 y estos aumentan de orden sólo cuando 2 o más ríos de un mismo orden se cruzan. Por lo tanto, la intersección de un río de primer orden y uno de segundo orden se mantendrá el río de segundo orden, mientras si se unen 2 o más de segundo orden el río resultante será de tercer orden.

Longitud del Cauce Principal 𝑳𝒕, corresponde al recorrido que realiza el cauce principal o de máximo orden hasta su desembocadura, se mide en

kilómetros y usualmente 𝐿𝑡 presenta un grado de sinuosidad 𝐾𝑠 que constituye la distancia total del recorrido de la corriente 𝐿𝑡 sobre la distancia lineal desde el punto de inicio hasta su desembocadura 𝐿𝑙.

Ecuación 2 Longitud cauce principal

𝐾𝑠 = 𝐿𝑡

𝐿𝑙


Altura del Cauce Principal 𝑯𝒄𝒂𝒖𝒄𝒆 , corresponde a la altura promedio de los tramos característicos utilizados en la construcción del perfil longitudinal del cauce principal. Para las corrientes con cambios de altura en el recorrido del cauce principal se calcula la pendiente promedio ponderada con base en las frecuencias relativas producto de la agrupación en clases (usualmente entre 8 a 10 clases) de los valores de altura tomados en los tramos característicos (Domínguez Calle, 2011):

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Ecuación 3 Altura de cauce principal

𝐻𝑐𝑎𝑢𝑐𝑒 = 𝐻1 𝑓1 + 𝐻2 𝑓2 + ⋯ + 𝐻𝑛 𝑓𝑛

Fuente:(Domínguez Calle, 2011)

Dónde: 𝐻𝑖 es la cota de altura en la mitad del intervalo de cada clase y 𝑓𝑖 es la frecuencia que le corresponde a ese intervalo.

Densidad de drenaje 𝑫, parámetro que da a conocer las condiciones de como drenan las precipitaciones sobre el área de la cuenca análisis, la densidad de drenajes expresa la longitud de la red interna correspondiente a un área determinada en kilómetros cuadrados.

Ecuación 4 Densidad de drenajes

𝐷 = ∑ 𝐿𝑡𝑖

𝑛𝑖=1

𝐴


Donde n corresponde al número de total de corrientes disponibles en el análisis cartográfico y A es el área en kilómetros cuadrados de la cuenca en estudio.

Ancho Medio Cuenca 𝑩 Se calcula mediante el cociente del área total de la cuenca y la longitud lineal del cauce principal.

Ecuación 5 Ancho medio de la cuenca

𝐵 = 𝐴

𝐿𝑙

Fuente:(Domínguez Calle, 2011)

Coeficiente Compacidad 𝑲𝒄, corresponde a la relación entre la longitud del perímetro de la cuenca 𝑝𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑎 y el perímetro de un círculo de igual área al de la cuenca 𝑝𝑐𝑖𝑟𝑐𝑢𝑙𝑜

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Ecuación 6 Coeficiente de compacidad

𝐾𝑐 = 𝑝𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑎

𝑝𝑐𝑖𝑟𝑐𝑢𝑙𝑜 =

𝑝𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑎

2 √𝜋 𝐴 0.28

𝑝𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑎

√𝐴


Pendiente Cauce Principal 𝐼𝑐𝑎𝑢𝑐𝑒 , calculado a partir de la división entre los incrementos de las cotas y los incrementos de la longitud de la corriente para un

tramo determinado. La pendiente promedio 𝐼𝑐𝑎𝑢𝑐𝑒 es el cociente de la caída de las cotas ∆𝐻 sobre la longitud del tramo ∆𝐿 en la que la caída ocurre.

Ecuación 7 Pendiente del cauce principal

𝐼𝑐𝑎𝑢𝑐𝑒 = ∆𝐻

∆𝐿


Radio o Coeficiente de Bifurcación 𝑹𝒃, la relación de bifurcación se define como el cociente entre el número total de caces N de orden inmediatamente

superior 𝑖 + 1:

Ecuación 8 Coeficiente de bifurcación

𝑅𝑏𝑖,𝑖+1 = 𝑁𝑖

𝑁𝑖+1


Pendiente de la cuenca 𝑰𝒄𝒂𝒖𝒄𝒆, la pendiente se calcula con base en el Modelo Digital de Elevación – DEM, se construye el diagrama de pendientes calculada con las pendientes locales de cada celda a partir del cambio de las alturas de las 8 celdas vecinas.

Ecuación 9 Pendiente de la cuenca

𝐼𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑎 = 𝐼1 𝑓1 + 𝐼2 𝑓2 + ⋯ + 𝐼𝑛 𝑓𝑛 Fuente: (Domínguez Calle, 2011)

Donde 𝐼𝑖 es la pendiente en el intervalo de cada clase y 𝑓𝑖 es la frecuencia relativa que corresponde a ese intervalo.

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3.2.5. Variables Hidrológicas

Concentración media diaria de sedimentos en suspensión 𝐶𝑚", variable estimada a partir de la concentración media en la vertical de un cuerpo de agua, donde se estiman valores en diferentes puntos de la vertical y posteriormente se realiza el cálculo de la media de los valores medidos.

Se mide en (Kg/m3), resulta de hacer la división en la sección de la carga de

sedimentos "𝑡" medido en (kg/seg) y el caudal liquido del cuerpo de agua "𝑄" medido en (m3/seg.).

Ecuación 10 Concentración media diaria de sedimentos en suspensión

𝐶𝑚 = 𝑇

𝑄

Fuente:(Costa Posada et al., 2007)

Transporte diario de materiales en suspensión, variable que se refiere a la cantidad de sólidos suspendidos que pasan por una sección de la corriente. Comprende, aquellos que van suspendidos en la corriente como los que se trasportan arrastrándose por el fondo del cauce en una unidad de tiempo y se expresan en (K.Ton/día) o (Kg/seg).

El transporte de sedimentos en suspensión "𝑇" medido en (Kg/Seg) corresponde

al producto de la concentración media "𝐶𝑚" medida en (Kg/m3) por el caudal "𝑄" medido en (m3/seg) que pasa por una sección del cauce en estudio.

Ecuación 11 Transporte diario de materiales en suspensión

𝑇 = 𝑄 ∗ 𝐶𝑚

Fuente: (Costa Posada et al., 2007)

Precipitación, variable estimada a partir del ráster desarrollado en los estudios propuestos por (Blanco Freja et al., 2010; Domínguez, Rivera, Vanegas, & Moren, 2008) para Colombia, que contiene la precipitación generada a partir de un modelo matemático para la generación de escenarios hidrológicos. Dicha variable fue calculada con base en la media de los datos georreferenciados para cada cuenca. El pixel de desarrollo de la capa ráster correspondía a 3.4 km por 4.6 km, cuyos valor mínimo es de 226 mm y un máximo de 13041 mm.

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3.2.6. Variables Biofísicas Cobertura bosque / no bosque, variable estimada mediante el uso del software ArcMap 10.3 para cada cuenca de estudio a partir de información del mapa ráster de cambio de coberturas “Bosque/no Bosque” proveniente del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia –IDEAM. La unidad de análisis corresponde a número de hectáreas por cuenca y los periodos analizados son de 1990 - 2000, 2000 - 2005, 2005 - 2010, 2010 - 2012.

La variable corresponde a un ejercicio realizado a escala semidetallada compatible con cartografía para Colombia a escala 1:100.000 que da a conocer la deforestación histórica y los cambios en la cobertura boscosa. Estos resultados fueron generados a partir del procesamiento e interpretación de imágenes provenientes de sensores remotos para todo el territorio nacional. El nivel de resolución va de entre 10 y 60 metros (GeoNetwork, 2007).

Área de erosión total, variable estimada mediante el uso del software ArcMap 10.3 para cada cuenca de estudio a partir de información del mapa ráster de zonificación de la degradación de suelos por erosión proveniente del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia –IDEAM. Los periodos analizados, corresponden a los años 2010 – 2011.

La variable analizada procede de realizar el cálculo por unidad de área en hectáreas para cada cuenca de la cantidad de terreno clasificado en las categorías de: sin evidencia de erosión, erosión ligera, erosión moderada, erosión severa y erosión muy severa.

3.3. MÉTODO DE RECOLECCIÓN DE DATOS En la información empleada en el desarrollo del presente estudio no hubo un método de recolección de datos aplicado. La información empleada, fue producto de una compilación de bases de datos provenientes de instituciones públicas de orden nacional e instituciones de orden internacional. Su origen se describe a continuación: Concentración media diaria de sedimentos en suspensión y transporte diario de sedimentos en suspensión, se efectuó mediante la identificación de las estaciones objeto de estudio, proveniente del catálogo nacional de estaciones 2016. Una vez identificadas las estaciones objetivo se procedió a realizar la extracción de la información a nivel diario para las variables concentración media de sedimentos en suspensión y transporte de sedimentos en suspensión mediante el proceso establecido por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios

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Ambientales de Colombia – IDEAM para la solicitud de información de series históricas para variables hidrológicas, meteorologías o ambientales. Cambio de cobertura bosque/no bosque, se realizó mediante la descarga directa de los archivos ráster para cada periodo estudiado disponible en la página web del Sistema de Información Ambiental para Colombia SIAC- s través del link http://www.ideam.gov.co/web/siac/catalogo-de-mapas (IDEAM, 2016). Modelo digital de elevación Áster Global DEM - 30 metros, mediante la descarga directa de los archivos ráster con un cubrimiento total del área de estudio, esta información disponible de manera gratuita en la página del portal Earth Explorer del Servicio Geológico de los Estados Unidos en el link https://earthexplorer.usgs.gov/ (Servicio Geológico de los Estados Unidos, 2017).

3.4. MÉTODO DE ANÁLISIS DE DATOS El procesamiento de la información acopiada se realizó mediante dos métodos, análisis y procesamiento espacial y análisis estadístico experimental. Su desarrollo se realizó a través del uso de software licenciado (ArcMap 10.3 de ESRI y Data Analysis and Statistical Software - Stata) y software de libre distribución (Grass GIS 7.2.0).

El desarrollo se hizo utilizando la plataforma de Windows Server 2012 y Windows 7 Home Premium. El primero se hizo necesario dado el volumen de información a tratar puesto que el análisis espacial demanda gran capacidad de memoria ram y espacio en disco duro.

Análisis y procesamiento espacial, corresponde al procesamiento realizado a los archivos ráster y vectoriales acopiados. Su procesamiento se centró en la realización de la delimitación de las cuencas estudio, el cálculo de los parámetros morfométricos y estimación de las variables hidrológicas y biofísicas a nivel de cuenca. Todo esto empleando las diferentes herramientas propias de cada software, con apoyo de programación en Notepad++ para la construcción de archivos ejecutables por consola “. sh”.

Análisis estadístico, se hizo en dos fases. La primera consistió en realizar un análisis estadístico mediante el uso de datos panel, el cual consiste en crear una base de datos que permita tener un conjunto de individuos y una variable para este conjunto de individuos determinada por un periodo de tiempo. Para el caso de los individuos, se tomó como referente la cada una de las estaciones de referencia

http://www.ideam.gov.co/web/siac/catalogo-de-mapas

https://earthexplorer.usgs.gov/

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y la variable tiempo se determinó empleando la cobertura bosque/no bosque, la cual estaba disponible para cuatro periodos temporales, descritos anteriormente.

El análisis panel se realizó empleando el software Stata 12, con el cual se corrió una regresión de datos panel empleando la syntax MLE (Maximum likelihood estimation), donde la orden se encarga de ajustar los estimadores a una máxima verosimilitud. Es de resaltar, que el modelo fue corrido omitiendo la constante dado que esta no fue significativa al 5%. Por otro lado, el análisis panel permite hacer su aplicación cuando el panel se encuentra incompleto, es decir que no se encuentra completos todos los datos de la serie de tiempo para uno o más individuos. En algunos casos, cuando el caso de missing (datos no existentes) son muy altos, el modelo puede tener limitaciones en el análisis y generar inconsistencias(Labra & Torrecillas, 2014).

El uso de datos panel, se recomienda con bases de datos que tengan un número de individuos (n) muy grande y periodos de tiempo (t) pequeños, de acuerdo con lo expuesto por (Roodman, 2003), que para el caso en desarrollo se cuenta con un n=216 y t=4. Dentro de los resultados arrojados por el software, el indicador chi2,. Es el indicador criterio de rechazo. Si dicho valor se muestra por encima de 0.05 quiere decir que no existe una dependencia entre las variables (no hay efecto global o conjunto) por lo tanto la prueba global no ajusta y es superior a 0.05. El segundo análisis, consistió en correr modelos de regresión lineal de manera individual para cada periodo y así poder evaluar los resultados obtenidos del modelo global.

39

4. RESULTADOS Con la información procesada, depurada y analizada se realiza la estimación de modelos estadísticos del tipo regresión lineal múltiple y modelos de regresión del tipo panel data, los cuales tenían como objeto determinar los factores que inciden en la sedimentación de cuencas hidrográficas. Este último corresponde al factor a explicar, el cual fue medido a través de dos variables: el transporte diario de materiales en suspensión (K.Ton/día) y la concentración media diaria de sedimentos en suspensión (kg/m3).

Inicialmente se efectúan regresiones múltiples del tipo panel global y luego de manera independiente para cada periodo, se toma el transporte de sedimentos (K.Ton/día) y la concentración media diaria de sedimentos en suspensión (kg/m3) como variables a explicar. Se incluyen variables independientes clasificadas en las siguientes categorías: variables asociadas a la morfometría del terreno, variables biofísicas y variables hidrológicas (Ver ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.).

Tabla 2 Variables incluidas en el análisis estadístico

Variable Tipo Clasificación

Concentración media diaria de sedimentos en suspensión Hidrológica Dependiente

Transporte diario de materiales en suspensión Hidrológica Dependiente

Precipitación Hidrológica Independiente

Área de erosión total Biofísica Independiente

Hectáreas de Bosque periodo 1990-1999 Biofísica Independiente




Número de orden de la cuenca Morfométrica Independiente

Longitud del cauce principal Morfométrica Independiente

Ancho medio de la cuenca Morfométrica Independiente

Pendiente del cauce principal Morfométrica Independiente

Área cuenca Morfométrica Independiente

Densidad de drenaje Morfométrica Independiente

Coeficiente compacidad Morfométrica Independiente

Perfil Longitudinal cauce Principal Morfométrica Independiente

Altura cauce principal Morfométrica Independiente

Nivel disección Relieve Morfométrica Independiente

Coeficiente de bifurcación Morfométrica Independiente

Pendiente cuenca Morfométrica Independiente

Coeficiente de forma Morfométrica Independiente


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Se incluyen la totalidad de variables independientes de las cuales se tiene información; se corren modelos tipo panel, empleando distintas formas funcionales y así obtener el mejor poder explicativo; se tienen en cuenta formas funcionales logarítmicas y cuadráticas. Para la selección del modelo final se emplearon los criterios de la bondad de ajuste global, el criterio estadístico del Chi2, las significancia individual de las variables independientes y de manera muy especial el signo e interpretación de las estimaciones. La tabla siguiente presenta los resultados del modelo de datos panel estimado en el que se incluyen todas las variables independientes, teniendo como factor a explicar la concentración media diaria de sedimentos en suspensión.

Tabla 3 Regresión de datos panel 1, variable dependiente concentración media diaria de sedimentos en suspensión.

Variable Coeficiente Error Estándar Z P> |Z|

Bosque 3.37e-07 1.34e-07 2.52 0.012* Número de orden de la cuenca

0.0103112 0.0293252 0.35 0.725

Longitud del cauce principal

0.0003733 0.0006875 0.54 0.587

Ancho medio de la cuenca 0.0000637 0.0001091 0.58 0.559 Pendiente del cauce principal

2.427946 1.098403 2.21 0.027

Precipitación -6.04e-06 0.0000194 -0.31 0.756 Área cuenca -.0000658 0.0000188 -3.49 0.000* Densidad de drenaje -.8150956 0.8059909 .1.01 0.312 Coeficiente compacidad 0.005426 0.0752198 0.07 0.942 Perfil Longitudinal cauce Principal

-.3257136 0.2023929 -1.61 0.108

Altura cauce principal -.0000141 0.000064 0.22 0.826 Nivel disección Relieve 7.25e-07 1.26e-06 0.58 0.565 Coeficiente de bifurcación -.0407761 0.0259147 -1.57 0.116 Área erosión Total 7.76e-07 2.29e-07 3.38 0.001* Pendiente cuenca 0.153787 0.0413901 3.72 0.000* Coeficiente de forma 0.0622777 0.0649142 0.96 0.337

Nota: Número de Observaciones= 169; Número de grupos= 43; Prob >Chi2 = 0.0000 *Variables significativas al 5%

Seguidamente, se estiman las regresiones lineales independientes correspondientes a cada periodo analizado (periodo 1 (1990-1999), periodo 2 (2000-2004), periodo 3 (2005-2009) y periodo 4 (2010-2012)), incluyendo las variables independientes de las cuales se obtuvo la mejor probabilidad en la regresión de datos panel 1; se corren modelos tipo lin-lin, log-lin, lin-log, empleando distintas formas funcionales para obtener el mejor alcance explicativo;

41

para este desarrollo se eliminó la constante en cada estimación, dado que esta no fue significativa al 5%. Para la selección del modelo final se emplearon los criterios de la bondad de ajuste global (a través de la prueba de significancia global – Prueba F), el criterio estadístico del r2 y la significancia individual de las variables independientes medidas a través de la prueba “t” (o prueba “z” según el caso).

A continuación, la Tabla 4, Tabla 5, Tabla 6 y Tabla 7 resumen los

resultados de la regresión que tiene como variable dependiente la concentración media diaria de sedimentos en suspensión (media de los datos). Empleando el método de los mínimos cuadrados ordinarios para cada periodo de tiempo analizado, se utilizó información de 42 cuencas. Así mismo, también se encuentran los diferentes criterios de bondad de ajuste global para cada análisis. Tabla 4 Resultados variable dependiente concentración media diaria de sedimentos en suspensión periodo 1

Regresión periodo 1 (1990-1999)

Variable Coeficiente

Error Estándar t P> |t|

Bosque 1990-1999 1.09e-06 4.75e-07 2.30 0.027* Área de la Cuenca 𝑨 -0.000145 0.0000441 -3.29 0.002* Área Erosión total 1.59e-06 4.24e-07 3.75 0.001* Pendiente de la cuenca

0.0681922 0.0109072 6.25 0.000*

Nota: Número de observaciones= 42; R2= 0.8197; F=43.18; P (F)= 0,0000 *Variables significativas al 5%

Tabla 5 Resultados variable dependiente concentración media diaria de sedimentos en suspensión periodo 2

11,5

Variable Coeficiente

Error Estándar t P> |t|

Bosque 2000-2004 1.96e-06 5.94e-07 3.29 0.002*

Área de la Cuenca 𝑨 -0.0002356 0.0000582 -4.04 0.000* Área Erosión total 2.53e-06 5.89e-07 4.30 0.000* Pendiente de la cuenca

0.0567878 0.0118822 4.78 0.000*

Nota: Número de observaciones: 43; R2= 0.22786115; F=23.84; P (F)= 0,0000 *Variables significativas al 5%

42

Tabla 6

Resultados variable dependiente concentración media diaria de sedimentos en suspensión periodo 3


Variable Coeficiente Error Estándar

t P> |t|

Bosque 2005-2009 1.69e-06 6.15e-07 2.75 0.009* Área de la Cuenca 𝐴 -0.0002023 0.0000522 -3.88 0.000* Área Erosión total 2.23e-06 5.14e-07 4.33 0.000* Pendiente de la cuenca

0.0489637 0.0127569 3.84 0.000*

Nota: Número de observaciones= 42; R2= 0.7572; F=29.62; P (F)= 0,0000 *Variables significativas al 5% Tabla 7 Resultados variable dependiente concentración media diaria de sedimentos en suspensión periodo 4


Variable Coeficiente Error Estándar t P> |t|

Bosque 2010-2012 1.78e-06 9.47e-07 1.88 0.068* Área de la Cuenca 𝐴 -.0001529 .0000592 -2.58 0.014*

Área Erosión total 1.61e-06 5.62e-07 2.86 0.007* Pendiente de la cuenca

.0660856 .014408 4.59 0.000*

Nota: Número de observaciones= 42; R2= 0.6646; F=18.82; P (F)= 0,0000 *Variables significativas al 5%

De lo anterior, se puede deducir que los modelos anteriormente mostrados son significativos globalmente, la prueba F de significancia global rechaza la hipótesis nula, en los cuatro periodos. El R2 asciende a 0.8147 indicando que el 81.4% de la variabilidad para el periodo 1 en la concentración de sedimentos en la cuenca, siendo este el periodo con más registro de datos. Adicionalmente, la significancia es explicada por las variables independientes incluidas en el modelo. Este nivel de ajuste, puede ser considerado adecuado. Los modelos estimados fueron muy consistentes entre los periodos reportados y las variables independientes incluidas fueron significativas, mostrando signos adecuados.

Los resultados permiten concluir que la variable bosque en los cuatro periodos analizados, es significativa al 5%, e indica que a mayor pérdida de bosque – diferencia entre las hectáreas de bosque en las cuencas entre los periodos 1990 -1999, 2000-2004, 2005-2009, 2010-2012, se presenta una mayor concentración media de sedimentos en suspensión en la misma. Esto respalda lo expuesto por (Rincón, Blanco, & Taborda, 2012), quienes indicaron que la

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degradación de los suelos del territorio nacional producto de la deforestación para la ampliación de cultivos y ganadería, contribuye al aumento significativo de la erosión del suelo y por ende de la concentración de sedimentos suspendidos en cauces hídricos.

Respecto a las variables independientes Área de la Cuenca 𝑨, es significativa a niveles del 5%. Esta variable presenta signo negativo indicando que a medida que incrementa el área de la cuenca, la concentración media de sedimentos en suspensión disminuye. Los resultados obtenidos, corresponden al análisis realizado dado que las cuencas con mayor área representada en km2 se encuentran en un estado erosionado, según la clasificación realizada a partir del análisis de la curva hipsométrica (Ver Tabla 8).

Tabla 8 Tamaño de la cuenca y estado. Calculado a partir de la curva hipsométrica

Tamaño Cuenca Clasificación Hipsométrica

Total Cuencas

Área Promedio (km2)

Pequeña 25 – 250 km2

Desequilibrio 1 190,2

Equilibrio 1 162,3

Erosionada 2 129,7

Intermedia – Pequeña 250 – 500 km2


Equilibrio 1 317,6

Erosionada 1 492,1

Intermedia – Grande 500 – 2.500 km2


Equilibrio 3 842,4

Erosionada 8 1.557,0

Grande 2.500 – 5.000 km2

Desequilibrio 1 4.403,7

Equilibrio 2 4.130,4


Muy Grande > 5000 km2

Desequilibrio 1 20.454,2

Equilibrio 2 5.779,9


Nota: Adaptado de Departamento de irrigación (2013)

Las cuencas que se clasificadas en las categorías de Intermedia –grandes, grandes y muy grandes, son cuencas que presentan una longitud más extensa en km de su cauce principal (Ver Tabla 9). Esto es favorable a la disminución de la concentración de sedimentos, dado que el recorrido a realizar por los sólidos en suspensión en más largo con una tendencia a la precipitación puesto que estas corrientes se ubican en zonas de valle y por ende las velocidades de los cauces son muchos menores comparada con una cuenca ubicada en zona de montaña.

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Tabla 9 Longitud promedio del cauce principal por tamaño de cuenca

Tamaño cuenca Longitud promedio cauce principal (km)

Pequeña 9,98

Intermedia - Pequeña 12,68

Intermedia - Grande 29,21

Grande 54,52

Muy Grande 154,19


Por otro lado, se hizo un análisis de la relación de área con respecto al número de órdenes de la cuenca, dado que las cuencas con mayo área presentan el mayor número de órdenes. Sin embargo, se encontró que las cuencas más grades están delimitadas a partir de estaciones que se ubican en la zona valle baja de la Magdalena.

Tabla 10 Número de cuencas por orden

No. Orden Total, cuencas por orden Promedio área de la cuenca (km)

2 7 214,46

3 13 786,13

4 18 3.631,64

5 9 23.586,39

6 6 121.245,99

7 1 256.603,08


De la tabla anterior, se puede apreciar que a medida que aumenta el número de órdenes en la cuenca, aumenta el área promedio. Al revisar sólo las estaciones correspondientes a los órdenes 6 y 7 (cuencas con mayor área promedio), se evidencio que las estaciones de referencia se encuentran ubicadas en la zona conocida como la depresión Momposina o después de esta, como se evidencia en la Figura 6.

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Figura 6. Cuencas con número de orden 6 y 7. Elaboración propia.

De acuerdo con lo expuesto por (Angel Restrepo, 2005) esta zona está compuesta por caños, ciénagas y humedales que tiene un papel fundamental como amortiguador o regulador hidrológico. Su principal función es mantener el flujo de los ríos al absorber agua en épocas invernales y liberarlas de manera lenta en épocas de verano. Actualmente se vienen presentando problemáticas como el evento ocurrido en el periodo comprendido entre 2011 - 2012, donde hubo grandes afectaciones ambientales y económicas originadas por eventos asociados a inundaciones.

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Dicho fenómeno se debe a que esta zona actualmente se encuentra colmatada de depósitos de sedimentos producto de la erosión cuencas arriba del Rio Magdalena, de acuerdo con las cifras expuestas por (Angel Restrepo, 2005) indica que a esta zona llegan entre 30 y 70 millones de toneladas de sedimentos provistos por el sistema hídrico Magdalena – Cauca y Cesar, los cuales quedan retenidos en esta área. Es por ello que el análisis estadístico para estas categorías arrojo una disminución en la concentración media de Sedimentos en suspensión a medida que aumenta el área de la cuenca.

De igual forma la variable área erosión total, tiene una significancia al 5% indicando que, a mayor área en hectáreas de erosión, mayor será el aumento de la concentración de sedimentos. Esta variable tiene estrecha relación con la pendiente de la cuenca, también catalogada dentro de las variables con mejor significancia. Las cuales según algunos estudios tienen vínculo directo con la precipitación del área de estudio. Sin embargo, para efectos de este ejercicio la precipitación no fue considerada como representativa en el modelo.

Para el desarrollo del ejercicio, no se encontró evidencia estadística que

relacionara las variables hidrológicas como la precipitación y morfométricas Número de orden de la cuenca, longitud del cauce principal, ancho medio de la cuenca, pendiente del cauce principal, área cuenca, densidad de drenaje, coeficiente compacidad, altura cauce principal, coeficiente de bifurcación, coeficiente de forma, que tuvieran significancia en el aumento o disminución de la concentración media de sedimentos en las cuencas objeto de estudio.

Por otra parte, para efectos de tener otra variable de medida de la

sedimentación, se corrió un modelo en el que la variable dependiente es el transporte diario de materiales en suspensión. Al igual que en el caso anterior, se incluyó la totalidad de variables independientes de las cuales se contaba con información. Se corrió el modelo de datos panel y los modelos individuales para cada periodo analizado, empleando distintas formas funcionales, seleccionado el de mejor ajuste. Ver Tabla 11.

La Tabla 12, Tabla 13, Tabla 14 y Tabla 15, resumen los resultados de las

regresiones que tienen como variable dependiente el Transporte Diario de Materiales En Suspensión. Empleando el método de los mínimos cuadrados ordinarios, se empleó información de 54 cuencas de las cuales había información disponible y la variable bosque para los cuatro periodos analizados, dado que esta fue la única variable que tuvo una significancia al 5%, explicando que a medida que hay mayor pérdida de bosque, aumenta el transporte de sedimentos en la cuenca.

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Tabla 11 Regresión de datos panel 2, variable dependiente transporte diario de sedimentos en suspensión

Variable dependiente, transporte diario de sedimentos en suspensión (median)

Variable Coeficiente Error Estándar Z P> |Z|

Bosque .0002882 .0001418 2.03 0.042*

Número de orden de la cuenca

258.0228 148.326 1.74 0.082

Longitud del cauce principal

-0.9383463 2.957437 -0.32 0.751

Ancho medio de la cuenca

0.8543306 0.5862595 1.46 0.145

Pendiente del cauce principal

-10472.42 5346.837 -1.96 0.051

Precipitación 0.0269603 0.089199 0.30 0.762

Área cuenca -0.065985 0.0592463 -1.11 0.265

Densidad de drenaje -553.2178 3819.069 -0.14 0.885

Coeficiente compacidad

-260.0417 356.6844 -0.73 0.466

Perfil Longitudinal cauce Principal

-308.0287 1088.471 -0.28 0.777

Altura cauce principal 0.1888174 0.31882 0.59 0.554

Nivel disección Relieve 0.0048811 0.0063669 0.77 0.443

Coeficiente de bifurcación

174.7922 131.1034 1.33 0.182

Área erosión Total 0.0006181 0.000794 0.78 0.436

Pendiente cuenca -10.92372 57.00315 -0.19 0.848

Coeficiente de forma -119.0413 272.679 -0.44 0.662

Nota: Número de Observaciones= 216; Número: Grupos= 54 Prob >Chi2 = 0.0000 *Variables significativas al 5%

Tabla 12 Resultados variable dependiente transporte diario de materiales en suspensión periodo 1



Bosque 1990-1999 0.000286 0.0001079 2.65 0.011*

Nota: Número de observaciones= 54, R2= 0.1172; F=7.03; P (F)= 0,0105 *Variables significativas al 5%

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Tabla 13 Resultados variable dependiente transporte diario de materiales en suspensión periodo 2



Bosque 2000-2004 0.000306 0.0001166 2.62 0.011*

Nota: Número de observaciones 54, R2= 0.1150 F=6.88 P(F)= 0.0113 *Variables significativas al 5% Tabla 14

Resultados variable dependiente transporte diario de materiales en suspensión periodo 3



Bosque 2005-2009 0.0002676 0.001201 2.23 0.030

Nota: Número de observaciones= 54, R2= 0.0856; F=4.96; P (F)= 0.0302 *Variables significativas al 5% Tabla 15

Resultados variable dependiente transporte diario de materiales en suspensión periodo 4



Bosque 2010-2012 0.0002936 0.0001468 2.00 0.051

Nota: Número de observaciones= 54; R2= 0.0702; F=4.00; P (F)= 0.0507 *Variables significativas al 5%

Los modelos estimados son significativos globalmente empleando el análisis del estadístico global F. El R2 asciende a 0,1172 indicando que el 11,7% de la variabilidad en el Transporte Diario de Materiales En Suspensión en la cuenca – medido en kg/ton, es explicada por la variable independiente bosque incluida en el modelo. Es de resaltar, que este es el periodo con más registros de los 4 analizados fue que obtuvo el mejor coeficiente de determinación R2.

Es pertinente mencionar que los modelos estimados que tienen como

variable dependiente a la concentración de sedimentos tienden a tener un mejor ajuste global e individual que los modelos que tienen como variable explicada el transporte diario de materiales en suspensión. Lo anterior puede estar asociado a

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que la concentración de sedimentos es una variable medida in-situ respecto al transporte de sedimentos, el cual es una variable inferida. Los modelos estimados con la variable explicativa concentración de sedimentos presentan un mejor ajuste global medido con la prueba F, un mayor R2 y más variables independientes significativas.

Para el desarrollo del ejercicio y análisis de la variable dependiente en estudio, no se encontró evidencia estadística que relacionara las variables biofísicas como el área de erosión total, hidrológicas como la precipitación y morfométricas como el área de la cuenca, longitud del cauce principal, ancho medio de la cuenca, pendiente del cauce principal, densidad de drenaje, coeficiente compacidad, altura cauce principal, coeficiente de bifurcación, pendiente cuenca, coeficiente de forma, tuvieran significancia en el aumento o disminución del transporte diario de materiales en suspensión en las cuencas objeto de estudio.

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5. DISCUSIÓN Una vez desarrollado el análisis estadístico con las variables asociadas a los sedimentos medidos en la red hidrológica nacional, se encontró evidencia y se corroboró los supuestos de algunos investigadores (Angel Restrepo, 2005; Restrepo & Restrepo, 2005) en torno a la sedimentación hídrica. En las áreas objeto de estudio, es evidente que la concentración media de sedimentos y el transporte de materiales en suspensión tienen estricta relación que se asocia de forma directa a la perdida de coberturas naturales.

El análisis de datos mediante la metodología propuesta, da evidencia que el modelamiento de series de tiempo a través de datos panel permite espacializar temporalmente cómo evoluciona el fenómeno estudiado. El adecuado uso de los sistemas de información geográfica y los motores procesadores de datos han permitido obténganla obtención de resultados acordes a la realizad de las zonas de estudio. Así, es posible evitar la adaptación de metodologías traídas de otros países, las cuales fueron elaboradas para operar acorde a una zona puntual y con un objeto especifico.

Con la presente investigación también se puede evidenciar que las herramientas empleadas en el procesamiento de datos son herramientas idóneas, que se encuentran disponibles y de fácil acceso en el mercado; las cuales permiten garantizar la adecuada estimación de variables. También es importante resaltar que actualmente es posible obtener información de manera gratuita con altos estándares de calidad que posibilitan realizar un estudio más ajustado a la realizad de una determinada zona.

Respecto a las estimaciones realizadas, el uso del modelo de datos panel

como estimación estadística se consideró como el análisis más ajustado de acuerdo a los datos disponibles suministrados por las entidades de orden nacional e internacional. Estos modelos proveen información sobre una muestra de individuos i=1, 2, 3,…N (en este caso las cuencas objeto de estudio) que son observadas en diferentes momentos del tiempo t=1990, ,…2012. Los modelos de datos panel tienen ciertas ventajas sobre los modelos tradicionales de series de tiempo y corte transversal, ya que estos proveen un gran número de datos (las observaciones son N*T) lo cual aumenta los grados de libertad y minimiza el efecto de multicolinealidad entre las variables independientes (Coronado Arango, 2010), obteniendo así estimaciones más eficientes.

Al estimar las variables biofísicas de perdida de bosque, se pudo evidenciar que para el periodo analizado 1990 - 2012, se ha perdido cerca del 29% del área

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de cobertura de bosque en las cuencas analizadas, correspondiente a 1.824.121 hectáreas.

La sedimentación de cuerpos hídricos se puede considerar una problemática ambiental que trasciende fronteras (entre cuencas, entre entidades territoriales y en algunos casos entre naciones), genera afectaciones a la salud y pérdidas económicas producto de externalidades que deben asumir los pequeños y grandes productores que hacen uso del recurso para generar un bien de consumo.

Dicho lo anterior, la problemática desencadenada se alude al deficiente esquema normativo ambiental vigente que rige sobre el territorio el cual es competencia directa de los entes territoriales. Es claro, que existen demasiados vacíos normativos, un gran déficit en el control y regulación por parte de las autoridades competentes encargadas y primordialmente existe ausencia de indicadores de aplicabilidad que determinen si la regulación es eficiente o en su defecto debe ser objeto de ajustes para mejorar.

Es por ello, que el desarrollo de la discusión se centrará en hacer una reflexión en torno a las herramientas de gestión de cuencas, por ejemplo, la guía técnica para la elaboración y formulación de los planes de ordenamiento y manejo de cuencas hidrográficas – POMCA´s.

Esta herramienta es la encargada de diseñar los criterios técnicos y metodologías a tener en cuenta en las fases de aprestamiento, diagnóstico, prospectiva, zonificación ambiental, formulación, ejecución, seguimiento y evaluación (Ospina et al., 2014) de las cuencas hidrográficas de Colombia. Es de resaltar, que la guía técnica fue emitida en el año 2014, posterior a la Política Nacional Para La Gestión Integral Del Recurso Hídrico y es una respuesta a la necesidad de incorporar los lineamientos y directrices emanados en está dentro de las competencias propias de las Corporaciones Autónomas Regionales CAR´s.

Al hacer una revisión en la guía POMCA´s, se evidencia que la temática asociada a la producción de sedimentos se reduce a dar a conocer índices acerca del fenómeno desencadenado. Sin embargo, al revisar la estructura que da base a las fases de diagnóstico, formulación, ejecución y seguimiento no se encontró información alusiva al estudio del fenómeno sedimentológico, el hecho de conocer su estado actual, de evaluar sus efectos negativos y sus posibles repercusiones no parece ser de gran importancia.

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Cuando se propuso el desarrollo de la presente investigación, el autor sintió la necesidad de investigar el fenómeno de sedimentos, propiciado por el conocimiento y relación asociada a la ampliación del canal navegable del rio magdalena. Mega proyecto que propone realizar obras de infraestructura para permitir la navegabilidad del Rio Magdalena desde Puerto Salgar – Cundinamarca hasta Bocas De Ceniza – Atlántico.

Colombia actualmente cuenta con 316 subzonas hidrográficas, las cuales hacen parte de la delimitación realizada en el Estudio Nacional Del Agua 2014. Según lo expuesto por la unión temporal plan estratégico de las macrocuencas Magdalena Cauca y Caribe para el año 2014 había priorizados 114 POMCA´s para su desarrollo, cifra preocupante dada la magnitud de priorización teniendo en cuenta que el factor sedimentológico no es considerado en cada uno de estos desarrollos a cargo de las CAR´s.

Sumado a esto, aparece una nueva problemática y es la competencia de las Corporaciones Autónomas Regionales sobre las áreas delimitadas como Subzonas hidrográficas, dado que la jurisdicción de las CAR´s es delimitada a partir de los límites municipales. Esto dificulta el ejercicio de realizar el plan de ordenamiento de las cuencas, puesto que existen Subzonas hidrográficas con jurisdicción de hasta 7 corporaciones autónomas, caso Subzona bajo San Jorge Mojana SZH 2502, de igual forma ocurre con la jurisdicción departamental, dado que se encontraron casos en los que una sola Subzona Hidrográfica puede llegar a tener jurisdicción de 4 departamentos y en el caso de los municipios, el número mínimo de municipios esta entre un rango de 1 a 10 municipios por Subzona con caso máximo de más 50 municipios por una Subzona hidrográfica.

De lo anterior podemos evidenciar que existe una gran falencia de gobernabilidad respecto al territorio, esto repercute en conflictos de interés dado que a pesar que la competencia de la elaboración de los POMCA´s es de las CAR´s por el hecho de ser autónomas tienen prelación en cuanto a sus intereses individuales en torno del área en estudio, aun mas cuando hay centros poblados que dependen del recurso hídrico provisto por la cuenca o subzona hidrográfica.

Dicho lo anterior y evaluando los contenidos de la guía para la elaboración de los planes de ordenamiento de cuencas hidrográficas, es primordial hacer algunas apreciaciones en cuanto a algunas temáticas a considerar dentro de los contenidos que deberían incluir las herramientas de gestión hídrica de cuencas, las cuales son regidas por la Política Nacional Para La Gestión Integral El Recurso Hídrico.

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Inicialmente es primordial elaborar líneas estratégicas de acción que ayuden a minimizar los impactos generados en la cuenca, que se relacione la perdida de coberturas de bosque por el aumento en la demanda de bienes que se asocia la expansión agrícola y frontera agropecuaria y así generar regulación que fomente el desarrollo de sistemas productivos eficientes que ayuden a mejorar el número de unidades de producción por hectárea.

La reducción de la presión de ecosistemas estratégicos seria uno de los

lineamientos a proponer dado que la conservación de estos está en función de los servicios ecosistémicos que brindan. Dentro de este lineamiento es importante proponer generar líneas de acción donde se fomente el mejoramiento y recuperación de áreas aledañas a ecosistemas estratégicos, así como la conservación de las ya existentes. Esto se puede realizar mediante la articulación de un incentivo de pago por servicios ambientales de áreas identificadas de interés estratégico. Es importante resaltar que todos los beneficios económicos (Tasa de uso de Agua, Inversión de 1% licenciamiento ambiental, etc.) recaudados de los diferentes actores que se benefician o interactúan con las áreas de las cuencas, deben ser direccionados a un fondo para la realización de los pagos producto de esta iniciativa.

También es importante resaltar que dicho fondo debe fomentar la

recuperación de áreas degradadas, mediante el financiamiento de programas de propagación de material vegetal nativo propio de las áreas a recuperar. Todo esto, a través de un trabajo conjunto entre propietarios de finca y entidades territoriales que permitan la exención de impuestos tributario a propietarios que deseen acogerse al programa.

La generación de un programa dedicado a fomentar el aumento y uso eficiente de los terrenos dedicados al sector agropecuario en la cuenca. Esto se puede llevar a cabo mediante la aplicación de la metodología de evaluación de tierras que elabora la Unidad De Planificación Rural Agropecuaria – UPRA, con la cual se puede modificar el uso del suelo a uso mixto, no obstante, previa planeación de los sistemas productivos o arreglos productivos a implementar.

Es prioritario realizar la fiscalización y direccionamiento de los recursos tales como las trasferencias del sector eléctrico a través de la modificación del art. 45 de la ley 99 de 1993, el artículo 111 dela Ley 99, el art. 43 de la ley 99 (Tasas por uso del agua), las inversiones forzosas del 1%, entre otros, los cuales se deben invertir en el área de las cuencas abastecedoras. Esto ha generado polémica dado que existen casos donde las entidades beneficiadas de los recursos no tiene capacidad de ejecución y estos a su vez no pueden ser trasferidos a otra cuenca dada la rigurosidad de la normativa existente.

54

5.1. Viabilización de los resultados mediante la implementación de

variables determinantes obtenidos a través del modelo.

A continuación, se describe los posibles tipos de intervención a través de los

diferentes instrumentos sobre los cuales se puede hacer la implementación del

modelo elaborado para fomentar la disminución de sedimentos en cuencas

mediante el control de la perdida de cobertura de bosque y la disminución de

áreas de erosionadas.

Figura 7 Interacción con las herramientas de gestión del territorio para lograr la disminución del fenómeno sedimentológico y aplicar los resultados logrados. Elaboración propia

55

De lo anterior, podemos evidenciar que dentro de la legislación ambiental vigente,

es posible encontrar una ruta de aplicación que ayude a fomentar el aumento de

coberturas de bosque y la disminución de áreas degradadas por erosión con el

objetivo de disminuir la concentración media y transporte de materiales en

suspensión en fuentes hídricas. No obstante, es de resaltar que supone un reto

interesante hacer el intento de modificación de la regulación ambiental

actualmente vigente. Sin embargo, con la consecución de la presente

investigación se tiene evidencia significativa y soporte suficiente para iniciar un

proceso conversatorio con los diferentes actores involucrados en cada área de

intervención identificada.

Dar a conocer los resultados obtenidos mediante la investigación es un

desarrollo interesante, dado que también es posible trasmitir que el modelo

estadístico construido es un modelo que permite la adición de variables que se

consideren fomentan el fenómeno sedimentológico. También es posible realizar

una actualización y afinación de las ya involucradas una vez se tenga información

compilada actualizada. También es importante resaltar que el modelo planteado

permite la inclusión de variables socioeconómicas, las cuales pueden ayudar a

direccionar y orientan de una manera más acertada las decisiones que se toman

en torno a la planificación ambiental del territorio.

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6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

En este trabajo se tenía como objetivo principal encontrar los factores que explican el fenómeno sedimentológico en cuencas hidrográficas, realizando estimaciones estadísticas con el uso de modelos de regresión lineal y modelos de datos panel.

Se empleó información de 54 cuencas en los periodos de 1990-1999, 2000-2004, 2005-2009, 2010-2012. Donde se tenía como variable dependiente la concentración media de sedimentos y el transporte de material en suspensión, como variables independientes se emplearon variables morfométricas, biofísicas e hidrológicas calculadas a con base en la delimitación de cuencas hidrográficas realizada a partir de las estaciones de referencia.

De acuerdo a las estimaciones realizadas, se permite concluir: La variable

perdida de bosque explica de manera determinante y significativa el aumento en la concentración media de sedimentos al igual que el transporte de materiales en suspensión a nivel de las áreas estudiadas. Estos resultados se obtuvieron tanto en el modelo que empleo variable dependiente la concentración así como en el que empelo el trasporte de sedimentos.

Lo anterior aporta evidencia significativa y contúndete a las investigaciones

existentes realizadas en torno de la concentración y trasporte de sedimentos. Por lo cual se recomienda que esta deba ser incluida en los Planes De Ordenamiento Y Manejo De Cuencas Hidrográficas – POMCA, en donde se realice su respectiva supervisión y vigilancia.

De igual forma, es importante resaltar que el proceso estadístico empleado

“Modelo Panel” resulta ser un modelo adecuado para evaluar el fenomeno sedimentológico, dado que fue posible evaluar en cuatro ventanas temporales los diferentes cambios que se presentaron en las variables dependientes e independientes. No obstante, es de resaltar que dicha aplicabilidad depende de la información disponible para la zona objeto de estudio.

Los modelos que tienen como variable dependiente la concentración de

sedimentos, explican de manera más significativa el fenómeno estudiado, respecto a los modelos con la variable transporte de materiales en suspensión.

Por otro lado, es importante puntualizar que actualmente en Colombia se cuenta con una extensa red de monitoreo de variables hidrológicas, sin embargo, por disposiciones presupuestales algunas de las estaciones están fuera de

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servicio, registrando datos de manera parcial o en algunos casos omitiendo variables en las mediciones.

Para el caso en estudio, la red de monitoreo de estaciones limnigráficas y limnimétricas corresponde a un total de 1350 estaciones de las cuales 483 tenían datos asociados a las variables en estudio. Sin embargo, al revisar la consistencia de los datos alrededor del 20% presentaban registros históricos superiores a 30 años. Este puede ser uno de los inconvenientes de hacer estimaciones en torno a la variable sedimentos, también es importante enunciar que la representatividad de estaciones con datos históricos se ubica en la zona andina del país y con valores muy bajos la zona de la Orinoquia.

Es importante dejar como recomendación que la depuración de datos se debe realizar mediante el establecimiento de filtros que permitan hacer la consolidación de una base de datos sólida y robusta, dado que la información compilada presentaba distorsiones que puede ocasionar una estimación de variables errónea.

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