UNIVERSIDAD DISTRITAL “FRANCISCO JOSÉ DE...
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1 CARACTERIZACION DE LOS SISTEMAS DE PRODUCCION AGROPECUARIA MEDIANTE LA SIMULACION DE ESCENARIOS DE MANEJO DE USO DE LOS RECURSOS AGUA Y SUELO USANDO EL MODELO SWAT POR MEDIO DE LA UTILIZACION DE UN SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRAFICA. CASO DE ESTUDIO CUENCA RIO TEUSACA AUTOR JORGE OSWALDO BARRERA RODRIGUEZ UNIVERSIDAD DISTRITAL “FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS” FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA CATASTRAL Y GEODESIA BOGOTÁ D.C 2016
Transcript of UNIVERSIDAD DISTRITAL “FRANCISCO JOSÉ DE...
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CARACTERIZACION DE LOS SISTEMAS DE PRODUCCION AGROPECUARIA
MEDIANTE LA SIMULACION DE ESCENARIOS DE MANEJO DE USO DE LOS
RECURSOS AGUA Y SUELO USANDO EL MODELO SWAT POR MEDIO DE LA
UTILIZACION DE UN SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRAFICA.
CASO DE ESTUDIO CUENCA RIO TEUSACA
AUTOR
JORGE OSWALDO BARRERA RODRIGUEZ
UNIVERSIDAD DISTRITAL “FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS”
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA CATASTRAL Y GEODESIA
BOGOTÁ D.C
2016
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CARACTERIZACION DE LOS SISTEMAS DE PRODUCCION AGROPECUARIA
MEDIANTE LA SIMULACION DE ESCENARIOS DE MANEJO DE USO DE LOS
RECURSOS AGUA Y SUELO USANDO EL MODELO SWAT POR MEDIO DE LA
UTILIZACION DE UN SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRAFICA.
CASO DE ESTUDIO CUENCA RIO TEUSACA
JORGE OSWALDO BARRERA RODRIGUEZ
Trabajo de Grado para optar al titulo de Ingeniero catastral y geodesta
Director(a):
Ing. catastral y Geodesta
CLAUDIA BERENICE ROJAS RINCON.
Codirectora:
Ing. Roose Marie Aldana Boutin
UNIVERSIDAD DISTRITAL “FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS”
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA CATASTRAL Y GEODESIA
BOGOTÁ D.C
2016
3
Nota de Aceptación:
_____________________ ______________________
______________________ ______________________
______________________ ______________________
________________ Firma del Jurado
_______________ Firma del Jurado
Bogota, D.C 2016
4
DEDICATORIA
Este trabajo se lo dedico a Dios
primordialmente ya que a través de él,
llegaron las ideas y a pesar de los
múltiples obstáculos que se presentaron
durante la realización de este, siempre
hubo luz y fortaleza al final de cada
una de las dificultades que se
presentaron. A mis padres, Jorge y
Stella porque a través del amor y
dedicación me han animado en la
realización del escrito, a mi hermana
Marcela porque siempre ha sido un
modelo a seguir, a mi hermosa sobrina
Samara a quien adoro y deseo darle el
buen ejemplo, a mi abuelita que aunque
hoy no este conmigo siempre la tendré
en mi mente. Por último y no menos
importante a mis amigos y compañeros,
que siempre han dado ánimo y consejos
en la realización del trabajo.
2
AGRADECIMIENTOS
Las entidades o personas que a continuación se nombraran han sido gestores de
alguna manera en el desarrollo del presente trabajo:
A la Universidad Distrital “Francisco José de caldas” y principalmente a la
ingeniera Claudia Berenice Rojas Rincón, quien desde el principio a dado un
entero apoyo a la realización del trabajo aclarando dudas e inquietudes que se
han presentado durante el desarrollo del mismo.
Al Ingeniero ambiental, Edinson Iván Delgado Tarazona quien labora en la
empresa de consultoria ambiental “Environmental consulting & Engineering” y a
través de su experiencia en el modelo SWAT y su implementación en Colombia,
asesoro en el flujo de trabajo del modelo y la explicación acerca de donde se
encontraban los resultados arrojados por el modelo.
Al investigador de Recursos hídricos en el programa de cambio climático de la
entidad CATIE en Costa Rica, en la asesoría con respecto a la manipulación de la
informacion adquirida y su preparación para el ingreso en el modelo. A Natalia
Uribe autora del manual en español de SWAT., quien a pesar de sus múltiples
compromisos y la distancia se ha mantenido en contacto con el fin de explicar y
aclara la mas minima duda e inquietud con respecto a la interpretación de los
resultados.
...Autor
3
TABLA DE CONTENIDO
1 PRELIMINARES ....................................................................................................... 14
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................ 14
1.2 OBJETIVOS ...................................................................................................... 19
Objetivo General ......................................................................................... 19 1.2.1
Objetivos Específicos ................................................................................. 19 1.2.2
1.3 ESTADO DEL ARTE (ANTECEDENTES DEL MODELO SWAT Y
CARACTERIZACION DE LOS SISTEMAS DE PRODUCCION AGROPECUARIA) ..... 20
2 MARCO TEORICO ................................................................................................... 26
2.1 Ordenamiento Territorial .................................................................................... 26
Aspectos Fundamentales en el Ordenamiento Territorial y Manejo de 2.1.1
Cuencas. .................................................................................................................. 27
Plan de Ordenamiento y Manejo de Cuencas (POMCA) ............................ 30 2.1.2
Marco jurídico de las cuencas hidrográficas y la Importancia de las cuencas 2.1.3
a distintas escalas. ................................................................................................... 31
2.2 Producción Agropecuaria ................................................................................... 42
2.3 Sistemas de Producción Agropecuaria .............................................................. 43
2.4 Sistemas de Información Geográfica (SIG) ........................................................ 44
2.5 Modelos hidrológicos ......................................................................................... 46
Clasificación de los modelos hidrológicos ................................................... 46 2.5.1
MODELO SWAT ......................................................................................... 49 2.5.2
2.6 Fisiografía .......................................................................................................... 52
Concepto de Cuenca .................................................................................. 53 2.6.1
Suelos. ....................................................................................................... 55 2.6.2
Clima .......................................................................................................... 57 2.6.3
Precipitación ............................................................................................... 58 2.6.4
Radiación Solar .......................................................................................... 58 2.6.5
2.7 Interpretación de Imágenes Digitales ................................................................. 58
Clasificación supervisada de imágenes digitales ........................................ 62 2.7.1
Metodología Corine Land Cover ................................................................. 64 2.7.2
Cobertura Vegetal ...................................................................................... 69 2.7.3
Uso del Suelo ............................................................................................. 69 2.7.4
Modelo Digital de Elevación (DEM´s) ......................................................... 70 2.7.5
4
3 ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO .................................................... 72
3.1 ALCANCES ....................................................................................................... 72
3.2 LIMITACIONES ................................................................................................. 72
4 DESCRIPCION GENERAL DE LA ZONA DE ESTUDIO .......................................... 75
4.1 DESCRIPCION DEL AREA DE ESTUDIO ......................................................... 75
4.2 LOCALIZACION GEOGRAFICA DE LA CUENCA ............................................. 75
4.3 CARACTERIZACION FISICO- BIOTICA ........................................................... 79
FISIOGRAFIA ............................................................................................. 79 4.3.1
MORFOMÉTRIA DE LA SUBCUENCA ...................................................... 81 4.3.2
CLIMATOLOGÍA ......................................................................................... 82 4.3.3
HIDROGRAFIA ........................................................................................... 83 4.3.1
4.4 MUNICIPIOS DE LA SUBCUENCA ................................................................... 85
MUNICIPIO DE LA CALERA ...................................................................... 87 4.4.1
MUNICIPIO DE GUASCA ........................................................................... 91 4.4.2
MUNICIPIO DE SOPÓ ............................................................................... 94 4.4.3
POLITICAS DE ACTUACION DE LOS MUNICIPIOS. ................................ 97 4.4.4
4.5 DIAGNOSTICO ................................................................................................. 99
DESCRIPCION DE LA COBERTURA VEGETAL ....................................... 99 4.5.1
DESCRIPCION DEL USO ACTUAL DEL SUELO .................................... 100 4.5.2
ESTRUCTURA DE LA PROPIEDAD Y TENENCIA DE LA TIERRA ........ 101 4.5.3
5 CREACION DEL SIG .............................................................................................. 104
5.1 DATOS DE ENTRADA DEL MODELO SWAT ................................................. 104
USO E INTERPRETACIÓN DE IMÁGENES DIGITALES SATELITALES . 106 5.1.1
GENERACIÓN DE UN MODELO DIGITAL DE ELEVACIONES ............... 124 5.1.2
INFORMACIÓN DE SUELOS ................................................................... 126 5.1.3
INFORMACION CLIMATICA DE LA ZONA .............................................. 129 5.1.4
5.2 INTERFAZ DEL MODELO SWAT- USANDO ARCMAP .................................. 140
5.3 FASE II: ANALISIS DE SENSIBILIDAD Y CALIBRACION ............................... 146
6 RESULTADOS ....................................................................................................... 148
6.1 DETERMINACION DE UNIDADES DE REACCION HIDROLOGICA (URH) ... 148
CÁLCULO DE URH PARA EL AÑO 1988 ................................................. 149 6.1.1
CALCULO DE URH PARA EL AÑO 2015 ................................................. 152 6.1.2
6.2 CUMPLIMIENTO DE LOS OBJETIVOS DEL PROYECTO .............................. 166
5
7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .......................................................... 168
7.1 CONCLUSIONES ............................................................................................ 168
7.2 RECOMENDACIONES .................................................................................... 170
8 BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................... 171
9 ANEXOS................................................................................................................. 178
6
LISTADO DE FIGURAS
FIGURA 1.MARCO JURÍDICO SUBCUENCA RIO TEUSACÁ .............................................. 32
FIGURA 2. OBJETIVOS DEL NUEVO MILENIO ............................................................... 34
FIGURA 3. ORGANIGRAMA DE GESTIÓN AMBIENTAL ..................................................... 36
FIGURA 4. ESQUEMA DEL ÁMBITO REGIONAL.............................................................. 39
FIGURA 5. ESQUEMA DE CLASIFICACIÓN DIGITAL SUPERVISADA. ................................. 62
FIGURA 6. MODELO GENERAL METODOLOGÍA CORINE LAND COVER (CLC) .................. 67
FIGURA 7.ÁREAS DE ENTRENAMIENTO POR SEMILLEROS ............................................. 68
FIGURA 8. DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA DELIMITACIÓN DE CUENCA ............................. 76
FIGURA 9. LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA SUBCUENCA RIO TEUSACÁ ............................... 77
FIGURA 10. MAPA DE PENDIENTES DE LA SUBCUENCA TEUSACÁ ................................. 81
FIGURA 11. RED HIDROGRAFICA SUBCUENCA RIO TEUSACÁ......................................... 85
FIGURA 12. MUNICIPIOS DE LA SUBCUENCA TEUSACÁ ................................................ 86
FIGURA 13. MUNICIPIO DE LA CALERA ....................................................................... 87
FIGURA 14. MUNICIPIO DE GUASCA ........................................................................... 91
FIGURA 15. MUNICIPIO DE SOPÓ ............................................................................... 95
FIGURA 16. ESQUEMA DE MODELO SWAT .............................................................. 105
FIGURA 17. DIAGRAMA DE PROCESOS CLASIFICACIÓN DE COBERTURAS TERRESTRES .. 114
FIGURA 18. CLASIFICACIÓN DE COBERTURAS EN LA SUBCUENCA TEUSACA PARA EL AÑO
1988 .............................................................................................................. 115
FIGURA 19. CLASIFICACIÓN DE COBERTURAS EN LA SUBCUENCA TEUSACA PARA EL AÑO
2001 .............................................................................................................. 116
FIGURA 20. CLASIFICACIÓN DE COBERTURAS EN LA SUBCUENCA TEUSACA PARA EL AÑO
2015 .............................................................................................................. 117
FIGURA 21. MAPA DE SUELOS SUBCUENCA RIO TEUSACÁ .......................................... 127
FIGURA 22. ESTACIONES CLIMATOLÓGICAS ............................................................. 130
FIGURA 23. ESTRUCTURA DE DATOS ....................................................................... 131
FIGURA 24. .ESTRUCTURA DE LA INFORMACIÓN EN EL DIRECTORIO DEL ORDENADOR .. 133
FIGURA 25. INTERFAZ DE LA MACRO WGN. ............................................................. 135
FIGURA 26. GENERACIÓN DE ARCHIVOS DE CÁLCULO POR ESTACIÓN EN EL DIRECTORIO
...................................................................................................................... 136
FIGURA 27. BARRA DE HERRAMIENTAS DEL MODELO ARCSWAT .............................. 140
FIGURA 28. BOTÓN SWAT PROJECT SETUP ............................................................ 141
FIGURA 29. MENU WATERSHED DELINEATOR ........................................................... 142
FIGURA 30. VENTANA DE INGRESO DE PARÁMETROS WATERSHED DELINEATOR .......... 142
FIGURA 31. MENÚ HRU ANALYSIS .......................................................................... 143
FIGURA 32. VENTANA DE INGRESO DE USO-SUELOS-PENDIENTE .............................. 143
FIGURA 33. MENU WRITE INPUT TABLES MENU ............................................... 144
FIGURA 34. VENTANA DE INGRESO DE DATOS METEOROLÓGICOS ............................... 144
FIGURA 35. MENU EDIT SWAT INPUT ..................................................................... 145
7
FIGURA 36. MENÚ SWAT SIMULATION ................................................................ 146
FIGURA 37. VENTANA DE EJECUCIÓN DEL MODELO SWAT ........................................ 146
FIGURA 38. SUBCUENCAS MODELADAS PARA EL AÑO 1988 ....................................... 150
FIGURA 39. URH'S PRESENTES MODELADAS PARA EL AÑO 1988 ............................... 151
FIGURA 40. SUBCUENCAS MODELADAS PARA EL AÑO 2015. ...................................... 152
FIGURA 41. MODELAMIENTO REDISTRIBUCION DE SUBCUENCAS Y URH ...................... 153
FIGURA 42. PRÁCTICAS DE MANEJO DE SUELO PARA EL AÑO 1988 ............................ 157
FIGURA 43. PRÁCTICAS DE MANEJO DEL SUELOPARA EL AÑO 2015 ............................ 158
FIGURA 44. ESCENARIO USO DEL SUELO PARA EL AÑO 1988 ..................................... 160
FIGURA 45. ESCENARIO USO DEL SUELO PARA EL AÑO 2015 ..................................... 161
8
LISTADO DE GRAFICOS
GRAFICO 1. COMPARATIVO DE ÁREAS POR COBERTURA DURANTE LA LÍNEA DEL TIEMPO.
...................................................................................................................... 118
GRAFICO 2. CLIMOGRAMA HISTÓRICO ESTACIÓN SANTA TERESA .............................. 138
GRAFICO 3. CLIMOGRAMA HISTÓRICO ESTACIÓN PARQUE SOPÓ ............................... 138
GRAFICO 4.CLIMOGRAMA HISTÓRICO ESTACIÓN PUENTE VARGAS ............................ 139
GRAFICO 5.CLIMOGRAMA HISTÓRICO ESTACIÓN EL VERGEL ..................................... 139
GRAFICO 6. ÁREAS DE COBERTURAS VEGETALES DE LOS ESCENARIOS 1988 .............. 164
GRAFICO 7. COMPARATIVO DE ÁREAS POR COBERTURAS VEGETALES ......................... 164
9
LISTADO DE TABLAS
TABLA 1. METAS PROPUESTAS EN RECURSOS HÍDRICO “VISIÓN II CENTENARIO 2019” .. 37
TABLA 2. LEYENDA NACIONAL DE COBERTURAS DE LA TIERRA-COLOMBIA ................... 65
TABLA 3. UNIDADES DE COBERTURAS DE LA TIERRA PARA LOS TERRITORIOS
ARTIFICIALIZADOS .............................................................................................. 66
TABLA 4. DISTRIBUCIÓN TERRITORIAL DENTRO DE LA SUBCUENCA .............................. 78
TABLA 5. DISTRIBUCIÓN TERRITORIAL DENTRO DE LA SUBCUENCA .............................. 78
TABLA 6. DISTRIBUCIÓN DE LOS DIFERENTES RANGOS DE PENDIENTE, EXTENSIÓN
TERRITORIAL Y PORCENTUAL PARA LA SUBCUENCA RIO TEUSACÁ........................... 80
TABLA 7. CARACTERÍSTICAS MORFOMÉTRICAS DE LA CUENCA TEUSACÁ ...................... 82
TABLA 8. SUBDIVISIÓN POLÍTICO- ADMINISTRATIVA DE LA CALERA ............................... 88
TABLA 9. SISTEMAS DE PRODUCCIÓN AGROPECUARIA DE LA CALERA ......................... 90
TABLA 10. DIVISIÓN POLÍTICO- ADMINISTRATIVA MUNICIPIO DE GUASCA ...................... 92
TABLA 11. SISTEMAS DE PRODUCCIÓN AGROPECUARIA DE GUASCA ........................... 93
TABLA 12. SUBDIVISIÓN POLÍTICA DEL MUNICIPIO DE SOPÓ ........................................ 95
TABLA 13. SISTEMAS DE PRODUCCIÓN AGROPECUARIA DE SOPÓ ............................... 97
TABLA 14. POLITICAS DE ACTUACION DE LOS MUNICIPIOS DE LA SUBCUENCA TEUSACÁ 98
TABLA 15. COBERTURAS DE LA SUBCUENCA ............................................................. 99
TABLA 16. UNIDADES DEL USO ACTUAL DEL SUELO .................................................. 101
TABLA 17.TENENCIA DE LA TIERRA EN LOS MUNICIPIOS DE SOPÓ Y LA CALERA ........... 102
TABLA 18. PORCENTAJE DE PREDIOS Y SUPERFICIE SEGÚN EXTENSIÓN DE LOS PREDIOS
DE LA SUBCUENCA RIO TEUSACÁ....................................................................... 103
TABLA 19. PREDIOS DE PROPIEDAD DE LOS MUNICIPIOS............................................ 103
TABLA 20. COORDENADAS DE LA SECCIÓN DE LA SUBCUENCA .................................. 106
TABLA 21. DESCRIPCIÓN DE LAS IMÁGENES SATELITALES ......................................... 107
TABLA 22. BANDAS UTILIZADAS EN EL CÁLCULO DEL OIF .......................................... 108
TABLA 23. CALCULO DE LAS OIF PARA LAS IMÁGENES LANDSAT ................................ 109
TABLA 24. COEFICIENTES TASSELED CAP DE LANDSAT 4-5 TM. ............................... 112
TABLA 25. COEFICIENTES TASSELED CAP LANDSAT 8 .............................................. 112
TABLA 26. RESUMEN DE COBERTURAS CLC INTERPRETADAS ................................... 119
TABLA 27. PARÁMETROS MODELO DIGITAL DE ELEVACIÓN ....................................... 125
TABLA 28. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LOS SUELOS UTILIZADAS EN LA MODELACIÓN
HIDROLÓGICA ................................................................................................. 128
TABLA 29. ESTACIONES REGISTRADAS SELECCIONADAS .......................................... 129
TABLA 30. ESTACIONES CON REPORTES CLIMATOLÓGICOS PARA ARCSWAT ............. 132
TABLA 31. PARÁMETROS CLIMÁTICOS DE LA TABLA USERWGN .................................. 134
TABLA 32. CANTIDAD DE SEDIMENTACIÓN POR COBERTURAS INICIADO EL MODELAMIENTO
1988 Y 2015. ................................................................................................. 162
TABLA 33. CANTIDAD DE SEDIMENTACIÓN POR COBERTURAS CULMINADO EL
MODELAMIENTO 1988 Y 2015 ........................................................................... 163
10
TABLA 34. RELACIÓN SISTEMAS DE PRODUCCIÓN CON LA COBERTURA ....................... 165
11
ABREVIATURAS
HRU (URH): Unidades de Reacción Hidráulico
DANE: Departamento Administrativo Nacional de Estadística
FAO: Organización de las Naciones Unidas para la alimentación y la agricultura
PNUD: Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo
IDEAM: Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales
IGAC: Instituto Geográfico Agustín Codazzi
CAR: Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca
CATIE: Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza
ONU: Organización de Naciones Unidas
UNESCO: Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la
Cultura
ND: Nivel Digital
OIF: Factor de Índice Optimo
POMCA: Plan de Ordenamiento de Manejo de Cuenca Hidrográfica
POT: Plan de Ordenamiento Territorial
CLC: Corine Land Cover
USGS: Servicio Geológico de Estados Unidos
12
INTRODUCCION
En Colombia, en las últimas décadas se ha evidenciado en el sector agropecuario
una difícil problemática en cuanto a su productividad y el adecuado uso de los
recursos naturales tales como la tierra y el agua se refiere, esta situación aunque
es multifacética puede presentarse por distintas causas y puede abordar distintos
temas ya sean socioeconómicos, políticos e institucionales que las ocasionan o los
acentúan. (Barrera Diaz, 2003)
Esta situación se ha evidenciado en gran medida por el mal manejo de los
recursos naturales, el alto grado de analfabetismo, el bajo grado de
acompañamiento y la poca inversión a iniciativas de desarrollo tecnológico e
investigativo, que permitan minimizar los costos generados por el mal uso del
suelo y del agua, que a largo plazo se ve representado en baja productividad
(Tovar Martinez, 2013), deterioro paulatino del medio ambiente y en una pobre
planificación del territorio por parte de las entidades competentes.
A su vez el sistema agropecuario, que a pesar de ser el primer escalón en el
sistema económico colombiano, también se ha visto influenciado de una manera
negativamente por el ordenamiento del territorio; el cual ha sido un proceso
variante de acuerdo a las distintas políticas y necesidades de una determinada
región (Barrera Diaz, 2003); que acompañado del uso de geo-tecnologías, ha
permitido mejorar la planificación y la limitación del uso del recurso tierra para
tales fines, pero aun así este proceso ha sido torpe, dados por los intereses en
algunos casos particulares y poco conscientes, hay que tener en cuenta que en la
actualidad el recurso tierra es escaso y para acceder a este existen demasiadas
restricciones.
Asociado a las restricciones y en la mayoría de los casos a un mal uso del
recurso tierra, se tiene que, el país durante su historia ha presentado adversidades
políticas, sociales, naturales, económicas y culturales, que han impedido el
13
adecuado desarrollo y explotación de los recursos naturales en el sector rural,
razón por la cual se traduce en una disminución y una reducción en el potencial
productivo del territorio, que también se convierte en circunstancias adversas y
significativas, si se tienen en cuenta procesos como la globalización y los distintos
Tratados de Libre comercio, de los cuales Colombia hace parte pero que
infortunadamente no está ni preparada ni los puede afrontar. (Barrera Diaz, 2003)
Este proyecto pretende mostrar un Modelo Basado en el Análisis Espacial a nivel
de cuenca mediante el uso de un predictor que permite simular el manejo
adecuado de los recursos existentes e influyentes en el comportamiento,
identificación y posterior delimitación de las zonas aptas para desarrollar los
distintos sistemas de producción agropecuarios en este tipo de relieve, aplicado a
un caso de uso, teniendo en cuenta que el buen desarrollo permite generar una
mayor cantidad de productos y con ello garantizar, un alto grado sostenibilidad
ambiental, permitiendo así generar un mecanismo de ordenamiento territorial,
implementando escenarios de intervención y de alcance a largo plazo.
14
1 PRELIMINARES
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En la actualidad, los recursos naturales han ido en deterioro paulatino dada la alta
necesidad por cumplir ciertas necesidades humanas como la alimentación, la
economía y la vivienda. En Colombia, el crecimiento poblacional y el alto número
de población desplazada, cuyo desplazamiento ha sido ocasionado por lo general
a la violencia la cual ha tenido una trascendencia histórica y que en la actualidad
aún sigue afectando a gran número de colombianos, que se tienen que desplazar
a grandes ciudades como Bogotá, Medellín, Cali y Barranquilla, así como las
capitales departamentales. La población desplazada afecta en muchos casos las
cifras de las ciudades, aumentando los niveles de desempleo, pobreza y de
localidades marginales. Los lugares frecuentes donde esta población conforman
sus hogares son en sitios de ladera y en las zonas de periferia de la ciudad
(Secretaria de Bienestar Social Unidad de Atencion a la poblacion Desplazada,
2011), lugares en los cuales se generan cambios de cobertura y por ende del uso
del suelo. Por otro lado, este deterioro obedece a la aplicación de políticas
estatales dirigidas al agro, cuyos impactos ecosistémicos y culturales, han
acelerado el uso insostenible de los recursos naturales y han generado inmensos
conflictos en la distribución de la riqueza natural. (Corrales Roa)
Para decirlo más directamente y con el lenguaje de los científicos, el 40 por ciento
del territorio continental nacional está erosionado, ha perdido su cobertura vegetal
y está en franco desgaste, un diagnóstico que fue emitido por el Instituto de
Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (Ideam), en el primer Mapa de
Degradación de Suelos por Erosión (a escala 1-100.000) que se hace en
Colombia.
15
Son 45'461.000 hectáreas (de un total de 114 millones de hectáreas que
conforman nuestro mapa), que presentan algún daño, ya sea ligero, moderado o
severo. Porque la erosión no se mide en blanco y negro, es un deterioro que se da
por etapas, hasta hacerse irreversible (Diario El Tiempo, 2015). La acción de
ocupar espacios no aptos para residir ú ocuparlos abruptamente y realizar
cambios bruscos en ellos ha ocasionado una problemática y es que se cambien
los usos del suelo y que con ello se generen conflictos en los usos del suelo y con
lo se afecta la productividad de los mismos. Los conflictos de uso del suelo son el
resultado de la discrepancia entre el uso que hace el hombre del medio natural y
aquel que debería tener, de acuerdo con la oferta ambiental, o cuando las tierras
son sub o sobre utilizadas. (SIAC, 2011)
Por otro lado, además de afectar los suelos y con ello cambiar algunas de sus
características físicas y químicas del mismo; genera cambios en la productividad
de los mismos a mediano y largo plazo, a su vez también afecta el recurso agua y
en especial altera las cuencas y sus zonas aledañas. Estos se considera un
problema complejo si se tiene en cuenta que en las cuencas hidrográficas el
comportamiento es particular, ya que una cuenca es Una cuenca es una zona de
la superficie terrestre en donde (si fuera impermeable) las gotas de lluvia que caen
sobre ella tienden a ser drenadas por el sistema de corrientes hacia un mismo
punto de salida (Universidad Nacional Autonoma de Mexico) y que al cambiar los
usos del suelo, por procesos como escorrentías todos los residuos que llegan
hacia los ríos estos vuelven a ser utilizados en otros procesos dentro de la misma
agricultura, como en la irrigación cambiando con el tiempo las características y
composiciones de los suelos. Aunque las cuencas también se ven afectadas por
agentes contaminantes como aceite automotriz, los productos de pintura, los
desechos de mascota, la basura, y las sustancias químicas como fertilizantes y
pesticidas son llevados por la lluvia y por los prados y jardines regados en exceso,
hacia los desagües del vecindario y los pluviales (Galeon, 1998) que generan
daños que se reflejan en todos los aspectos de las cuencas y su entorno.
16
Otra de las principales causas de daños y efectos nocivos en el medio ambiente,
especialmente en el cambio de comportamiento en las cuencas y su entorno, es
decir las coberturas del suelo y sus respectivos usos, se debe a que por lo
general no hay una asesoría estatal que permita que el campesinado o los
propietarios de la tierra tengan un fácil acceso a información útil sobre la
productividad de la misma, conduciendo a que se utilicen tecnologías no aptas
para tales fines, el alto grado de analfabetismo, el bajo grado de acompañamiento
y la poca inversión a iniciativas de desarrollo tecnológico e investigativo, que
permitan minimizar los costos generados por el mal uso del suelo y del agua, que
a largo plazo se ve representado en baja productividad (Tovar Martinez, 2013),
estas causas han ocasionado una mala planificación del territorio, obviando ciertos
aspectos que permitirían una mayor productividad de los terrenos y por ende una
sostenibilidad ambiental. En general para el sector agrícola y pecuario existen
unos cultivos que intensifican o generan mayor huella hídrica azul, que implica un
déficit en la disponibilidad de agua procedente de lluvia, significando que hay
escasez del líquido y competencia por el recurso hídrico. Los productos agrícolas
que en mayor porcentaje dejan este tipo de huella son los cultivos de arroz, cuya
huella está asociada con los distritos de riego; cinco cultivos hacen peso o presión
en un 75% como los son el arroz, palma africana, maíz, caña de azúcar y yuca.
(Arevalo Uribe, 2012)
De manera adicional también se conoce que la incorrecta planificación y
ordenamiento territorial, que se manifiesta en el desarrollo de actividades no
propicias para el medio como la deforestación o tala del bosque, quemas y otras
prácticas de cultivo en algunos casos especializado generan erosión del suelo,
obras públicas mal diseñadas, invasión y/o taponamiento de cauces, urbanización
en rondas hidráulicas de ríos, entre otras provocan que a mediano o largo plazo
existan inundaciones o deslizamientos. (Corporracion Autonoma Regional de
Cundinamarca, 2011)
17
A pesar de la biodiversidad y condiciones ambientales de las cuales goza
Colombia, aún existen dificultades para encontrar una armonía y una
sostenibilidad ambiental, a pesar de que ordenar y regular el territorio está
sustentado sobre la base de un conocimiento y profundo e integral de los
componentes, dinámicas y relaciones presentes en el espacio permiten plantear
distintas situaciones que benefician a muchas personas y entidades.1 (PRICC-
IDEAM, 2010),Con base en esta premisa y en el decreto reglamentario 1729 de
2002, que reglamenta los Planes de Ordenamiento y manejo de Cuencas
hidrográficas (POMCA) y de acuerdo al planteamiento citado en la GUIA PARA EL
ORDENAMIENTO Y MANEJO DE CUENCAS HIDROGRAFICAS EN COLOMBIA,
se ha dejado de lado la existencia de simulación de escenarios y consolidación de
estos como medida alternativa en el ordenamiento territorial y en especial, el
manejo de cuencas hidrográficas y los sistemas de producción agropecuarios
aledaños, pues al existir estos integra variables asociadas, condicionantes,
limitantes y supuestos que permitirían establecer y delimitar el uso de los recursos
naturales, a través de herramientas como los SIG’s que aunque en la actualidad
permiten representar la realidad y tomar decisiones, aún falta por explorar y
aportar metodologías y modelos alternativos que vayan en la misma dirección de
los conceptos propuestos en los POMCA.
Los Sistemas de Información Geográfica (SIG o GIS) en Colombia han tenido
difusión por parte de algunas entidades territoriales señalando estos como
herramienta fundamental en el desarrollo de sus actividades a nivel nacional,
como el IGAC el cual a través de la difusión de metadatos, mapas y cartografía de
Colombia, en el desarrollo de actividades como elaborar el catastro nacional,
realizar el estudios sobre de las características de los suelos, adelantar
investigaciones geográficas como apoyo al desarrollo territorial, entre otras.
1 Pricc- GUIA PARA EL ORDENAMIENTO Y MANEJO DE CUENCAS HIDROGRAFICAS EN COLOMBIA SEGUNDA
VERSION (PRICC-IDEAM, 2010)
18
Con base en la información de las fuentes, en el cual se proponen la simulación de
escenarios y la presencia del uso de SIG como una medida de relacionar variables
que permiten identificar y ver de manera clara lo que sucede en la realidad, es de
interés proponer un modelo que permita la simulación de escenarios en el cual se
puedan integrar variables concernientes al campo de estudio de la ingeniería
catastral y geodesia como es el recurso tierra y su delimitación, zonificación y
caracterización para realizar las distintas actividades económicas que este recurso
permite y por ende, poder desarrollar los distintos sistemas productivos de tipo
agropecuario aptos mediante su delimitación y correspondiente representación en
mapas. De manera adicional el presente proyecto pretende no solo tipificar los
distintos sistemas productivos y evaluar su impacto en el recurso tierra sino el uso
del suelo y su interacción con el recurso agua y específicamente evaluar el uso del
suelo a nivel de cuenca, teniendo en cuenta que aunque el Estado a través de la
implementación de herramientas jurídicas como los POMCA que regulan el uso
del suelo y del agua a nivel de cuenca hidrográfica a presionado a mejorar algunas
condiciones, en la actualidad aún se siguen presentando las distintas
caracterizaciones de los sistemas agropecuarios y en especial aquellos que hacen
uso excesivo del agua presentan desordenes y generan una alta competencia por
acceder a este recurso.
19
1.2 OBJETIVOS
Objetivo General 1.2.1
Modelar los sistemas de producción agropecuarios que se desarrollan sobre la
cuenca del rio Teusaca, con base en la simulación de escenarios que sirvan como
propuesta para una planificación territorial óptima y un fundamento para el
desarrollo regional.
Objetivos Específicos 1.2.2
Para alcanzar el objetivo general se han propuesto los siguientes objetivos
específicos:
• Implementar el modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT) de
manera que sirva como contribución al ordenamiento territorial de la cuenca
mediante una herramienta SIG.
• Describir mediante mapas los sistemas de producción agropecuarios
acordes con el clima, hidrología y los suelos presentes en la zona de estudio.
• Estudiar y analizar la incidencia de los cambios del uso suelo de manera
que se pueda mostrar un panorama de ocupación del suelo, y de ser posible
establecer los cambios de lugar en donde se podría desarrollar las actividades
agropecuarias acordes con el territorio.
20
1.3 ESTADO DEL ARTE (ANTECEDENTES DEL MODELO SWAT Y
CARACTERIZACION DE LOS SISTEMAS DE PRODUCCION
AGROPECUARIA)
En la revisión de antecedentes de la investigación es importante decir que se
analizó los documentos encontrados de estudios realizados tanto a nivel
internacional como los hechos en Colombia en temas relacionados o denominados
como caracterización de los sistemas de producción agropecuaria o
agropecuarios.
En un primer caso se conoce del estudio realizado por el Programa de las
Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) en Argentina, mediante el
planteamiento de escenarios y cambios en el Sistema de Producción Agrícola con
respecto al cambio climático y su influencia de este en el cambio y periodo de
distintos cultivos mayoritarios en Argentina, tales como Avena, Cebada, Girasol,
Maíz, entre otros los cuales se distinguen por ser principales en la economía
agrícola del país. (F, Senesi.S, Dazian.M, & Contreras.D; F, Senesi.S, Dazian.M, &
Contreras.D).
Se cuenta también con la experiencia de una aplicación que facilito la generación
de un Atlas Informativo dispuesto en web, en el cual se puede ver los distintos
Sistemas de producción Agropecuarios de Argentina a través de información
cartográfica, el atlas también cuenta con datos estadísticos e históricos del país,
así como las zonificaciones y la identificación de los sistemas de producción
agropecuaria para las distintas ciudades. (Brescia & Rabaglio, 2010).
En Centro América se conoce de un trabajo de grado en el cual también se hace
una Caracterización de los Sistemas de Producción agropecuaria, a escala de
cuenca en la ciudad Lerma-Chapala, como producto de un estudio intensivo y
preventivo en cuanto al manejo integral de cuencas hidrográficas. (Cotler,
Fregoso, & Damián, 2006).
21
Los constantes estudios y experiencias han dejado enseñanzas enriquecidas de
conocimiento del país en cuanto a sistemas de producción agropecuarios se
refiere, en investigaciones y labores realizadas por CORPOICA en el ámbito
colombiano, en primer lugar se conoce de artículo técnico publicado por la entidad
anteriormente mencionada en el cual se realiza una zonificación, caracterización y
tipificación de los sistemas de producción de Lulo en el eje cafetero, mediante el
uso de Sistemas de Información Geográfica, como herramienta para la
representación de los lugares de los cultivos actuales y futuros de esta fruta. (Rios
G, G; Romero Carrascal, Mandius; Botero Ospina, Maria José;Otros, 2004) .En el
departamento de Caldas también se desarrolló una caracterización de los
Sistemas de producción Agropecuaria en la cual también se ponía de manifiesto la
necesidad de contrastar la información estadística, con la información espacial
mediante el uso de Sistemas de Información Geográfica (SIG) mediante el uso de
mapas con Georreferenciamiento e ilustraciones estadísticas con el fin de
representar de manera adecuada la cobertura del suelo así como el uso del suelo
destinada a la producción agropecuaria y sus distintos sistemas productivos
prioritarios como Mora, Lulo, tomate de árbol, Plátano, bovinos de trópico bajo y
Bovinos de trópico alto o de montaña cuyo caso de aplicación se realizó para el
Departamento de Caldas. ((Corporacion Colombiana de Investigacion
Agropecuaria, CORPOICA Regional 9,1999)).En Colombia también se ha
desarrollado otras caracterizaciones de los distintos sistemas de producción
agropecuarios cuyos casos de aplicación se han dado en municipios del
departamento del Meta, tal es el estudio en los municipios de Granada y Cumaral,
en el cual se hace uso de información estadística contrastada con información
cartográfica, información recolectada a través de encuestas y sondeos a
campesinos de la zona objeto de estudio para integrar elementos físicos, Bióticos
y socioeconómicos ,mediante el uso de Sistemas de Información Geográfica
(SIG),en este caso el software o herramienta usada para el caso fue ILWIS.
((Corporacion Colombiana de Investigacion Agropecuaria,CORPOICA Regional 8),
1997). También se conoce del caso de la caracterización de los sistemas de
22
producción agropecuaria también basada en el Uso de información estadística y
cartográfica mediante la integración de Sistemas de Información Geográfica en la
investigación y adecuación de espacios para realizar determinada labor agrícola o
pecuaria en los municipios de Ricaurte-Bosconia. (Universidad de Pamplona,
2012) .En el contexto de la universidad Distrital, específicamente en el proyecto de
Ingeniería Catastral se encontró el caso de una caracterización de los Sistemas de
Producción agropecuaria realizados para municipios del Norte de Boyacá
mediante el uso de un Sistema de Información Geográfica (SIG), basado en un
entorno Orientado a Objetos cuyo fin era orientar el Ordenamiento Territorial con
base en el uso de herramientas de análisis espacial usadas en el SIG, para
determinar zonas óptimas para desarrollar y explotar de manera adecuada
determinados Sistemas de Producción agropecuarios, este trabajo se realizó bajo
la modalidad de tesis de grado. (Manrique Gomez & Pajarito Grajales, 2005)
Con respecto a la implementación del modelo SWAT para distintos estudios se ha
encontrado bastante información referente a la utilización de este, como modelo
eficiente de administración y planificación del manejo adecuado del suelo y del
recurso agua .Como medida inicial es importante recalcar que el modelo SWAT
(Soil & Water Assessment Tool) (jaramillo, Nahuelhual, Oyarzún, & Aguayo,
Asuncion,2011)ha sido utilizado como modelo de análisis de cambio de análisis
cobertura usando gran cantidad de datos que son los insumos para revelar
grandes cambios de cobertura por incidencia de las cuencas hidrográficas o la
incidencia de estos cambios de cobertura en cuencas hidrográficas a mencionar
información cartográfica dentro de la cual se destacan uso y cobertura del suelo,
tipos de suelo, Modelos Digitales de Elevación (DEM’s) y red hídrica, por otro lado
se puede agrupar otra serie de datos relevantes para modelar y hacer uso de este
tipo de modelo tales como Información Edafológica e Hidro-climatica a saber
meteorología diaria y mensual y los caudales mensuales. (jaramillo, Nahuelhual,
Oyarzún, & Aguayo, Asuncion,2011).
23
De acuerdo a la consulta hecha acerca de la incidencia de este modelo en otros
estudios realizados en Colombia, así como también conocer las experiencias y
estudios basados en este modelo en otros lugares del mundo se han encontrado
simulaciones basadas en este modelo, se conoce del caso de la utilización del
modelo, que además posee una interfaz compatible con los software
ArcGIS(ESRI) y adicional posee una interfaz creada por GRASS, el primer caso
de utilización de este modelo titulado “Assessment of regional water
endowments, crop water productivity, and implications for intra-country
virtual water trade in Irán, en este se busca estudiar la incidencia del regadío de
la cuenca sobre los cultivos y la pertinencia de comerciar el recurso agua en Irán,
con base en el uso de información como los datos del suelo como la cobertura y el
uso que se les da a los mismos, información climatológica, modelos digitales de
Elevación (DEM’S), entre otros, obteniendo resultados acerca de volúmenes de
agua para distintos periodos de tiempo. (Faramarzi, 2010)
Por otro lado se conoce del caso de la aplicación de este modelo “que sirvió como
herramienta de apoyo a la gestión de la subcuenca del rio Ambato para determinar
cómo las prácticas agrícolas afectan en la generación de caudales y sedimentos“,
este estudio fue realizado como informe técnico en México, este modelo tuvo
como insumos datos reales los cuales generaron una mejor simulación e
implementación del mismo, así como también fue benéfico por la generación de
cartografía planteando escenarios de intervención con base en los insumos
suministrados, teniendo en cuenta que este modelo es de gran aplicabilidad para
territorios de gran interacción entre el agua y los suelos. (Proaño, Gavilanes,
Valenzuela, & Cisneros, 2006)
A Manera de Reporte o estudio ambiental se conoce de la aplicación de este
modelo en el estado de Missouri, el estudio se titula “Evaluating economic and
environmental benefits of Soil and Water conservation Measures applied in
Missouri”(FAPRI,2008), en este se utilizó una combinación de procedimientos y
métodos para determinar la importancia de la preservación y estimación de la
24
Calidad del agua ,el suelo de conservación y la contribución de este modelo en la
mejora de la economía agrícola rural. Por otro lado se conoce de la iniciativa de
evaluar la calidad del agua de cuencas mediante la utilización y evaluación de
datos históricos de precipitaciones y escorrentías ,así como el conteo de
sedimentos presentes en el agua, generados por la actividad agrícola en el uso de
pesticidas y químicos en los campos y suelos destinados para tales fines, el
estudio de evaluación fue realizado por el Colegio de agricultura, Alimentación y
recursos Naturales y por la entidad FAPRI, tal trabajo de investigación se tituló
como “Missouri Watershed Water Quality Initiative”(2006).
Otra experiencia en la utilización de este modelo a manera de investigación y
análisis multi temporal en Oklahoma es la titulada como “Identifying Hydrologic
Processes in Agricultural Watersheds Using Precipitation-Runoff Models”
(USGS,2009),esta investigación fue realizada con el fin de evaluar los cambios en
la cuenca hidrográfica generados por cambios en la escorrentía y precipitación
periódicos, pues este es un modelo que permite modelar y simular los cambios
mediante el ingreso de este tipo de variables mediante un pre-procesamiento de
esta información y luego la inclusión e interacción con otro tipo de información tal
como se indicaba anteriormente.
Otro caso pertinente de la aplicación de este modelo en los Sistemas de
Información Geográfica y la interacción con la interfaz de SWAT, es el asociado a
analizar de manera cualitativa y cuantitativa los impactos generados por los
cambios de uso del suelo sobre las características hídricas del Rio Joanes en
Brasil, con base en la información de sedimentos presentes en el agua. (Instituto
de Geo ciencias, Brasil, 2009).
En cuanto a la aplicación de este modelo las experiencias son diversas, así como
los objetivos y resultados alcanzados, pues su funcionalidad está fundamentada
en el manejo de los recursos hídricos y de suelo y su mutua interacción en la
producción y beneficio natural. Se conoce el caso de Estudio en la aplicación de
25
este modelo con el objetivo de obtener el mapa edafológico y cobertura ideal para
el manejo de la micro cuenca Santa Inés, Honduras obteniéndose escenarios de
intervención y de optimización de los suelos de la zona con base en los datos de
información climática e información de coberturas presentes y variarlas, con base
en unos resultados esperados. (Acosta Velasquez & Kucharsky Lezana, 2012)
Se revisó y analizo el estudio realizado en la Cuenca del Rio Guadalajara para
estimar la cantidad de caudales presentes en la misma, se trabajó bajo la
modalidad de trabajo de grado, este trabajo se realizó en Alianza Con la
Universidad del Valle, la Universidad Nacional de Colombia, el Centro
Internacional de Agricultura Tropical(CIAT) y CONDESAN, aunque se supondría
que por estar ligado a más centros académicos de Colombia y el lugar objeto de
estudio seria en Colombia, se realizó y se aplicó este modelo en Guadalajara,
obteniendo como resultado el modelo y simulación de la sedimentación de la
cuenca en mención además de la generación de escenarios apropiados para los
distintos cultivos de la zona, Por otra parte el documento también plantea la
posibilidad de modificar y plantear un nuevo modelo con base en la cantidad de
datos de entrada y calidad de los mismos, con el fin de obtener mejores resultados
a pesar de ser un modelo tan robusto el cual requiere una gran cantidad de
información. (Carabalí M & Estrada)
En cuanto a utilización e implementación de este modelo en el ámbito académico
en la Universidad Distrital “Francisco José de Caldas” y específicamente en el
proyecto curricular de Ingeniería catastral y geodesia, se desconoce o se presume
no haber sido usado este modelo para fines de ordenamiento Territorial y por ende
la realización de caracterizaciones hechas por este, a nivel del proyecto.
26
2 MARCO TEORICO
2.1 Ordenamiento Territorial
El ordenamiento Territorial se concibe, en el ámbito internacional, según Ángel
Massins Cabeza como una expresión espacial del desarrollo de la sociedad y
como estrategia de planificación territorial o espacial. En tal sentido, el
Ordenamiento Territorial constituye un proceso que involucra un conjunto
coherente de políticas, líneas de acción, medios instrumentales y proyectos que
buscan actuar sobre la organización espacial para configurar, en el largo plazo,
una estructura del territorio que integre de manera armoniosa y gradual los
componentes de población, recursos naturales e infraestructura dentro del
contexto del desarrollo humano sostenible y el equilibrio entre los procesos de
desarrollo endógeno y exógeno.
En su aplicación, el OT utiliza instrumentos sectoriales y espaciales cuyo
predominio, varía en función de la escala sobre la que se trabaja. Dentro de tales
instrumentos se destacan dos: La planificación de la ocupación del territorio
(sectorial y la planificación del uso de la tierra (espacial) concebidos, normalmente,
en términos de complementariedad.
En términos generales y en estricto sentido a la ley que establece los lineamientos
para el ordenamiento del Territorio en Colombia, es decir la Ley 388 de 1997, el
Ordenamiento Territorial se define como el Ordenamiento del territorio municipal
y distrital que comprende un conjunto de acciones político- administrativas y de
planificación física concertadas, emprendidas por los municipios o distritos y áreas
metropolitanas, en ejercicio de la función pública que les compete dentro de los
límites fijados por la constitución y las leyes, en orden a disponer de instrumentos
eficientes para orientar el desarrollo del territorio bajo su jurisdicción y regular la
utilización, transformación y ocupación del espacio, de acuerdo con las estrategias
27
de desarrollo socioeconómico y en armonía con el medio ambiente y las
tradiciones históricas y culturales. (EL CONGRESO DE COLOMBIA, 1997)
Aspectos Fundamentales en el Ordenamiento Territorial y Manejo de 2.1.1
Cuencas.
Dentro del marco normativo y principios sobre los cuales está fundamentado el
Ordenamiento Territorial, es en la participación democrática y el cual establece la
igualdad de los ciudadanos en la planificación y concertación entre los intereses
sociales, económicos y urbanísticos, concernientes a cualquier territorio o
jurisdicción de Colombia. (IGAC-Proyecto Checua, 2000)
El Ordenamiento Territorial ya sea a nivel municipal o local tiene por objeto
complementar y retroalimentar la planificación económica y social con la
dimensión territorial, racionalizar las intervenciones sobre el territorio y dirigir hacia
su correcto desarrollo y aprovechamiento de manera sostenible, mediante la
definición de las estrategias territoriales de uso, ocupación y manejo adecuado del
suelo, en función de los objetivos económicos, sociales, urbanísticos y
ambientales. Así mismo, plantea diseñar y adoptar mecanismos e instrumentos de
gestión y administración para zonas o territorios específicos del medio ambiente,
tales como bosques, paramos, Cuencas, entre otros que requieren de estos para
ser preservados de acuerdo a los lineamientos de sostenibilidad y sustentabilidad,
que desde luego no deben ir en contravía o afecten la estructura del territorio
municipal o distrital. (IGAC-Proyecto Checua, 2000)
A su vez a la nación le compete como parámetro o política de ordenamiento del
territorio en los asuntos de interés nacional: delimitar y proteger las áreas de
parques nacionales y áreas protegidas; realizar la localización de grandes
proyectos de infraestructura, que por su extensión puedan comprometer su
entorno eco sistémico; así como el planteamiento general de uso de la tierra de
acuerdo con su capacidad productiva en conformidad con lo que disponga la Ley
del Medio Ambiente. (IGAC-Proyecto Checua, 2000)
28
Es importante señalar la relevancia del componente rural en el marco normativo
de la ley 388 de 1997, además de otras leyes como la ley 99 de 1993 que
fundamentan el Ordenamiento Territorial desde el punto de vista ambiental, pues
permiten identificar distintas situaciones o problemas en el área rural y generar e
implementar instrumentos que permitan garantizar una correcta utilización del
suelo entre los asentamientos rurales y la cabecera municipal, este componente
debe considerar como mínimo unos ítems o puntos a tener en cuenta:
1. Las políticas de mediano y corto plazo sobre ocupación del suelo en
relación con los asentamientos humanos localizados en esta área.
2. El señalamiento de las condiciones de protección, conservación y
mejoramiento de las zonas de producción agropecuaria, forestal o minera.
3. La delimitación de áreas de conservación y protección de los recursos
naturales, paisajísticos, geográficos y ambientales, incluyendo las áreas de
amenaza y riesgos o que formen parte de los sistemas de producción de los
servicios públicos domiciliarios o de disposición final de desechos sólidos o
líquidos.
4. La localización y dimensionamiento de las zonas determinadas como
suburbanas, con precisión de las intensidades máximas de ocupación y
usos admitidos, las cuales deberán adoptarse teniendo en cuenta su
carácter en baja intensidad, de acuerdo con las posibilidades de suministro
de servicios de servicios de agua potable y saneamiento, en armonía con
las normas de conservación y protección de recursos naturales y medio
ambiente.
5. La identificación de los centros poblados rurales y la adopción de las
previsiones necesarias para orientar la ocupación de los suelos y la
adecuada dotación de infraestructura de servicios básicos y de
equipamiento social.
6. La expedición de normas para la parcelación de predios rurales destinados
a vivienda campestre, las cuales deberán tenerse en cuenta la legislación
agraria y ambiental.
29
De manera adicional la ley, se complementa con otras, que son indispensables en
el manejo del suelo y que pretenden dirigir el manejo adecuado del recurso tierra.
Del mismo modo la ley 388 de 1997 hace énfasis en la clasificación del suelo
mediante una breve descripción de los distintos usos que le pueden dar al mismo.
En la clasificación de la ley se pueden distinguir cinco clases de suelos que
pueden subcategorizarse, de conformidad con los criterios generales que se
establecen en la ley y en otros decretos reglamentarios. La clasificación que se
propone en la ley esta descrita a continuación:
I. SUELO URBANO. Constituye en el suelo urbano, las áreas del territorio
distrital o municipal destinadas a usos urbanos por el plan de
Ordenamiento, que cuenten con infraestructura vial y redes primarias de
energía, acueducto y alcantarillado, posibilitándose su urbanización y
edificación, según sea el caso.
II. SUELO DE EXPANSION URBANA. Está constituido por la porción del
territorio municipal destinada a la expansión urbana, que se habilitará para
el uso urbano durante la vigencia del Plan de Ordenamiento, con base en
los programas de ejecución. La determinación de este suelo está sujeta a
las previsiones de crecimiento de la ciudad y a la posibilidad de dotación de
infraestructura vial, de transporte, de servicios públicos domiciliarios, áreas
libres y zonas de expansión y entretenimiento, que permitan el
equipamiento colectivo de interés público o social.
III. SUELO RURAL. Esta categoría está constituida por los terrenos no aptos
para el uso urbano, por razones de oportunidad, o por su destinación a
usos agrícolas, ganaderos, forestales, de explotación de recursos naturales
y actividades análogas.
IV. SUELO SUBURBANO. En esta categoría se encuentran las áreas
ubicadas dentro del suelo rural, en las que se mezclan los usos del suelo y
las formas de vida del campo y la ciudad, diferentes a las clasificadas como
áreas de expansión urbana, que pueden ser objeto de desarrollo con
30
restricciones de uso, de intensidad y de densidad, garantizando el
autoabastecimiento en servicios públicos domiciliarios, de conformidad con
lo establecido en la ley 99 de 19932 y en la ley 142 de 19943. En esta
categoría podrán hacer parte los suelos correspondientes a los suelos de
los distintos corredores interregionales.
V. SUELO DE PROTECCION. Constituido por las zonas y áreas de terrenos
localizados dentro de cualquiera de las anteriores clases, que por sus
características geográficas, paisajísticas o ambientales, o por formar parte
de las zonas de utilidad pública para la ubicación de infraestructuras para la
provisión de servicios públicos domiciliarios o de las áreas de zonas de
amenazas y riesgo no mitigable.
De igual modo y siguiendo los parámetros de clasificación del suelo que establece
la ley 388 de 1997, las corporaciones regionales de Ambiente, como instituciones
gubernamentales a través de sus competencias proponen los POMCA (Plan de
Manejo y Ordenamiento de una cuenca),que básicamente buscan planificar el uso
y manejo adecuado de los recursos naturales renovables a nivel de cuenca,
procurando el aprovechamiento económico de los mismos de manera tal que se
evite alterar la estructura físico-biótico del entorno ambiental.
Plan de Ordenamiento y Manejo de Cuencas (POMCA) 2.1.2
Los POMCA son instrumentos de planificación que propician espacios de
encuentro entre instituciones que comparten responsabilidades en el
ordenamiento del territorio, actores con diversos intereses y planes e instrumentos
con alcances y propósitos particulares, que se han generado en otros contextos
normativos, pero que necesariamente aportan al objetivo final de ordenamiento
ambiental y consciente del territorio (Ministerio de Ambiente, 2014). En este
sentido, el POMCA fomenta:
2 Ley General Ambiental de Colombia, Diciembre 22 de 1993
3 Ley de servicios públicos Domiciliarios, Julio 11 de 1994
31
La vinculación de actores sociales en el proceso de ordenamiento.
El fortalecimiento y articulación institucional
La articulación de instrumentos de regulación para construir escenarios de
intervención y transformación efectiva de la realidad que se pretende
cambiar.
La materialización de proyectos y programas soportados en escenarios de
viabilidad económica y social.
Cabe resaltar, que las entidades territoriales tienen a su cargo la elaboración,
aprobación y fiscalización de instrumentos relacionados con el ordenamiento
territorial, la delimitación de áreas de expansión urbana y regional, el uso del suelo
y otras decisiones que en su conjunto conllevan una alteración del ciclo hidrológico
dentro de una cuenca y por lo tanto, es necesaria la coordinación y articulación
entre los entes territoriales, las autoridades ambientales y los usuarios del recurso
para la adecuada planificación de su ordenamiento. (Ministerio de Ambiente, 2014)
Marco jurídico de las cuencas hidrográficas y la Importancia de las 2.1.3
cuencas a distintas escalas.
La base o punto de partida para establecer el marco legislativo y política ambiental
de la Subcuenca rio Teusacá, en un Plan de Ordenamiento territorial es importante
destacar o conocer los instrumentos jurídicos que están enfocados a la política
ambiental, de manera tal que se puedan tener en cuenta como principios
orientadores en el ordenamiento de la cuenca y que estén direccionados en el
mismo sentido de los principios constitucionales de estado social de derecho,
descentralización, prevalencia del interés general sobre el particular, participación
ciudadana y dignidad humana y los valores de solidaridad, trabajo y pluralismo.
Estos principios serán los que orienten desde la base constitucional, el
ordenamiento de la subcuenca, en tanto la ordenación debe estar dirigida a
32
garantizar los derechos fundamentales, sociales, económicos y culturales y los
colectivos y del ambiente consagrados a favor de los habitantes del territorio
colombiano en particular y de los de la cuenca del rio Bogotá en Particular.
Figura 1.Marco Jurídico Subcuenca Rio Teusacá
Fuente: (Elaboración Propia)
2.1.3.1 AMBITO INTERNACIONAL
Debido a que la problemática del agua hace parte de una necesidad mundial;
a lo largo de los años la humanidad ha centrado su atención en la creación
de nuevas estrategias que permitan la planificación del recurso hídrico
garantizando el abastecimiento del mismo para las futuras generaciones. De
esta manera durante la Conferencia Internacional sobre el Agua y el Medio
Ambiente celebrada en Dublín, en enero de 1992, resumieron así los
principales aspectos y propósitos para la gestión del agua a nivel mundial: el
33
agua dulce es un recurso finito y vulnerable, esencial para sostener la vida, el
desarrollo y el medio ambiente; el aprovechamiento y la gestión del agua
deben inspirarse en un planteamiento basado en la participación de los
usuarios, los planificadores y los responsables de las decisiones a todos los
niveles; la mujer desempeña un papel fundamental en el suministro, la
gestión y la protección del agua; y el agua tiene un valor económico en todos
los diversos usos a los que se destina y debería reconocérsele como un bien
económico.
Según la Organización de las Naciones Unidas para la agricultura y la
alimentación FAO (aquastat, 2003), Colombia es un país privilegiado en el
contexto internacional en cuanto a disponibilidad de agua; ya que ocupa el
SEPTIMO LUGAR en cuanto a disponibilidad de recursos hídricos a nivel
mundial, después de Brasil, Indonesia, Rusia, India, Canadá y China; esto
gracias a las características orográficas, biofísicas y climáticas de algunas
regiones de nuestro país que aún se encuentran en un buen estado de
conservación.
Manteniendo la armonía entre lo establecido en las diversas reuniones
mundiales, y con miras al desarrollo económico sostenible, resulta
fundamental equilibrar la oferta y la demanda del recurso hídrico en el
territorio Colombiano. Teniendo en cuenta que se considera el aspecto
internacional de la cuenca y que este aspecto está muy ligado a los objetivos
del nuevo Milenio es importante recordar cuales son los objetivos del nuevo
milenio y estos se pueden ver en la Figura 2.
34
Figura 2. Objetivos del Nuevo Milenio
Fuente: (Programa de Naciones Unidas para el Desarrollo en Colombia, PNUD, 2015)
2.1.3.2 AMBITO NACIONAL
La problemática del recurso hídrico en Colombia es consecuencia del modelo
de desarrollo que no involucra la integridad del entorno ambiental. La cuenca
del Río Bogotá constituye una región de planeamiento junto con otras muy
caracterizadas, entre ellas, la isla de Calamarí, la cuenca del río Sinú, la isla
de Mompós o Margarita, el valle del río Cauca, la cuenca del río Patía.
(Corporacion Autonoma Regional de Cundinamarca, 2006)
El río Bogotá es uno de los ríos más importantes de Colombia a pesar de no
ser un río navegable ni especialmente caudaloso. La recuperación del Río
Bogotá es un tema esencial para la Nación y debe ser prioritario dentro del
Plan Nacional de Desarrollo. El Ordenamiento Territorial es una política de
35
Estado e instrumento de planificación de naturaleza técnica, política y
administrativa; orientada a propiciar la organización de las regiones, teniendo
en cuenta las políticas sociales, económicas, ambientales y culturales de la
sociedad. (Corporacion Autonoma Regional de Cundinamarca, 2006)
La estrategia de desarrollo territorial sostenible está enmarcada bajo la
construcción de una visión Regional que integra los Planes de Gestión
Nacional Ambiental, los POT`s y los procesos de planificación del desarrollo
social y económico regional. Lo anterior fundamenta los pactos sociales para
el desarrollo sostenible, que a su vez son la base para el CONPES de
Acuerdos REGIÓN – NACIÓN.
Las autoridades ambientales colombianas están agrupadas en el Sistema
Nacional Ambiental (SINA); el Ministerio del Medio Ambiente ejerce como
ente rector del sistema y las Corporaciones Autónomas Regionales y de
desarrollo sostenible son las ejecutoras de la política ambiental a escala
regional. El proceso de planificación ambiental es coordinado por el SINA a
través de los Planes de gestión ambiental regional, los Planes de
ordenamiento territorial (POT) de los municipios y los Planes de Acción
Trianual que enmarcan la gestión de las Corporaciones Autónomas
Regionales para periodos de tres años.
Dado que la Planificación Territorial está sustentada sobre las leyes que se
han instaurado para tales fines, es relevante destacarlas teniendo en cuenta
su área de acción y su vigencia en términos de actualización.
36
Figura 3. Organigrama de Gestión ambiental
Fuente: (Corporacion Autonoma Regional de Cundinamarca, 2006)
Se tiene conocimiento acerca de las políticas propuestas durante el periodo
presidencial 2006 -2010, que incentivan o promueven el buen uso de los recursos
naturales, en especial el uso del agua y su acceso para los sectores menos
favorecidos. Adicionalmente, se proponen en el Plan de Desarrollo las metas al
año 2019, dichas metas tienen como misión que el 100% de las cuencas, paramos
y ecosistemas acuáticos que se encuentren en poblaciones con un número
aproximado o igual a 50000 habitantes tengan implementado un plan de
protección y manejo de tales recursos naturales. (Corporacion Autonoma Regional
de Cundinamarca, 2006).
37
Tabla 1. Metas propuestas en recursos hídricos “Visión II Centenario 2019”
Meta Situación Actual Situación 2010 Situación 2019
Meta 5. Reducir la vulnerabilidad de la oferta hídrica y garantizar la oferta de agua para todas las poblaciones del país
Diseñar y ejecutar planes de manejo y ordenamiento de cuencas, paramos y ecosistemas acuáticos que abastecen a poblaciones de más de 50000 habitantes.
5% de esas cuencas tienen planes de ordenamiento en implementación.
Las cuencas que abastecen al 50% de esas poblaciones tienen planes en implementación.
Las cuencas que abastecen al 100% de esas poblaciones tienen planes en implementación.
Diseñar y ejecutar planes de contingencia para acueductos en todos los municipios.
500 municipios con probable con escasez de agua en 2025 y otras amenazas.
346 municipios cuentan con planes de contingencia.
La totalidad de los municipios cuentan con planes de contingencia.
Meta 6. Promover el uso racional y eficiente del agua en los distintos sectores productivos, en los ámbitos rurales y urbanos que lo demandan.
Ajustar los instrumentos económicos para que efectivamente permitan el uso eficiente del recurso.
Los incentivos para el uso eficiente del agua no están funcionando adecuadamente.
Se cuenta con la regulación. Se realiza seguimiento permanente.
Proceso continuo de evaluación y ajuste de la regulación.
Meta 7. Lograr que el 50% de los vertimientos cumplan las regulaciones y estándares.
Realizar el Control y Seguimiento de los Vertimientos y de las acciones de prevención y control de los regulados
Entre 10% y 20% de los vertimientos cumplen los estándares.
30% de los vertimientos cumplen los estándares
50% de los vertimientos cumplen los estándares.
Fuente: (IDEAM, 2013)
Actualmente se encuentra en vigencia la ley que regula y establece que se debe
planificar y administrar el recurso hídrico, además de que en los planes de
ordenamiento territorial en cualquier nivel de jerarquía ya sea a nivel
departamental, municipal o distrital deben ajustarse con base a esta ley.
(Corporacion Autonoma Regional de Cundinamarca, 2006).
38
2.1.3.3 AMBITO REGIONAL
A nivel regional las autoridades ambientales, encargadas de regular los recursos
naturales, plantean los Planes de Gestión Ambiental Regional (PGAR) y los
Planes de Acción Trianual, con el fin de planificar la gestión ambiental
estratégicamente en cada jurisdicción. Con estos planes y el ordenamiento de las
cuencas hidrográficas se orienta e integrar la gestión del medio natural
garantizando la ejecución de las diversas acciones establecidas en el Plan
Nacional de Desarrollo.
Las Corporaciones Autónomas Regionales remiten las directrices, normas y
reglamentos, para que los municipios y distritos las tengan en cuenta en la
elaboración y adopción de los planes de ordenamiento territorial en:
1. Los aspectos relacionados con el ordenamiento espacial del territorio.
2. En cuanto a la reserva, alinderamiento, administración o sustracción de los
distritos de manejo integrado, los distritos de conservación de suelos, las reservas
forestales y parques naturales de carácter regional, el manejo de cuencas
hidrográficas y la conservación de áreas de especial importancia ecosistémica.
3. Sobre prevención de amenazas y riesgos naturales, el señalamiento y
localización de las áreas de riesgo para asentamientos humanos, así como las
estrategias de manejo de zonas expuestas a amenazas y riesgos naturales.
39
Figura 4. Esquema del Ámbito Regional
Fuente: (Corporacion Autonoma Regional de Cundinamarca, 2006)
2.1.3.4 AMBITO DEPARTAMENTAL
A nivel Departamental se tienen los Planes de Desarrollo Departamental, los
Planes de Ordenamiento Territorial Departamental y las acciones
encaminadas a proyectos de tipo ambiental departamental, que están
orientados bajo las prioridades nacionales y las acciones ambientales
establecidas en los diferentes planes de ordenamiento de las cuencas
hidrográficas.
El departamento de Cundinamarca en donde se localiza la cuenca del Río
Bogotá con sus 18 subcuencas, se ha desarrollado bajo la carencia de
integridad y visión regional, con insuficiente análisis en la aplicación de
instrumentos de planificación y ordenamiento e inadecuada utilización de la
40
información y de los recursos existentes del territorio, lo que genera
desequilibrios funcionales, habitacionales y el inadecuado uso de los
recursos naturales por las acciones antrópicas y la desproporción de la
demanda humana de bienes y servicios ambientales con respecto a la
capacidad de los ecosistemas para autorregularse.
Se estima que los ecosistemas presentes en el territorio de Cundinamarca
aún tienen las posibilidades de cumplir con sus funciones y capacidad de
servicio, sin embargo, su deterioro viene incrementándose y se hace
prioritario que los acuerdos definan lineamientos y acciones precisas para
detener el daño de los ecosistemas regionales. Se considera que el
Departamento de Cundinamarca está, potencialmente, en condiciones de
surtir las elevadas necesidades de Bogotá, incluyendo las de agua, como
para mantener la oferta sin un manejo cuidadoso que garantice la
sostenibilidad.
La Gobernación para una adecuada gestión del recursos hídrico debe
concentrar sus esfuerzos en la búsqueda de la apropiación de los recursos
por parte de la comunidad reconociendo en el agua un elemento decisivo
para brindar calidad de vida; por lo que es importante la participación activa
en los procesos de valoración integral que permitan cambiar el paradigma de
que el recurso es abundante e inagotable.
2.1.3.5 AMBITO LOCAL
A nivel municipal se formulan y ejecutan bajo la orientación de lo estipulado en el
Plan Nacional de Desarrollo para cada una de las regiones y cuencas
hidrográficas, los Planes de Desarrollo Municipal, los Planes de Ordenamiento
Territorial (POT) y las acciones ambientales municipales.
Se tiene conocimiento de algunos casos típicos de enfoque de los POT para los
municipios con mayor influencia sobre la subcuenca del Rio Teusacá y que hacen
parte del área de estudio, mediante una breve descripción para cada uno de ellos.
41
El Plan de Ordenamiento Territorial del municipio de La Calera tiene como objeto
Promover el desarrollo sostenible; para lo cual se plantea fomentar actividades
agrícolas y pecuarias intensivas para mejorar las condiciones de empleo en la
zona y en especial aprovechar el potencial agropecuario del valle del río Teusacá.
El plan de protección y recuperación del sistema hídrico urbano está encaminado
a la ronda hidráulica del Río Teusacá impidiendo su urbanización y realizando
actividades de revegetalización con especies nativas. De igual manera, el
programa de desarrollo agropecuario fomentará la construcción de un sistema de
riego tecnificado para la ladera del valle del río Teusacá con el fin de aumentar la
dotación de agua para riego.
El municipio de Sopo en su Plan Básico de Ordenamiento Territorial promoverá la
construcción del sistema de riego del valle del río Teusacá para fomentar el
desarrollo del sector agropecuario en la economía de la región, se adelantarán las
gestiones para asegurar el caudal continuo del Río Teusacá en la Estación la
Cabaña; proponiendo la realización de un plan de manejo especial que contemple
la distribución de usos, el desarrollo de actividades económicas y de
infraestructura para el valle que conforma este río. El Esquema de Ordenamiento
Territorial del Municipio de Guasca contempla diferentes estrategias encaminadas
bajo los lineamientos de la política Departamental y Nacional; entre estas se
incluye el ordenamiento territorial que debe garantizar la calidad de vida de los
habitantes del municipio; la prevención, conservación y recuperación de la base
natural municipal priorizando la protección y gestión de las cuencas y la estrategia
de uso sostenible de los recursos naturales y del medio ambiente. (Corporacion
Autonoma Regional de Cundinamarca, 2006)
Bogotá Distrito Capital reconoce en su Plan de Ordenamiento Territorial la
necesidad de conservar y recuperar las zonas de valor ambiental para aseguran el
recurso hídrico e intervenir en la descontaminación del Río Bogotá mediante el
tratamiento de sus afluentes. Se contempla fortalecer la Estructura Ecológica
Principal del Distrito para que por medio de sus dinámicas ambientales sostenibles
42
se preserve y se proteja la cuenca y el valle del Río Bogotá. Así mismo, tiene
como objetivo ambiental integrar los ecosistemas que constituyen un conjunto de
corredores ecológicos articulándose en el contexto regional con el eje central del
Río Bogotá. Con el fin de contribuir a la formación de una red de elementos
naturales que contribuya con los procesos ecológicos; se plantea restaurar y
preservar el sistema hídrico con énfasis en el mejoramiento de las condiciones de
los afluentes del río Bogotá. De esta manera se establece como objetivo regional
incorporar un enfoque integral sobre el sistema hídrico del Río Bogotá, orientado a
su adecuado manejo y protección, reconociendo su importancia como elemento
básico de la estructura ecológica regional. (Corporacion Autonoma Regional de
Cundinamarca, 2006)
2.2 Producción Agropecuaria
El concepto agropecuario es un término que se usa como adjetivo calificativo para
designar a un tipo de actividad económica que se basa en la producción
principalmente de alimentos a partir del cultivo y de la ganadería. Las actividades
agropecuarias son entendidas como las actividades primarias o más básicas que
el ser humano tiene para poder sobrevivir ya que ambas tienen como objetivo
principal el generar alimento ya sean cultivos, cereales o vegetales o carne y los
derivados de los animales. El resto de las actividades son secundarias (la
industria) o terciarias (servicios). Sin embargo, es la actividad agropecuaria la que
existe junto al hombre hace más tiempo. (Barrera Diaz, 2003)
La agricultura es la labranza o cultivo de la tierra e incluye todos aquellos
trabajaos relacionados con el tratamiento del suelo y la plantación de vegetales.
En buena medida las tareas de tipo agrícolas están destinadas a la producción de
alimentos y la obtención de verduras, frutas, cereales, hortalizas, entre otros. Por
su lado, la ganadería, así como la agricultura, es una actividad de tipo económico
muy pero muy antigua que consiste en la crianza de animales para su posterior
aprovechamiento. De acuerdo a la especie ganadera que se trabaje se obtendrán
43
diferentes productos derivados: carne, leche, huevos, cuero, lana, miel, entre
otros. (Barrera Diaz, 2003)
Ambas actividades, agricultura y ganadería, se encuentran estrechamente
vinculadas y se nutren la una a la otra. El ganado por su parte le aporta el
estiércol, que es empleado como abono para los pastos y cultivos y estos a su vez
sirven para alimentar a los animales.4
Con base a las anteriores conceptualizaciones, se puede definir como Sistema de
Producción agropecuario como la “forma en que el productor organiza la utilización
de sus recursos en función de sus objetivos y necesidades, condicionado por
factores externos de carácter socioeconómico y ecológico”.5
2.3 Sistemas de Producción Agropecuaria
Los sistemas de producción agropecuarios se definen como el conjunto de
insumos, técnicas, mano de obra, tenencia de la tierra y organización de la
población para producir uno o más productos agrícolas y pecuarios.6
Se puede decir entonces que un Sistema de producción agropecuaria es “el
conglomerado de sistemas de fincas individuales, que en su conjunto presentan
una base de recursos, patrones empresariales, sistemas de subsistencia y
limitaciones familiares similares, y para los cuales serían apropiadas estrategias
de desarrollo e intervenciones también similares. Dependiendo del alcance del
análisis, un sistema de producción agropecuaria puede englobar, ya sea unas
cuantas docenas o millones de hogares agropecuarios”.7
4 Definición de Agropecuaria. http://www.definicionabc.com/general/agropecuaria.php
5 . Tomado de Cap 4- EL ENFOQUE DE SISTEMAS DE PRODUCCION AGROPECUARIOS SISTEMAS AGRARIOS
REGIONALESFuente especificada no válida. 6 Definición de SISTEMAS DE PRODUCCION AGROPECUARIA,Fuente especificada no válida.
7 Definición dada en documento denominado como Sistemas de Producción Agropecuaria y Pobreza “COMO
MEJORAR LOS MEDIOS DE SUBSIETNCIA DE LOS PEQUEÑOS AGRICULTORES EN UN MUNDO CAMBIANTE”, (FAO (Organizacion de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentacion), 2001)
44
2.4 Sistemas de Información Geográfica (SIG)
Con base a los documentos consultados varía de acuerdo a la concepción del
autor y está sujeto al conjunto de elementos que componen un SIG, aunque en la
actualidad se ha tratado los autores han tratado de darle un significado más
global. Una última acepción muy común es la que engloba al programa, desde un
SIG hasta un visualizador en un portal web, y a la información geográfica, mapas y
bases de datos. En este sentido es habitual hablar de SIT o Sistema de
Información Territorial. La página web que da acceso a información geográfica se
denomina geo portal. (Mancebo Quintana, Ortega Perez, & Valentin Criado, 2008)
Otro término importante es el de “infraestructura de datos espaciales” o IDE. Las
IDE estan reguladas a nivel europeo bajo la directiva 2007/2/CE, por la que se
establece una infraestructura de información espacial en la Comunidad Europea
(Inspire). En esta directiva se define IDE como “metadatos, conjuntos de datos
espaciales y los servicios de datos espaciales; los servicios y tecnologías de red;
los acuerdos sobre puesta en común, acceso y utilización; y los mecanismos,
procesos y procedimientos de coordinación y seguimiento establecidos,
gestionados o puestos a disposición de conformidad con lo dispuesto en la
presente Directiva” (Mancebo Quintana, Ortega Perez, & Valentin Criado, 2008).
El SIG funciona como una base de datos con información geográfica, que se
encuentra asociada por un identificador común a los objetos gráficos de un mapa
digital. De esta forma, señalando un objeto se pueden conocer sus atributos y de
manera inversa, preguntando por un registro de la base de datos se puede
conocer su localización en una carta geográfica.
Dentro de las principales cuestiones a resolver en un Sistema de Información
Geográfica, en orden de complejidades, de menor a mayor, se tienen:
45
a. Localización: preguntar por las características de un lugar concreto
b. Condición: El cumplimiento o no de unas condiciones impuestas al sistema
c. Tendencia: Comparación entre situaciones temporales o espaciales
distintas de alguna característica.
d. Rutas: Calculo de rutas óptimas entre dos o más puntos.
e. Pautas: Detección de pautas espaciales
f. Modelos: Generación de modelos a partir de fenómenos o actuaciones
simuladas.
Los SIG pueden ser de dos tipos principales, según los métodos o modelos
utilizados para representar la realidad geográfica. Es decir, como los aspectos del
medio o territorio (vegetación, geología, edafología, temperatura, precipitación,
altitud, carreteras, ciudades, ríos, divisiones administrativas, etc.) quedan
representados gráficamente. Según la forma en que estas capas o información
estén representadas se puede distinguir en información digital en la actualidad en
el uso de los SIG.
En aspectos generales, las aplicaciones de los SIG, son diversas, así como sus
campos de acción y sus posibles soluciones en las distintas áreas de acción y del
conocimiento.
46
2.5 Modelos hidrológicos
Un modelo hidrológico tiene como objetivo la representación de los procesos que
conforman el ciclo hidrológico y la interrelación entre las variables que influyen en
el mismo. Estos modelos se pueden dividir en determinísticos o probabilístico.
(INSTITUTO FLUMEN LA UNIVERSIDAD POLITECNICA DE CATALUÑA, 2014)
Un modelo determinístico estimará la respuesta hidrológica a unos
datos de entrada mediante una representación matemática abstracta o
una ecuación basada físicamente, dando como resultados un valor
numérico concreto.
Un modelo probabilístico, tanto estadístico como estocástico, sigue las
leyes de la probabilidad, dando como resultado una función de
distribución de ocurrencia de cada uno de los intervalos que conforman
una variable discreta.
Clasificación de los modelos hidrológicos 2.5.1
Los modelos hidrológicos se pueden clasificar desde tres puntos de vista. La
primera se fundamenta en el tipo de representación espacial del modelo; la
segunda en la forma de representar los procesos hidrológicos que ocurren en la
cuenca y la última en la extensión temporal en la que se puede aplicar el modelo.
(INSTITUTO FLUMEN LA UNIVERSIDAD POLITECNICA DE CATALUÑA, 2014)
a. La primera clasificación se subdivide en:
Modelos agregados: son aquellos que consideran una distribución
espacial uniforme de lluvia en la cuenca, utilizando como variable la
precipitación media, y supone que los parámetros de los diferentes sub-
modelos, que simulan los diferentes procesos hidrológicos, son globales
para toda la cuenca y permanecen a lo largo de un episodio.
Modelos semidistribuidos: Son aquellos que permiten una cierta
variabilidad de la lluvia y de los parámetros de los submodelos que lo
componen, mediante la división de la cuenca en multitud de pequeñas
subcuentas con lluvia y parámetros constantes en cada uno de ellos.
Modelos distribuidos: Son aquellos que permiten la variabilidad espacial
de la lluvia y de los parámetros, mediante la división de la cuenca en
celdas, en las que se simulan los diferentes procesos hidrológicos.
47
b. En función del tipo de representación de los procesos hidrológicos que
ocurren en la cuenca se pueden clasificar en tres grupos (INSTITUTO
FLUMEN LA UNIVERSIDAD POLITECNICA DE CATALUÑA, 2014):
Modelos métricos: Son aquellos que tienen una gran dependencia
respecto de los datos observados, realizando una búsqueda sobre los
mismos para caracterizar la respuesta del sistema, mediante un método
de extracción de la información a partir de los datos existentes. Estos
modelos se construyen con una consideración pequeña o nula de los
procesos físicos que ocurren en el sistema hidrológico. Los modelos
métricos utilizan la representación más simple del comportamiento de
una cuenca hidrológico, ya que la relación entre la lluvia y el
escurrimiento resultan a partir de las condiciones iniciales de la cuenca
pueden ser simuladas mediante una variable de pérdida volumétrica,
que engloba los procesos de pérdida por evaporación, almacenamiento
de humedad en el suelo y recargar de aguas subterráneas, y una
función de distribución temporal, que simula los diferentes modos
dinámicos de respuesta. La gran ventaja de estos modelos es que
requieren una cantidad mínima de datos, pero tiene un rango de
aplicación limitado por la variabilidad de los datos observados y no son
capaces de tomar en cuenta los cambios producidos en la cuenca, por
ejemplo la expansión urbana sin realizar modificaciones en el modelo.
Modelos conceptuales: Son aquellos que representan los procesos
hidrológicos más importantes mediante una base de conocimiento inicial
en forma de representación conceptual de los mismos. El inicio de estos
modelos se produce con el avance de los equipos de cómputo, que
permitió la representación integrada de la fase terrestre del ciclo
hidrológico para generar secuencias continuas del flujo, sin embargo,
aún se necesita una etapa de calibración. La principal desventaja de
estos modelos es la existencia de diferentes valores de los parámetros
del modelo con los que se obtienen similares medidas de ajuste. Por
48
tanto, si los valores de los parámetros no pueden ser definidos de
manera única, los parámetros no pueden asociarse directamente a las
características de la cuenca, y por tanto, el modelo no puede aplicarse a
nuevas cuencas sin observaciones, e incluso a la misma cuenca
después de haberse producido cambios en la misma.
Modelos físicamente basados: Estos modelos utilizan los
conocimientos más recientes del comportamiento físico de los procesos
hidrológicos realizando la simulación del comportamiento hidrológico de
una cuenca mediante la utilización de la ecuación de continuidad,
resolviendo las ecuaciones diferenciales de forma numérica. Estos
modelos permiten la descripción de los fenómenos en cada una de las
celdas del sistema, tanto desde el punto de vista de los parámetros
como de la resolución de los sistemas de ecuaciones diferenciales, por
tanto el sistema físico se representa por mediante un sistema de
ecuaciones diferenciales que expresan la masa, el momentum y el
balance de energía. La gran ventaja de los modelos físicamente
basados, estriba en utilizar parámetros que en principio pueden ser
medidos directamente en el campo y tienen un sentido físico directo, por
tanto, si los valores de estos parámetros se pueden determinar a priori,
estos modelos pueden ser aplicados a cuencas sin datos observados, e
incluso se pueden tener en cuenta los cambios en la misma cuenca. Por
otra parte, los modelos físicamente basados permiten una
representación matemática ideal de un fenómeno real, con la limitante
de que requiere ser alimentado con un gran número de datos, que en su
mayoría son difíciles de conseguir, a la vez, que necesitan un gran
tiempo de procesamiento computacional.
c. En función de la extensión temporal en la que se puede aplicar el modelo,
se clasifican en dos grupos: (INSTITUTO FLUMEN LA UNIVERSIDAD
POLITECNICA DE CATALUÑA, 2014)
49
Modelos de episodio: Son aquellos desarrollados para simulaciones de
cortos intervalos de tiempo normalmente de un único evento de lluvia.
Estos modelos se encuentran en la simulación de los procesos de
infiltración y escurrimiento superficial, ya que su principal objetivo es la
evaluación del escurrimiento directo, pero no toman en cuenta la
recuperación de humedad entre episodios de lluvias. Los modelos de
episodio se aplican fundamentalmente para simular gastos de avenida,
principalmente en aquellos casos en los que el escurrimiento directo es la
principal fuente de generación de escurrimiento total, sin embargo no son
recomendables para los cálculos en la época de estiaje ni en la
simulación de gastos diarios.
Modelos continuos: Son aquellos que permiten la simulación de
caudales diarios, mensuales o estacionales, es decir, permiten la
simulación durante intervalos de tiempo mayores a un episodio de lluvia.
Estos modelos consideran todo los procesos que influyen en la
generación de escurrimiento, tanto el escurrimiento directo mediante el
flujo subterráneo. Los modelos continuos se centran en la simulación de
la evapotranspiración y de los procesos que influyen a largo plazo en la
recuperación de la humedad durante los periodos en los que no hay
ocurrencia de precipitación. Por tanto, el objetivo principal de los modelos
continuos es la simulación del balance de humedad total de la cuenca
durante períodos largos de tiempo. Los modelos continuos se aplican
fundamentalmente para el pronóstico de gastos. (INSTITUTO FLUMEN
LA UNIVERSIDAD POLITECNICA DE CATALUÑA, 2014)
MODELO SWAT 2.5.2
Con respecto al modelo, se puede decir que aunque es relativamente desconocido
a nivel académico en Colombia, si tiene asociada una definición y una historia,
además de una trayectoria y uso para diversas aplicaciones en el área del
conocimiento relacionada con los SIG.
50
SWAT según CATIE (Centro Agronómico Tropical de Investigación y educación),
se puede definir como un modelo semi-distribuido a nivel de cuencas hidrográficas
desarrollado por el Departamento de Agricultura de los Estados unidos (USDA), en
conjunto con la Universidad de Texas que fue desarrollado para cuantificar y
predecir el impacto de las prácticas de manejo de tierras sobre la producción de
agua, sedimentos, nutrientes y sustancias químicas producto de la actividad
agrícola en cuencas complejas de gran extensión espacial, con diferentes tipos de
suelos, usos de la tierra y condiciones de manejo, durante largos periodos. El
modelo tiene una base física y es computacionalmente eficiente, requiere de datos
de entrada relativamente fáciles de disponer y permite estudiar los impactos a
largo plazo. (Uribe, Conceptos básicos y guia rapida para el usuario, 2010)
El SWAT se basa en un balance hídrico para determinar la entrada, salida y
almacenamiento de agua en la cuenca. Para el modelamiento, la cuenca es
dividida en subcuencas y Unidades de Respuesta Hidrológica (URH o HRU), la
cuales son obtenidas del cruce de los diferentes tipos de suelo, pendiente y
coberturas presentes. (Uribe, Conceptos básicos y guia rapida para el usuario,
2010)
Este modelo está basado en principios físicos, en otras palabras, no solo genera
resultados con el uso de ecuaciones, sino que también necesita ser alimentado
con información de la zona de estudio, tales como: Algunas variables relacionadas
con el Clima (precipitaciones, temperatura, estaciones meteorológicas, radiación
solar) propiedades físicas del suelo, topografía, cobertura vegetal y prácticas de
manejo). (Ortiz Rivera, Implemnetacion del Modelo Hidrologico SWAT:Modelacion
y Simulacion Multitemporal de la variacion de Escorrentia del lago Cuitzeo, 2010)
Con base en la definición y a los orígenes de este modelo, se hace gran uso de
datos usados en los Sistemas de Información Geográfica (SIG), por tanto es
pertinente no solo definir este término, sino recalcar aquellos aspectos de mayor
relevancia y de gran utilidad en el modelo a implementar.
51
2.5.2.1 TEMPERATURA AEREA GENERADA Y RADIACION SOLAR
Las mínimas y máximas temperaturas aéreas y la radiación solar son generadas
de una distribución normal. Una ecuación de la continuidad es integrada en el
generador para justificar variaciones de temperatura y radiación causadas por
condiciones secas vs lluviosas. La temperatura aérea máxima y la radiación solar
se ajustan hacia abajo al simular condiciones lluviosas y al simular hacia arriba
condiciones secas. Los ajustes son hechos para que los valores generados a largo
plazo para un promedio de temperatura máxima mensual y radiación solar
mensual, concuerden con los promedios de entrada. (Uribe, Conceptos básicos y
guia rapida para el usuario, 2010)
2.5.2.2 TEMPERATURA DEL SUELO
La temperatura del suelo impacta el movimiento del agua y la tasa de crecimiento
del residuo en la tierra. La temperatura diaria promedio del suelo se calcula en la
superficie del suelo y el centro de cada capa de suelo. La temperatura de la
superficie es una función de la cobertura de nieve, cobertura de planta y cobertura
de residuo, la temperatura en la superficie descubierta de suelo, y la temperatura
en la superficie de la tierra del día anterior. La temperatura de una capa de suelo
es una función. (Uribe, Conceptos básicos y guia rapida para el usuario, 2010)
2.5.2.3 INFILTRACION
La infiltración se refiere a la entrada de agua en un perfil de suelo de la superficie
terrestre. Cuando la infiltración continua, la tierra llega a ser cada vez más
húmeda, causando que el promedio de infiltración disminuya con el tiempo hasta
que alcance un valor constante. La tasa inicial de infiltración depende del
contenido de humedad de la tierra antes de la introducción de agua en la
superfici3e terrestre. La tasa final de infiltración equivale a la conductividad
hidráulica saturada de la tierra. La cantidad de agua que entra al perfil de tierra se
calcula como la diferencia entre la cantidad de lluvia y la cantidad de escorrentía
de superficie.
52
2.5.2.4 REDISTRIBUCION
La redistribución se refiere al movimiento continuo de agua por un perfil de tierra
después de la entrada del agua (a través de precipitación o irrigación). La
redistribución es causada por diferencias en el contenido del agua en el perfil. Una
vez que el contenido de agua es a través del perfil entero es uniforme, la
redistribución cesará. El componente de la redistribución de SWAT usa un
almacenamiento que dirige la técnica para predecir el flujo por cada capa de tierra
en la zona principal. El flujo hacia abajo, o la filtración, ocurre cuando la capacidad
del espacio de una capa de tierra es excedida y la capa de abajo no está saturada.
2.5.2.5 EVAPOTRANSPIRACION
La evapotranspiración es un término colectivo para todos los procesos en el que el
agua en fase liquida o solida o cerca de la superficie terrestre se convierte en
vapor atmosférico. La evapotranspiración incluye evaporación de ríos y lagos,
suelo descubierto, y superficies vegetativas; evaporación de dentro de las hojas de
plantas (transpiración); y la sublimación de superficies de hielo y nieve. El modelo
computa la evaporación de suelos y plantas separadamente. La evaporación
verdadera del agua en el suelo se estima utilizando funciones exponenciales de
profundidad del suelo y contenido de agua. La transpiración de la planta se simula
como una función lineal de la evapotranspiración potencial e índice de área de
hoja.
2.6 Fisiografía
La etimología de la palabra fisiografía es Physios=naturaleza y
graphos=descripción; es decir, se trata de la “descripción de las producciones de
naturaleza”, entendiéndose por naturaleza el conjunto, orden y disposición de
todas las entidades que componen el universo.
La fisiografía está estrechamente ligada con la geomorfología (formas del relieve),
pero tiene mayor alcance, porque comprende el estudio de las formas del relieve y
la litosfera; es decir a manera general describe la naturaleza. Su objetivo es
53
clasificar las formas del relieve con un sentido práctico, no solo teniendo en cuenta
la forma del terreno, origen y edad, sino considerando además aspectos del piso
térmico, geología, hidrología e indirectamente aspectos bióticos, que pudiesen
incidir en la formación de los suelos, de manera que contribuye a la realización de
levantamientos de los mismos y, en la caracterización de su aptitud de uso y
manejo.8 La clasificacion fisiografica del terreno en el ordenamiento territorial
permite analizar y tomar decisiones acertadas en temas como las amanezas
naturales, la zonificacion ecologica y el reglamento de uso del suelo municipal.
Asociada a esta ciencia, existen otras que la conforman y que aportan gran
contenido tematico en el analisis de la tierra, como analisis integro de la naturaleza
y del entorno o que sencillamente hacen parte de los campos de estudio de la
Geografia fisica (fisiografia) y que aportan datos fundamentales en este trabajo,
tales como:
Concepto de Cuenca 2.6.1
Una cuenca es una depresión en la superficie de la tierra, un valle rodeado de
alturas. Aunque el término de Cuenca Hidrográfica tiene un sentido más amplio,
siendo una superficie terrestre cuyas aguas fluyen hacia un mismo rio o lago.
(Uribe, Conceptos básicos y guia rapida para el usuario, 2010)
En este contexto una cuenca hidrográfica es un territorio drenado por un sistema
de drenaje natural, es decir, que drena sus aguas al mar a través de un único rio,
o que vierte sus aguas a un único lago endorreico. Una cuenca hidrográfica es
delimitada por la línea de las cumbres, también llamada divisoria de aguas. El uso
de los recursos naturales se regula administrativamente separando el territorio por
cuencas hidrográficas, y con miras al futuro las cuencas hidrográficas se perfilan
como las unidades de división funcionales con más coherencia, permitiendo una
8 VILLOTA, Geomorfología Aplicada a Levantamientos Edafológicos y Zonificación Física de las Tierras, 1991
54
verdadera integración social y territorial por medio del agua. (Corporacion
Autonoma Regional de Cundinamarca, 2006)
Una cuenca y una cuenca hidrográfica se diferencian en que la cuenca se refiere
exclusivamente a las aguas superficiales, mientras que la cuenca hidrográfica
incluye las aguas subterráneas.
De manera adicional al concepto fundamental de Cuenca hidrográfica, el modelo
propuesto en este trabajo funciona con diferentes datos que permiten representar
áreas específicas y que a la vez se convierten en insumos que aportan
información pertinente y de manera adicional permiten zonificar y delimitar áreas
de importancia en una cuenca hidrográfica. (Corporacion Autonoma Regional de
Cundinamarca, 2006)
2.6.1.1 Unidades de Respuesta Hidrológica (URH o HRU)
Las unidades de Respuesta hidrológica (HRU’s) son áreas de una cuenca que son
homogéneas en términos de su respuesta hidrológica y características geo-
climáticas.
Esta “homogeneidad” no es sinónimo de subcuenca; por el contrario, un HRU está
conformada usualmente por áreas dispersas, desconectadas entre si, pero que
mantienen propiedades comunes de especial importancia hidrológica, como son:
Pendiente (que determina la velocidad de la escorrentía superficial), elevación
(pues el volumen de precipitación varia con la altura), aspecto (especialmente en
cuencas con nieve), tipo de suelo, cubierta vegetal, usos del suelo, etc.
No todas las propiedades mencionadas se utilizan en la definición de HRUs:
depende del criterio del modelador definir cuáles son las “propiedades
dominantes” que se utilizaran en la definición. (Uribe, Conceptos básicos y guia
rapida para el usuario, 2010)
55
2.6.1.2 Escorrentía
Corresponde a un término geológico de la hidrología, que hace referencia a la
lámina de agua que circula sobre la superficie en una cuenca de drenaje, es decir
la altura en milímetros del agua de lluvia escurrida y extendida, Normalmente se
considera como la precipitación menos la evapotranspiración real y la infiltración
del sistema suelo. Según la teoría de Horton se forma cuando las precipitaciones
superan la capacidad de infiltración del suelo. Esto solo es aplicable en suelos de
zonas áridas y de precipitaciones torrenciales. Esta deficiencia se corrige con la
teoría de la saturación, aplicable a suelos de zonas de pluviosidad elevada y
constante. Según dicha teoría, la escorrentía se formara cuando los
compartimientos del suelo estén saturados del agua.
La escorrentía superficial es una de las principales causas de erosión a nivel
mundial. Suele ser particularmente dañina en suelos poco permeables como los
arcillosos y en zonas de cubierta vegetal escasa.
La proporción de agua que sigue cada uno de estos caminos depende de factores
como el clima, el tipo de roca o la pendiente del terreno. De modo similar en
lugares en los que hay abundantes materiales sueltos o muy porosos, es muy alto
el porcentaje de agua que se infiltra.9
Suelos. 2.6.2
.
Se denomina suelo a la parte superficial de la corteza terrestre, biológicamente
activa, que proviene de la desintegración o alteración física y química de las rocas
y de los residuos de actividades de seres vivos que se asientan sobre ella.
Los suelos son sistemas complejos donde ocurren una vasta gama de procesos
físicos y biológicos que se ven reflejados en la gran variedad de suelos existentes
9 Tomado de Definicion de Wikipedia Escorrentia http://es.wikipedia.org/wiki/Escorrent%C3%ADa
56
en la tierra. Son muchos los procesos que pueden contribuir a crear un suelo
particular, algunos de estos son la deposición eólica, sedimentación en cursos de
agua, meteorización, y deposición de material orgánico.
El suelo es una superficie, un recurso natural, y un sistema dinámico y complejo,
en el que se efectúan procesos que involucran componentes físicos, químicos e
incluso componentes vivos. Etimológicamente, esta palabra proviene del latín
“solum”, cuya definición es tierra, suelo o parcela.
El proceso de formación del suelo es sumamente lento, es decir, puede tomar
miles de años, y es evolutivo; por lo tanto, examinando el suelo de una región se
puede averiguar como este se fue transformando, que tipo de clima y vegetación
tenia antiguamente el lugar, además de sus especies animales, entre otras cosas.
El suelo siempre se continúa formando o modificando, esto quiere decir, que aún
hoy el suelo terrestre evoluciona constantemente.
El suelo es concebido a través de la fragmentación rocosa, influenciado por el
clima, el relieve, la roca madre, la actividad biológica y el tiempo. Respecto al
clima, los factores más influyentes son el agua que ayuda a que se realicen
procesos biológicos y químicos; la temperatura, que regula la rapidez de los
mismos.
El suelo posee tres componentes: orgánicos, inorgánicos y seres vivos; presentes
en los diferentes estados del materia: solido, líquido y gaseoso. Los componentes
orgánicos del suelo, como su nombre lo indica, están formados por materia
orgánica que no ha tenido modificaciones, y por el humus, que es, por el contrario,
la materia orgánica mas alterada, producida por la actividad de los
microorganismos. Los componentes inorgánicos, presentes en el suelo, son el
aire, indispensable para las reacciones químicas; el agua y los minerales. Por
último, los seres vivos (plantas, bacterias, hongos y animales) intervienen de
manera notoria en el suelo, por medio de procesos físicos y químicos.10
10
Tomado de Concepto de suelo http://sobreconceptos.com/suelo
57
Clima 2.6.3
Abarca los valores estadísticos sobre los elementos del tiempo atmosférico en una
región durante un periodo representativo, como por ejemplo una semana, un mes,
etc: temperatura, humedad, presión, vientos, precipitaciones. Estos valores se
obtienen con la recopilación de forma sistemática y homogénea de la información
meteorológica, durante periodos que se consideran suficientemente
representativos. Estas épocas necesitan ser más largas en las zonas
subtropicales y templadas en la zona intertropical, especialmente, en la faja
ecuatorial, donde el clima es más estable y menos variable en lo que respecta a
los parámetros meteorológicos.
Los factores naturales que afectan el clima son el relieve, distancia al mar y las
corrientes marinas. Según se refiere al mundo, a una zona o región, o a una
localidad concreta se habla de clima global, zonal, regional o local (microclima),
respectivamente.
El clima es un sistema complejo por lo que su comportamiento es difícil de
predecir, por una parte hay tendencias a largo plazo debidas, normalmente, a
variaciones sistemáticas como las derivadas de los movimientos de rotación y de
traslación de la Tierra y la forma como estos movimientos afectan de manera
distinta a las diferentes zonas o regiones climáticas de nuestro planeta, las
variaciones de la radiación solar o los cambios orbitales. De cualquier forma el
efecto de las fluctuaciones poco predecibles del tiempo atmosférico es
prácticamente anulado si el estudio es ceñido a las tendencias a corto plazo en el
campo de la meteorología. (Uribe, Conceptos básicos y guia rapida para el
usuario, 2010)
Asociado al concepto de clima, existen otros conceptos que aportan datos
significativos que permiten predecir el clima, algunos de ellos serán definidos de
manera general.
58
Precipitación 2.6.4
Es el conjunto de las aguas meteóricas que, recogidas en la atmosfera por
condensación del vapor de agua, caen a la superficie de la tierra en forma de
lluvia, nieve, etc.
Por causa del calentamiento de las masas de aire cerca de la superficie motivada
por diferencia de radiación, estas ascienden hasta altura de enfriamiento
suficientes para llegar a la saturación, pero en este estado saturado o casi
saturado es necesario la presencia de núcleos de condensación para que se
forme neblina o gotas de agua y núcleos de congelamiento para que se forme los
cristales de hielo.
Radiación Solar 2.6.5
Es la anergia emitida por el sol en forma de radiación electromagnética que llega a
la atmosfera. Se mide en superficie horizontal, mediante el sensor de radiación o
piranometro, que se sitúa orientado al sur y en un lugar libre de sombras. La
unidad de medida es vatios por metro cuadrado (w/m²)
La radiación solar medida en cada una de las estaciones meteorológicas es
ofrecida en unidades de potencia y está en vatios por metro cuadrado. En el caso
de los datos de 10 minútales se trata de la potencia media en 10 minutos y en el
caso de la radiación diaria representa la potencia media del día. (Uribe, Conceptos
básicos y guia rapida para el usuario, 2010)
2.7 Interpretación de Imágenes Digitales
Para el desarrollo del proyecto es importante destacar la importancia de las
imágenes digitales y su procesamiento en el desarrollo del mismo pues permiten
identificar las coberturas presentes y son la base para obtener la cartografía
59
necesaria de la zona objeto de estudio. El procesamiento Digital de imágenes es
un campo de investigación abierto. El constante progreso en esta área no ha sido
por sí mismo, sino en conjunto con otras áreas con las cuales está relacionada
como las matemáticas, la computación, y el conocimiento cada vez mayor de
ciertos órganos del cuerpo humano que interviene en la percepción y la
manipulación de las imágenes. 11
En este sentido, una parte relevante el procesamiento digital de imágenes
corresponde a la teledetección y al papel que desempeñan los sensores remotos
en esta tarea, y su importancia dentro del ejercicio de reconocimiento de la tierra y
sus recursos naturales.
La teledetección se puede definir como aquella técnica que permite adquirir
imágenes de la superficie terrestre, desde sensores o aéreos o espaciales, se
puede asumir que entre el suelo y sensor existe una interacción energética, ya sea
por su reflexión de la energía solar o de un haz energético artificial, ya por emisión
propia. A su vez, es preciso que ese haz energético recibido por el sensor sea
almacenado convenientemente, bien a bordo del satélite, bien en las estaciones
receptoras, de cara a que pueda interpretarse para una determinada aplicación.12
En este sentido también es pertinente definir o conceptualizar acerca de Las
imágenes digitales las cuales consisten en un cierto número de elementos
conocidos como “Pixeles”. Estos pixeles varían en color y están ordenados
geométricamente, de tal manera que nos proporcionan como resultado una
imagen. El concepto o la definición formal de esta podría ser “Una imagen digital
es una imagen (función) f(x, y) que ha sido discretizada tanto en coordenadas
espaciales como en luminosidad. Una imagen digital puede ser considerada como
una matriz cuyos índices de renglón y columna identifican un punto (un lugar en el
11
Tomado de Procesamiento Digital de Imágenes, Escalante Ramirez,2006 12
Tomado de TELEDETECCION AMBIENTAL, La Observacion de la Tierra desde el Espacio Fuente especificada no válida.
60
espacio bidimensional) en la imagen y el correspondiente valor de elemento de
matriz identifica el nivel de gris en aquel punto.”13
Las imágenes obtenidas en teledetección permiten obtener una perspectiva única
de la Tierra, sus recursos y el impacto que sobre ella ejercen los seres humanos,
además son fuente vital de información en los sistemas de Información Geográfica
(SIG), pues a través de las imágenes digitales de satélite se puede obtener
información valiosa para numerosas aplicaciones entre las cuales se puede citar la
planificación urbana, vigilancia del medio ambiente, gestión de cultivos,
prospección petrolífera, exploración minera, desarrollo de mercados, localización
de bienes raíces , entre otras. El valor de estas imágenes radica en el análisis de
la visión global de los objetos y la observación de detalles de la superficie que
facilitan la comprensión de las relaciones que existen entre los objetos de la
misma.
En este sentido se puede establecer como interpretación de imágenes digitales,
teniendo en cuenta que la interpretación puede ir desde la simple inspección visual
hasta la utilización de sistemas de tratamiento de imágenes que analizan y
tipifican los rasgos del terreno basándose en el valor digital de las signaturas
espectrales. Los programas informáticos de tratamiento de imágenes y algunos de
cartografía efectúan dicho análisis y tipificación con mucha mayor precisión que el
ojo humano. 14
De manera alternativa la interpretación de imágenes satelitales esta soportada
como anteriormente se mencionó en el procesamiento digital de imágenes, el cual
se puede conceptualizar como “una serie de pasos orientados a la extracción de
información de una imagen que no se lee bien. Los pasos a seguir varían de una
imagen a otra. Las razones de esta variación incluyen el formato, Las condiciones
13
Tomado de Procesamiento Digital de Imágenes, Apuntes de curso Fuente especificada no válida. 14
Tomado de Guia básica sobre Imágenes Satelitales y sus productos, (SRGIS)
61
iniciales de la imagen, la información de interés a ser extraída, la composición de
los elementos de la escena, entre otros.
A su vez durante este procesamiento se involucra una serie de pasos generales
que permiten obtener como resultado cartografía temática. Los pasos en el
procesamiento son: a) pre procesamiento, b) despliegue y realce y por ultimo c)
extracción de información.
El pre procesamiento consta de las correcciones radiométricas, las cuales
tienden a remover los efectos de los errores del sensor y de los factores
ambientales (atmosféricos), por lo general este tipo de correcciones son comunes
antes del análisis de la imagen. Es un proceso mediante el cual los puntos de la
imagen son registrados de acuerdo con los puntos correspondientes sobre un
mapa y otra imagen que ha sido rectificada. El objetivo de la corrección
radiométrica es poner los elementos de la imagen en su posición planimétrica
apropiada (posiciones X e Y).
El Realce de la Información corresponde a los numerosos procesos que existen
para realzar una imagen han sido clasificados dentro de dos grandes categorías:
operaciones puntuales y operaciones locales; las operaciones puntuales cambian
el valor de cada pixel individual, independiente de los otros pixeles. Las
operaciones locales cambian el valor de pixeles individuales, en el contexto de los
pixeles vecinos.
Los realces comunes incluyen: ajuste del contraste (linear y no linear), coeficiente
de bandas, filtros espaciales, transformaciones de Fourier, componentes
principales y transformación de texturas.
La extracción de información y posterior salida de la misma implica en si misma
haber realizado los anteriores pasos con las operaciones que estos implican y
haber analizado las imágenes con los objetos del interés del investigador. La
62
extracción de información permite obtener salida de esta a través de la imagen
realizada, un mapa temático, una base de datos espacial, sumario de estadísticas
y graficas etc.15
Clasificación supervisada de imágenes digitales 2.7.1
La clasificación supervisada requiere de cierto conocimiento previo del terreno y
de los tipos de coberturas presentes en el área de estudio, para lo que se realiza,
en el mejor de los casos, una combinación de trabajo de campo, de análisis de
fotografías aéreas, mapas e informes técnicos, así como referencias profesionales
y locales.
Con base de este conocimiento se definen y se delimitan sobre la imagen las
áreas de entrenamiento o áreas piloto. Las características espectrales de tales
áreas son utilizadas a fin de “entrenar” un algoritmo de clasificación, el cual calcula
los parámetros estadísticos de cada banda para cada sitio piloto y de esta forma
proceder a evaluar cada ND de la imagen, compararlo y asignarlo a una respectiva
clase. Tal como se ilustra en la figura 5.
Figura 5. Esquema de Clasificación Digital Supervisada.
Fuente16
: (Instituto Geografico Agustin Codazzi, 2015)
El proceso se puede resumir en las siguientes etapas: análisis visual y estadístico
de la imagen y de sus bandas, elaboración de la leyenda del mapa, selección y
delimitación de áreas pilotos, generación y evaluación tanto de sus estadísticas
como de sus reajustes, elección y aplicación del algoritmo de clasificación,
15
Tomado de INTRODUCCION AL PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMAGENES (Alzate) 16
Ejemplo de ilustración del curso “FUNDAMENTOS DE PROCESAMIENTO DIGITAL DE
IMÁGENES”, impartido por el IGAC, en el Telecentro Regional en Tecnologías Geoespaciales.
63
reajustes y nueva clasificación, y finalmente, la evaluación de los resultados y su
presentación. (Instituto Geografico Agustin Codazzi, 2015)
ANALISIS ESTADISTICO Y VISUAL DE LAS BANDAS
La etapa inicial consiste en realizar una valoración cualitativa y cuantitativa de la
calidad de la imagen de modo multibanda (varias bandas), de su contraste y del
comportamiento espectral de distintas cuberturas dentro las bandas espectrales;
allí se evalúa la separabilidad espectral de las bandas en relación con las
coberturas. Al final, se obtiene la primera apreciación sobre el número de posibles
clases temáticas a discriminar, las bandas a utilizar, y los posibles procesos
adicionales para derivar nuevas imágenes que podrían ser útiles en la fase de
clasificación.
Algunas de las ayudas métricas o datos gráficos útiles para el análisis de las
bandas son las estadísticas multibanda, la correlación, la varianza y la covarianza,
así como los gráficos de dispersión entre bandas, etc.
Igualmente, se seleccionan y se recortan las ventanas de trabajo ya que es más
eficiente realizar el procesamiento preliminar sobre las ventanas experimentales
representativas y al final los procesos óptimos se extrapolan sobre la totalidad de
la escena.
En general, el análisis se orienta a definir las cuáles bandas de una imagen
multiespectral se utilizarán en el proceso de clasificación. La idea se basa en
elegir las bandas en las que se presente mayor contraste espectral entre las
coberturas objeto del estudio. Intuitivamente, pareciera que cuando se utiliza un
mayor número de bandas en un clasificador, el resultado de la clasificación es
mejor.
ELABORACION DE LA LEYENDA
Tomando en cuenta los objetivos del proyecto, el nivel de detalle requerido, la
escala de trabajo y el tipo de imagen a utilizar, se revisan distintas sistemas de
clasificación y se establece una leyenda específica. Para la leyenda como se
64
mencionaba anteriormente se toma como base fundamental de interpretación y
asignación de clases de las clases de la zona de estudio.
Metodología Corine Land Cover 2.7.2
Esta metodología tiene como propósito la realización del inventario homogéneo de
la cubierta biofísica (cobertura) de la superficie de la tierra a partir de la
interpretación visual de imágenes de satélite asistida por computador y la
generación de una base de datos geográfica.
La leyenda nacional fue estructurada de manera jerárquica, derivando las
unidades de coberturas de la tierra con base en criterios fisonómicos de altura y
densidad, claramente definidos y aplicables a todas las unidades consideradas
para un grupo de coberturas del mismo tipo. De esta manera, se garantiza que
sea posible la inclusión de nuevas unidades o la definición de nuevos niveles de
unidades para estudios más detallados, permitiendo su ubicación y definición
rápidamente.
En términos generales, se considera que la descripción de las unidades de la
leyenda está en un proceso de permanente construcción, en el cual se espera
incluir los resultados de los nuevos avances tecnológicos en sensores remotos, de
la nueva información adquirida por los intérpretes durante los procesos de
cartografía de las coberturas y del conocimiento del terreno por diferentes
profesionales en nuevos sectores del país, entre otros. Las descripciones de la
presente leyenda fueron elaboradas con la información disponible de diferentes
temáticas, sensores remotos y datos de campo. Las descripciones finales fueron
concertadas mediante discusiones en reuniones técnicas, de esta manera, es
posible encontrar que algunas unidades presentan una descripción más completa
debido a la mayor disponibilidad de información, y otras tienen una descripción
básica, que requiere de complementación posterior. (IDEAM, 2010)
65
En términos generales, las coberturas de la tierra bajo esta metodología sugiere
niveles de abstracción y jerarquización de las clases interpretadas y hechas,
dichos niveles también relacionan los USOS. Dentro de las coberturas planteadas
y su aplicabilidad en Colombia se encuentran las relacionadas en la tabla 2.
Tabla 2. Leyenda Nacional de Coberturas de la tierra-Colombia
Fuente17
: (IDEAM, 2010)
17
Tomado de Tabla 1 de LEYENDA NACIONAL DE COBERTURAS DE LA TIERRA (Metodología CORINE Land Cover Adaptada para Colombia Escala 1:100.000)
66
Una breve explicación acerca de los índices y subíndices de la tabla, consiste en
niveles que van desde una numeración de un digito que identifica al primer nivel,
para el nivel 2 va un digito acompañado de un decimal, señalando un subcapítulo
de la segregación del nivel 1 a una clasificación menor, asi sucesivamente; para el
nivel 3 y el nivel 4 que corresponden a la clasificación de las coberturas terrestres
en un grupo más segregado que los 2 anteriormente mencionados y el 4 nivel
corresponde a coberturas que especifican las especies o los cultivos presentes en
una determinada área de la imagen. A modo de ejemplo se puede percibir la
anterior descripción en la tabla 3.
Tabla 3. Unidades de coberturas de la tierra para los territorios artificializados
Fuente18
: (IDEAM, 2010)
18
Tomado de Tabla 2 de LEYENDA NACIONAL DE COBERTURAS DE LA TIERRA (Metodología CORINE Land Cover Adaptada para Colombia Escala 1:100.000)
67
Dentro del programa CORINE (Coordination of information on the
environment) promovido por la Comisión de la Comunidad Europea fue
desarrollado el proyecto de cobertura de la tierra “CORINE Land Cover” 1990
(CLC90), el cual definió una metodología específica para realizar el inventario de
la cobertura de la tierra. La base de datos de CLC permite describir, caracterizar,
clasificar y comparar las características de la cobertura de la tierra, interpretadas a
partir de la utilización de imágenes de satélite de resolución media (Landsat), para
la construcción de mapas de cobertura a diferentes escalas.
El esquema metodológico CLC contempla las siguientes etapas: adquisición y
preparación de la información; análisis e interpretación de las coberturas;
verificación de campo, control de calidad y generación de la capa temática escala
1:100.000. (Figura 6. Modelo general de la metodología CLC).
Figura 6. Modelo General Metodología Corine Land Cover (CLC)
Fuente19
: (IDEAM, 2014)
19
Tomado de “METODOLOGIA CORINE LAND COVER”, IDEAM 2014
68
SELECCIÓN Y DELIMITACION DE LAS AREAS DE ENTRENAMIENTO
Es la fase más importante del proceso requiere previo conocimiento de las
características del área, así como de las categorías que se pretende discriminar.
Con base en las experiencias locales y profesionales, el trabajo de campo, uso de
fotografías aéreas y otra información secundaria, se definen y se delimitan las
áreas de entrenamiento o áreas piloto representativas de cada una de las
categorías de interés.
Esta actividad se basa en los criterios pictórico-morfológicos de la imagen, tales
como: tono o color, textura, tamaño, forma, sitio, etc. (Figura 7). La selección
errónea de muestras conducirá a resultados erróneos. A partir de estas muestras
el algoritmo clasificador calcula los ND que definen cada una de las clases y
asigna el resto de los píxeles de la imagen a una de esas categorías.
Figura 7.Áreas de entrenamiento por semilleros
Fuente: Elaboración Propia
EVALUACION ESTADISTICA DE LAS AREAS DE ENTRENAMIENTO
Las estadísticas evalúan el grado de representatividad de las áreas pilotos y dan
una idea de la separabilidad espectral de las clases temáticas, lo que al final
garantiza una buena clasificación. Existen métodos gráficos y numéricos para
evaluar las estadísticas. Un ejemplo de estadísticas básicas se presenta en la
Figura 7. Los más utilizados son los diagramas de signaturas espectrales y los
diagramas de dispersión espectral.
69
Estos diagramas se basan en el análisis de las medias aritméticas y desviaciones
estándar, la primera indica el comportamiento espectral medio de los ND, mientras
que la segunda indica el grado de heterogeneidad de la muestra. (Instituto
Geografico Agustin Codazzi, 2015)
Cobertura Vegetal 2.7.3
Comprende la vegetación que ocupa un lugar determinado dentro de un
ecosistema, cumple funciones de gran importancia como la captación y
almacenamiento de energía, refugio de la fauna, agente anti erosivo del suelo,
medio regulador del clima local, atenuador y reductor de la contaminación
atmosférica y del ruido, fuente de materia prima y bienestar para el hombre.20
La cobertura comprende todo lo que ocupa un espacio determinado dentro de un
ecosistema y su conocimiento es indispensable para definir, determinar y
cartografías unidades ecológicas homogéneas. Existen diferentes tipos de
cobertura los cuales se agrupan en clases de acuerdo con sus características, y
estas últimas, se agrupan en unidades que en su orden jerárquico son vegetales,
degradada, hídrica y construida.
Uso del Suelo 2.7.4
Hace referencia a los diferentes usos del suelo que el hombre puede hacer de la
tierra, su estudio y los procesos que llevan a determinar el más conveniente en un
espacio concreto. Menos del 30% de la superficie de nuestro planeta es tierra. No
toda ella puede ser utilizada por los humanos, motivo por el cual constituye un
recurso natural valioso y sometido, en muchas partes del mundo, a una notable
presión, en consecuencia, es importante tener una visión correcta del uso que se
le está dando a un espacio concreto y de si este es el más apropiado. En los
últimos años, se han producido grandes avances en las técnicas de análisis y
20
Definición de Esquema del Ordenamiento Territorial Municipio de Miranda- Cauca, Diagnostico territorial
70
representación cartográfica que se utilizan en el estudio de los usos del suelo,
mientras que el tamaño de las áreas objeto del mismo ha sido incrementado.
Los Mapas de uso del suelo surgen a partir de la observación directa en el campo
a partir de mapas base de reconocimiento y apoyada en el análisis de fotografías
aéreas (Reconocimiento aéreo; fotogrametría), tradicionalmente ha supuesto la
principal fuente de información sobre los usos del suelo. Sin embargo, la
introducción de técnicas de sensores remotos colocados en satélites artificiales,
como la serie americana Landsat o la francesa SPOT, así como los Sistemas de
Información Geográfica (SIG), capaces de procesar y comparar una gran cantidad
de datos, han lo grado proporcionar una información más detallada y precisa de
los usos del suelo. Estos pueden ser representados, a modo de mosaico, en
mapas de gran precisión, los cambios pueden ser monitoreados a una buena
escala y permiten enjuiciar mejor la capacidad de la tierra, que viene definida por
factores como el tipo del suelo, el microclima dela área considerada, la inclinación
o la estabilidad del suelo, que ayudaran a decidir su uso más apropiado.21
Modelo Digital de Elevación (DEM´s) 2.7.5
La palabra elevación enfatiza el concepto de medición de altura con respecto a un
datum y la generación por parte del modelo de valores absolutos de altura. Este
término se utiliza con frecuencia en los Estados Unidos para describir un arreglo
rectangular o hexagonal de puntos con valores de elevación obtenidos por
métodos fotogramétricos o cartográficos.
21
Tomado de Los Usos del Suelo, http://www.tareasfacil.info/geografia/planeta-tierra/Uso-del-suelo.html
71
Una definición que se puede dar a este término es “un modelo digital de
elevaciones es una estructura numérica de datos que representa la distribución
espacial de la altitud de la superficie del terreno.”22
Un terreno real puede describirse como de forma genérica como una función
bivariable continua 𝑧 = 𝜁(𝑥, 𝑦) donde Z representa la altitud del terreno en el punto
de coordenadas (x, y) y ζ es una función que relaciona la variable con su
localización geográfica. En un modelo digital de elevaciones se aplica la función
anterior sobre un dominio espacial concreto, D. En consecuencia, un MDE puede
describirse genéricamente como 𝑀𝐷𝐸 = (𝐷, 𝜁).
La ecuación anterior representa una superficie o campo escalar en la que la altitud
es una variable continua. Dado que esta superficie está formada por un número
infinito de puntos no es posible su modelización sin cierta pérdida de información,
proceso equivalente al de generalización cartográfica en los mapas
convencionales.
En la versión digital sería posible presentar de forma explícita, al menos
teóricamente, la ecuación anterior, que relaciona la altitud con la localización
geográfica. Sin embargo, la complejidad del relieve hace que su representación
matemática mediante funciones no tenga más que un significado simbólico.
Es importante tener claro este concepto, ya que para nuestro caso se va a usar
este tipo de datos para precisar y ver con mayor detalle la zona de estudio,
específicamente para proponer una mejor ubicación de los usos del suelo
alrededor de la cuenca.
22
Tomado de Uniovi, http://www6.uniovi.es/~feli/CursoMDT/Tema_2.pdf
72
3 CES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO
3.1 ALCANCES
El proyecto en desarrollo tiene como alcance propones un modelo alternativo que
permita el ordenamiento del territorio, con base en los distintos sistemas de
producción agropecuarios que se encuentren localizados sobre la zona objeto de
análisis; el método aunque puede ser desconocido en la actuar del ingeniero
Catastral y geodesta, es útil ya que emplea información proveniente de sensores
remotos, clima, estudios de suelos y topografía, entre otros; permitiendo delimitar
y caracterizar a partir de la simulación de escenarios un espacio geográfico con el
fin de generar propuestas que permitan un ordenamiento Territorial acorde con las
necesidades de los habitantes y sea además, ambientalmente sostenible.
El desarrollo de este proyecto permite explorar otras alternativas que junto a los
SIG son una parte fundamental en aspectos fundamentales como el Ordenamiento
Territorial, pues a través de la integración de datos y variables, es posible
determinar los usos adecuados que puede presentarse en dicho espacio, en
Colombia aunque la normatividad plantea la posibilidad de ordenar el territorio a
partir de escenarios, aún son muy pocos los aportes que se dan al respecto; sin
embargo, el desarrollo de este proyecto permitirá presentar un modelo que es
eficiente según las experiencias recopiladas usando el modelo propuesto.
3.2 LIMITACIONES
Las limitaciones que este proyecto conlleva, aunque son pocas se pueden
enunciar, que pueden estar ligadas al manejo de datos e interpretación de los
mismos, que en algunos casos no pueden ser muy cercanos al conocimiento del
ingeniero catastral y geodesta, ya que en algunos casos puede ser complejo el
análisis formal que esta requiere dados los objetivos planteados, pues algunos
insumos necesarios que este modelo requiere hacen parte del área de acción de
otras áreas de la ingeniería que pueden tener más dominio sobre estas temáticas.
73
De igual manera, considerar que el ingeniero catastral aunque tiene un amplio de
acción en el uso de los SIG, los modelos que involucren variables hidrológicas
pueden impedir como se mencionaba un entero conocimiento de las mismas y por
ende requiere lecturas profundas sobre algunos temas específicos, así como
pedagogía y acompañamiento para realizar los análisis a que haya lugar.
En la utilización del modelo, se encontró que la documentación era escasa y
confusa y que los casos en los cuales se generaron los escenarios planteaban
otras variables que dados los conocimientos del ingeniero catastral no estaban al
alcance y competencia, por otro lado al ser confusa la información consultada,
resulto complejo llegar a los resultados esperados y aunque no varían
significativamente si se puede percibir los cambios generados a nivel de cobertura
vegetal, aunque es indispensable como se mencionaba la destreza en otras áreas
del conocimiento que permitan interactuar con los datos adquiridos y poder
interpretar toda la información que el modelo arroja en sus resultados, de manera
que al realizar cambios y modificaciones en los datos se puedan ver mayores
cambios. Por otro lado una de las limitaciones como ya se mencionara radica en la
alta sensibilidad del modelo y el flujo de trabajo que requieren cambios en la
configuración regional del equipo, aunque sin embargo es muy sensible y el flujo
de trabajo se limita llegando a ser engorroso su modo de trabajo.
Otra de las limitaciones corresponde al hecho de los resultados obtenidos,
teniendo en cuenta que el manual no aclara que conforme a la escala de los datos
o información de entrada así mismo serán los resultados aportados en el
modelamiento, dejando un poco de inconformidad en el usuario del modelo ya que
las expectativas con las cuales se usó el modelo fueron bastantes, y solo se sabe
al finalizar el correr el modelo.
El modelo se hace complejo de analizar en cuanto a resultados se refiere teniendo
en cuenta que los mismos están basados en variables que el ingeniero catastral
no maneja con destreza y son los temas relacionados con el clima y su relación
directa con el suelo, razón por la cual los resultados arrojados se revisaron desde
74
un punto más cualitativo que cuantitativo y analizado con base en los criterios y
consejos de los expertos.
75
4 DESCRIPCION GENERAL DE LA ZONA DE ESTUDIO
4.1 DESCRIPCION DEL AREA DE ESTUDIO
La Subcuenca del rio Teusacá, está ubicada esta sobre la provincia fisiográfica de
la cordillera oriental, la cual se encuentra presente en los departamentos de
Cundinamarca y Boyacá, está delimitada principalmente por las condiciones
topográficas consideradas a nivel de macro relieve.
La Zona de la Subcuenca se destaca por relieves montañosos, ondulados a
fuertemente quebrados y escarpados, lo que permite el desarrollo de gran
variedad de especies forestales y faunísticas que generan la riqueza paisajística
que caracteriza la Subcuenca. Ambientalmente, la zona de la Subcuenca se
encuentra conservada debido a que está delimitada por montañas estructurales
que forman un valle con laderas y terrazas. Se encuentra en la parte alta de la
cordillera Oriental y en el sector central de la Cuenca del Rio Bogotá. Presenta Un
gradiente altitudinal que oscila aproximadamente entre los 2550 msnm hasta los
3650 msnm.
El valle de la subcuenca del Río Teusacá es una unidad indivisible enmarcada
bajo los municipios de Chía, Choachí, Guasca, La Calera, Sopo, Tocancipá,
Ubaque y el Distrito Capital; cuya planificación de los recursos naturales, el uso
del suelo y ordenamiento debe realizarse de manera integral para el manejo
conjunto de la cuenca, garantizando el uso del recurso hídrico y controlando su
degradación.
4.2 LOCALIZACION GEOGRAFICA DE LA CUENCA
La delimitación de la subcuenca del rio Teusacá, se realizó a partir del
modelamiento del SIG utilizando la herramienta Model Builder como se puede
ver en la figura 8. La Subcuenca Rio Teusacá se localiza paralelamente al Este de
los Cerros Orientales del Distrito Capital, en la zona Nororiental del Departamento
76
de Cundinamarca y en la Zona Centro Oriental de la cuenca del Rio Bogotá. A
continuación se presentan los municipios que conforman la subcuenca, detallando
para cada uno de ellos las áreas rurales, urbanas continuas y urbanas
discontinuas, que están dentro de la subcuenca rio Teusacá. Aunque es necesario
contextualizar los términos de áreas urbanas continuas y discontinuas, la primera
de ellas corresponde a los cascos urbanos y las zonas urbanas discontinuas
corresponden a las áreas de expansión urbana o suburbana.
Figura 8. Diagrama de flujo para la delimitación de Cuenca
Fuente23
: elaboración Propia
23
Basado en los procedimientos SIG realizados en el Blog de Sistemas de Información Geográfica (Mapping GIS, 2015).
77
Figura 9. Localización geográfica subcuenca rio Teusacá
Fuente: Elaboración Propia
En La subcuenca del rio Teusacá se localizan las zonas urbanas continuas y
discontinuas de los municipios La Calera y sopó, así como los municipios de Chía,
Choachí, Guasca, Tocancipa y Ubaque. El área total es de 35818,42 Has y el
cauce principal tiene una longitud de 69 Km. Tiene como tributarios importantes
las quebradas Encenilla-pojocha, El Carrizal, san Cayetano, Piedra Parada, El
Asilo, Aposentos, Aguas Claras y Los Laureles.
78
En la tabla 4 se puede encontrar la proporción de cada uno de los municipios
respecto a la subcuenca, en porcentaje, teniendo como referencia el área de la
cuenca, así como la entidad reguladora de la subcuenca según el municipio.
Tabla 4. Distribución Territorial dentro de la Subcuenca
MINUCIPIO
AREA
URBANA
TOTAL CONITNUA DISCONTINUA RURAL
La calera 190011,472 54,43 53,96 18957,51
Sopó 9776,224 62,442 77,64 9636,94
Guasca 3211,73
3211,73
Bogotá 2841,33
2841,33
Tocancipá 877,196
Choachí 54,908
54,91
Chía 23,007
23,01
Ubaque 22,549
Fuente: (Corporacion Autonoma Regional de Cundinamarca, 2006)
Tabla 5. Distribución Territorial dentro de la Subcuenca
MUNICIPIO % DENTRO DE LA CUENCA*
CABECERA MUNICIPAL
ENTIDAD ADMINISTRATIVA
Bogotá 7,93
Secretaria Distrital de Ambiente
La Calera 53,08 X
Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca
Sopó 27,29 X
Tocancipá 2,45 Chía 0,06 Choachí 0,15
Corporación Autónoma Regional de la Orinoquía-CORPORINOQUIA Ubaque 0,06
Guasca 8,97
Corporación Autónoma Regional del Guavio-CORPOGUAVIO
Fuente: (Corporacion Autonoma Regional de Cundinamarca, 2006)
79
4.3 CARACTERIZACION FISICO- BIOTICA
FISIOGRAFIA 4.3.1
La subcuenca río Teusacá tiene una extensión de aproximadamente 358 km² y se
localiza en los municipios de La Calera, Sopó, Tocancipá y el Distrito Capital en
altitudes entre los 2600 y 3200 msnm. La altitud media de la subcuenca se
encuentra alrededor de los 2850 msnm.
La subcuenca se caracteriza por presentar topográficamente relieves montañosos
en un porcentaje superior al 63.3% del área total, con un predominio de relieves
ondulados fuertemente ondulados a fuertemente quebrados y escarpados en la
zona centro occidental de la subcuenca. En la parte centro accidental de la
subcuenca se localiza el embalse de San Rafael con una extensión aproximada de
287 ha que constituye aproximadamente el 0.8% del área total. La subcuenca
sirve de asiento a las cabeceras municipales de La Calera y de Sopó, este último
localizado en la parte norte de la subcuenca.
Las zona de relieve plano a ligeramente inclinado constituye el 23.4% del área
total y se localiza en la parte norte de la subcuenca aledaña al cauce del río
Teusacá, conformada por el valle aluvial del mismo. Las zonas de relieve
ondulado e inclinado constituyen el 12.5% del área y se localizan
predominantemente en la parte sur y centro de la subcuenca sobre el piedemonte
en dirección sur norte que es la dirección de drenaje del río Teusacá.
En la tabla 6 se relaciona los diferentes rangos de pendiente según la zona de
estudio:
80
Tabla 6. Distribución de los diferentes rangos de pendiente, extensión territorial y porcentual para la subcuenca rio Teusacá.
Grado Relieve Símbolo Área (Has) Porcentaje
0-3% Plano, plano cóncavo, y ligeramente plano. a 4376.71 12.22
3-7% Ligeramente inclinado, ligeramente ondulado. b 3989.27 11.14
7-12% Ondulado, inclinado. c 4473.80 12.49
12-25% Fuertemente ondulado, fuertemente inclinado. d 12000.76 33.50
25-50% Fuertemente quebrado. e 8899.58 24.85
50-75% Escarpado. f 1580.85 4.41
>75% Muy Escarpado g 210.48 0.59
Embalses principales. ca 286.96 0.8
Fuente: (Corporacion Autonoma Regional de Cundinamarca, 2006)
81
igura 10. Mapa de Pendientes de la Subcuenca Teusacá
Fuente: Elaboración Propia
MORFOMÉTRIA DE LA SUBCUENCA 4.3.2
Las características físicas de una cuenca tienen una relación estrecha con el
comportamiento de los caudales que transitan por ella; sin embargo, la poca
información cartográfica de la que se dispone, hace que el encontrar esa relación
no sea fácil y que por lo tanto su uso en estudios hidrológicos sea limitado, por
otra parte no se puede garantizar que toda la información morfométrica de las
82
cuencas utilizadas para el estudio se pueda obtener en una misma escala, lo cual
aumenta el grado de incertidumbre sobre la confiabilidad de los parámetros.
(Universidad Nacional de Colombia, 1997).
Tabla 7. Características Morfométricas de la cuenca Teusacá
Par
áme
tro
s M
orf
om
étr
ico
s
Sup
erfi
cie
de
la c
uen
ca Área (Km²) 358
Perímetro (Km) 13
Longitud de Drenajes (km) 1248
Densidad de Drenajes (m/ Km²) 3.456
Longitud Cauce Principal (Km) 69
Pendiente Media Cuenca (m/Km) 5.46
Altura Media Cuenca (m) 3100
Pe
nd
ien
te
me
dia
Cota Mayor(m) 3650
Cota Menor (m) 2550
Pendiente Media (m/m) 0.02
Form
a d
e L
a cu
en
ca
Longitud Axial Cuenca (m) 49629
Ancho Cuenca (m) 14558
Fuente: (Corporacion Autonoma Regional de Cundinamarca, 2006)
CLIMATOLOGÍA 4.3.3
El clima es el conjunto de condiciones atmosféricas que caracterizan el tiempo
atmosférico y la evolución de una determinada región. Siendo entonces
determinado por el análisis espacio temporal de los elementos que lo definen,
tales como la precipitación, la temperatura, la humedad relativa y el brillo solar
entre otros, y los factores que lo afectan, como son la pendiente, la altitud, las
formas del relieve y la cobertura vegetal. (Uribe, SWAT-Conceptos básicos y Guía
rapida para el usuario, 2010)
Cabe destacar que la variación de precipitación permite definir, clasificar y
zonificar el clima de una cuenca y que los factores del clima generan cambios
climáticos a nivel regional o local, mientras que la cobertura vegetal es causa y
efecto del clima, tanto como su indicador. (Uribe, SWAT-Conceptos básicos y
Guía rapida para el usuario, 2010)
83
Una razón fundamental para el estudio de la climatología de la zona, desde el
punto de vista físico-biótico, es su intervención directa en la evolución de los
suelos y el paisaje, lo que influenciará la decisión del uso de las tierras previendo
el más adecuado. Igualmente Constituye el elemento o insumo necesario para
determinar amenazas naturales y Socioeconómicas.
De tal forma la caracterización y clasificación del clima comprende:
El análisis conjunto entre los datos de las estaciones meteorológicas, la posición
de la zona de convergencia intertropical (CIT) y los factores climáticos, altitud y
disposición topográfica de las vertientes para determinar el régimen climático
predominante (monomodal o bimodal), la distribución espacial de las isoyetas e
isotermas y las características puntuales de otros elementos del clima como
vientos, brillo solar, humedad relativa, etc.
Análisis de la vegetación y de los elementos topográficos necesarios para la
determinación de unidades climáticas, ajustando su clasificación al método
empleado.
HIDROGRAFIA 4.3.1
4.3.1.1 RED HIDROGRAFICA
La Subcuenca rio Teusacá, está conformada principalmente por el rio Teusacá, se
encuentra localizada en la zona media de la cuenca del rio Bogotá. Sus cabeceras
se encuentran sobre la cota 3650 msnm y la parte baja en su desembocadura,
esta sobre la cota 2550 msnm. Tiene como tributarios importantes las quebradas
Socha, Simayá, Curubital, San Lorenzo, sobre la margen derecha y Aguas Claras
sobre la margen izquierda principalmente, que tributan aguas abajo del embalse y
en la cuenca baja se encuentra la quebrada de Mi Padre Jesús, el área total de la
subcuenca es de 358.2 Km² y el cauce principal, tiene una longitud de 69 Km.
(Consorcio ECOFOREST LTDA- Planeacion Ecologica Ltda, 2013)
84
En la parte alta de la Subcuenca, se encuentra el embalse artificial de San Rafael,
que cumple funciones de regulación de caudales, para la generación hidroeléctrica
y el control de inundaciones en la Sabana de Bogotá y almacenamiento para el
abastecimiento del acueducto de Bogotá, en las épocas de mantenimiento de la
conducción del sistema Chingaza. En la subcuenca, se encuentran localizados los
municipios de Sopó Tocancipa en la parte baja, La calera en su parte media y el
Distrito Capital en su parte alta. La red de drenaje superficial de la cuenca alta del
rio Teusacá, lleva sus aguas al embalse de San Rafael, constituido por la presa El
Tambor, localizada a una altitud de 2720 msnm, donde parte de su caudal es
almacenado para posterior tratamiento en la planta weisner y el posterior
suministro a Bogotá. El Cauce regulado del rio, continua su curso hacia los
municipios de La Calerá, inmediatamente aguas debajo de la presa, Sopó y
Tocancipá y en áreas de la jurisdicción de este último, vierte sus aguas al rio
Bogotá, formando por tal motivo parte de la cuenca del rio Magdalena.
El curso del río en la parte alta de la subcuenca, presenta una fuerte pendiente y
recorre un valle montañoso hasta el sitio de La Cabaña, donde cruza la carretera
La Calera – Sopó en la cota 2.570 msnm. Luego continúa su curso por un valle
amplio y plano de baja pendiente hasta su desembocadura.
Del área total de la subcuenca, corresponde el 86 % a zona montañosa y el 14 %
a la zona plana donde se ubica el valle de Sopó, dedicado a actividades
agropecuarias. La parte alta de la subcuenca, hasta la presa El Tambor que forma
el embalse de San Rafael, tiene un área de 68 km². La subcuenca en general es
alargada y en su parte alta presenta altas pendientes, en la cuenca media se
suaviza la pendiente, hasta el sitio de La Cabaña, para luego entrar a una muy
baja pendiente en el valle de Sopó.
En la figura 11 se puede ver el mapa de la red Hidrografica que comprende los
afluentes ´principales y secundarios presentes en la subcuenca del rio teusacá,
incluyendo el cauce principal.
85
Figura 11. Red Hidrografica subcuenca rio teusacá
Fuente: Elaboración propia
4.4 MUNICIPIOS DE LA SUBCUENCA
Como se mencionaba con anterioridad se escogieron aquellos municipios
que influían en mayor grado en la subcuenca del Rio Teusacá, se tomó como
referencia la información contenida en la Tabla 4 y 5, respectivamente, las cuales
permitieron ver que los municipios de La Calera, Guasca y Sopó son los
86
municipios que influyen más en el comportamiento de la zona de estudio, de
manera tal se realizara la descripción de los municipios mencionados en sus
aspectos más relevantes y analizando la información contenida en los planes de
Ordenamiento territorial de cada uno de ellos. De manera tal que se pueda realizar
un análisis detallado de los sistemas de producción agropecuarios presentes en
los mismos. En la figura 12, se puede ver el mapa de la zona.
Figura 12. Municipios de la Subcuenca Teusacá
Fuente: elaboración Propia
87
MUNICIPIO DE LA CALERA 4.4.1
La Calera se halla situada al oriente del departamento de Cundinamarca y al
noreste de Bogotá. Su cabecera está localizada a los 4° 43' 17'' de latitud norte y
73° 58' de longitud oeste de Greenwich; con respecto a la ciudad de Bogotá
(capital de Colombia) en arco 0° 06' 29'' este.
Los Límites del municipio son or el norte con los Municipios de Guasca, Sopó y
Chía, por el oriente con el Municipio de Guasca, Por el occidente con Bogotá, por
el sur, con el municipio de Choachí y Bogotá. Tiene una Extensión total:31.686,06
hectáreas (fuente Acuerdo Municipal 043 de 1999) Con una extensión de
Extensión área urbana:144.34 hectáreas (fuente Acuerdo Municipal 043 de 1999)
Km², Extensión área rural:31.541,72 hectáreas (fuente Acuerdo Municipal 043 de
1999) Km²,Altitud de la cabecera municipal (metros sobre el nivel del mar): 2.718
msnm, tiene una temperatura media de 14 º C, se toma como referencia los 18
kilometros a Bogotá. A continuación se muestra la figura 13, en el cual se muestra
la ubicación limítrofe del municipio respecto de los municipios aledaños.
Figura 13. Municipio de La Calera
Fuente: (Alcaldia Municipal de La calera, 2010)
88
DIVISION POLITICA ADMINISTRATIVA DE LA CALERA
El municipio esta subdividido en centros poblados, cuya cantidad corresponde a
10, según el Plan de Ordenamiento Territorial (POT) del municipio, y se
encuentran referenciados en la tabla 8.
Tabla 8. Subdivisión Político- administrativa de La calera
Código Nombre Centro Poblado
01 Altamar
02 El Manzano
03 El Salitre
04 El Triunfo
05 La Aurora
06 La Capilla
07 Márquez
08 Mundo Nuevo
09 San Cayetano
10 Treinta y Seis
Fuente24: (Municipio de la Calera, 2000)
4.4.1.1 ECOLOGIA DE LA CALERA
El Municipio de La Calera se caracteriza por su ubicación dentro del hermoso valle
sobre el río Teusacá. Todo su territorio de sur a norte esta surcado por la cordillera
oriental que presenta numerosas ramificaciones, entre ellas la de cruz verde que
lo cobija por los costados oriental y occidental, dando un aspecto bastante
quebrado, alternando valles, colinas y elevaciones, originándose un contraste
maravilloso, haciendo que su topografía sea muy admirada por los turistas.
La hidrografía de La Calera pertenece a las Vertientes del Magdalena y del Meta.
Dos ríos surcan el municipio El Teusacá y El Río Blanco. Río Teusacá: Nace en la
Laguna del Verjón situada en el cerro de Monserrate y desemboca en el río Funza
o Bogotá. Numerosas quebradas aumentan su caudal, siendo las más importantes
la del Hato, Marmaja, Cara de perro, Carrizal, Chocolatero, Cirujano, San Isidro,
Siecha, Simayá y Aguas Claras. Río Blanco: Nace en la laguna de Buitrago en
límites con el Municipio de Guasca, recibiendo en su trayecto quebradas bastante
caudalosas como son: La Marmaja, La Ramada, Calostros, Jaboncillo que se
24
Tabla Resumen Basada en el Acuerdo 043 de 1999, correspondiente al Acuerdo Reglamentario que propone el POT de la Calera.
89
forma por la unión de las quebradas Chocolatero y Palacio, además de la
quebrada Blanca que recibe en los límites con Choachí. El río Blanco da sus
aguas al río Negro en el sitio de la Unión. En la quebrada Jaboncillo se presenta
una caída, que podría ser aprovechada para dotar de energía eléctrica a las
Veredas de Mundo Nuevo y La Polonia.
Sobre la quebrada de Palacio hay un pequeño puente natural de unos 8 metros de
largo y 3 de ancho. El agua rompió una enorme roca en cuyas profundidades
habitan unas aves nocturnas que los habitantes de la región denominan "Guacos";
de estos animales los indígenas obtenían una grasa que usaban como
medicamento. Solo se tiene conocimiento de la existencia de estos animales en el
puente de Iconozco en el Tolima y en este puente, que no aparece referenciado
en textos de geografía de Cundinamarca. Lagunas: Se encuentran entre las más
importantes la de Buitrago, La Brava y la de los Patos.
La formación de materiales útiles del suelo y el subsuelo de la Sabana de Bogotá
y sus alrededores pertenece a las formaciones del Guaduas (Kg.). Se divide en
tres conjuntos de los cuales el superior esta formado de gredas rojizas, azulosas,
verdosas y moradas, entre las cuales hay mantos inexplotables de carbón y
bancos de areniscas no estables, de grano más o menos grueso.
En el sudoeste de La calera suele haber mantos de carbón hacia la base del
conjunto superior, que son explotables. La parte media o productiva contiene los
mantos de carbón y se distingue por la presencia de areniscas, de las cuales la
superior se denomina "lajosa" y la inferior "la guía". Las arcillas intermedias, grises
oscuras son compactas o franjeadas y muchas veces carbonáceas.
4.4.1.2 ECONOMIA DE LA CALERA
El Municipio de La Calera basó su economía por muchos años en la explotación
minera, con la empresa de cemento SAMPER, esta empresa generaba empleo
directo e indirecto a cerca de tres mil personas del Municipio. Durante todo el
tiempo que permaneció funcionando a toda marcha cemento SAMPER, ni la
90
población ni los entes encargados de la planeación del Municipio previeron la
posibilidad de que terminara sus actividades, de ahí que en el momento que
SAMPER cierra sus plantas el Municipio no se encuentra preparado para afrontar
este desempleo que se genera, tan grave fue el problema que en estos momentos
aun la economía no se ha reactivado, debido en gran parte por la falta de políticas
serias en cuanto a generación de empleo por parte del ente territorial.
En la actualidad las empresas más grandes que funcionan en El Municipio son
Manantial, Winter, Tecnoconcreto, Cemex, pasteurizadora La Pradera, Flores El
Cortijo y una serie de pequeñas Microempresas domésticas.
4.4.1.3 SISTEMAS DE PRODUCCION AGOPECUARIA EN LA CALERA
De la misma manera que se ha mostrado en los municipios anteriormente
expuestos (Guasca y sopó), es importante conocer los sistemas de producción
agropecuaria que están estructurados en La Calera, expuestos en la tabla 9.
Tabla 9. Sistemas de Producción Agropecuaria de La Calera
Sistema de Producción Agropecuario
Producto
Cultivos Transitorios
Arveja, Cebolla Bulbo, Frijol, Zanahoria,
hortalizas, Papa Criolla, tomate.
Cultivos Permanentes Lulo, Mora, Tomate de
árbol
Cultivos Anuales Maíz, Frijol
Ganadería
1) Bovina, Porcina, Avicultura, Otras Especies.
2)Pastos Naturales, Forrajes
Fuente25: (Gobernacion de Cundinamarca, 2010)
25
Los Sistemas de Producción Agropecuario corresponden al informe de estadísticas de Cundinamarca para el año 2010.
91
MUNICIPIO DE GUASCA 4.4.2
Es un municipio de Colombia localizado en el Departamento de Cundinamarca, en
la región del Guavio, a 50 kilómetros al Nor-Este de la ciudad de Bogotá D. C.,
Capital de la República de Colombia. Cuenta con una población de algo más de
11.000 habitantes (año 2003).
Limita al norte con el Municipio de Guatavita, al Oriente con el Municipio de Junín,
al sur con los Municipios de La Calera y Fómeque y por el occidente con el
Municipio de Sopó. Tiene una temperatura promedio de 15º centígrados y se
encuentra a una altitud de 2.700 metros sobre el nivel del mar, ubicándose entre
los pisos térmicos frío y páramo. Los límites del municipio se encuentran en la
figura 14.
Figura 14. Municipio de Guasca
Fuente: (Alcaldia Municiapl de Guasca, 2015)
SUBDIVISION POLITICA DEL MUNICIPIO DE GUASCA
92
Políticamente el municipio se divide en 15 veredas y adicionalmente se tiene en
cuenta el Centro Urbano para tener una totalidad de 16 Entidades dentro del
municipio, las veredas se relacionan a continuación:
Tabla 10. División Político- Administrativa municipio de Guasca
Cód. Nombre Vereda
0 Centro Urbano
1 Santuario
2 Flores
3 Santa Bárbara
4 Pastor Ospina(Hermano de Mariano Ospina)
5 Floresta
6 San José
7 San Isidro
8 Mariano Ospina
9 Santa Lucia
10 El Salitre (salitre Alto)
11 Santa Isabel de Potosí (Antes llamada Potosí)
12 La Trinidad
13 Santa Ana
14 Concepción
15 La Esperanza
Fuente: (Alcaldia Municiapl de Guasca, 2015)
4.4.2.1 ECOLOGIA DE GUASCA
En el municipio de Guasca se puede destacar a nivel o escala Ecológica el Parque
Nacional Chingaza, la Reserva Natural “Los Encenillos” administrado y custodiado
por la Fundación Natura; El Sendero Ecoturístico “Las Orquídeas”, de la
Organización Bioandina, la cuenca del Rio Siecha y Chipatá.
A nivel Faunístico se encuentran especies animales como el águila real del
páramo, el oso de anteojos, el venado Cola Blanca, el Soche, Tinajos, Borugos,
Periquito de Montaña, Tucán de Montaña de Pico Negro, aves acuáticas (Pato
turrio, la tingua bogotana) entre otros.
En cuanto a Flora se refiere se puede decir que en el municipio se cuenta con un
alto número de frailejones específicamente en las zonas altas o de reserva si se
tiene en cuenta la utilidad de estos en la absorción de humedad o de agua en
estas zonas, el chite, el siete cueros rojo, cedro andino, robles, Gaques y
Encenillos.
93
4.4.2.2 ECONOMIA DE GUASCA
Se Puede decir que la economía de Guasca está basada en la agricultura y la
Ganadería. En el área de la agricultura se puede establecer que los principales
productos son las flores de exportación, la zanahoria, la papa, las fresas.
Por otra parte en la ganadería se puede decir que su uso y producto principal está
basado en la producción de leche.
4.4.2.3 SISTEMAS DE PRODUCCION AGROPECUARIA EN GUASCA
Los Sistemas de Producción Agropecuaria van acordes con la capacidad
productiva y de los recursos naturales presentes en el municipio. También están
sustentados en el uso de los suelos. Los Sistemas Productivos se encuentran
clasificados de la siguiente Manera:
Tabla 11. Sistemas de Producción Agropecuaria de Guasca
Sistema de Producción Agropecuario
Producto
Cultivos Transitorios
Acelga, Arveja, Brócoli, Cilantro, Coliflor, Espinaca, Hortalizas, Lechuga, papa,
Remolacha, Zanahoria.
Cultivos Permanentes Aromáticas, Fresa
Ganadería
1) Bovina, Porcina, Avicultura, Apicultura, Otras Especies.
2)Pastos Naturales, Forrajes
Fuente26
: (Gobernacion de Cundinamarca, 2010)
26
Los Sistemas de Producción Agropecuario corresponden al informe de estadísticas de Cundinamarca para el año 2010.
94
MUNICIPIO DE SOPÓ 4.4.3
Es un municipio del departamento de Cundinamarca, Colombia, ubicado en
la Provincia de Sabana Centro. Se encuentra a 39 km al norte de Bogotá. Fue
fundado en 1653 por Fray Francisco Chacón. Sopó en lengua muisca quiere decir
Piedra o Cerro Fuerte. Hace parte del Área Metropolitana de Bogotá según el
censo DANE 2005; pertenece a la Provincia de Sabana Centro cuya capital
es Zipaquirá y además hace parte de la Diócesis de Zipaquirá.
SUBDIVISION POLITICA DE SOPÓ
En cuanto a barrios se refiere, se puede decir que el municipio contiene los
siguientes: Los Barrios que se encuentran en la zona urbana del municipio son:
Rincón del Norte, Las Quintas, Los Sauces, La Montana, Primera de Mayo, Los
Rosales, El Cerrito, Salamea, Suetana, Centro y Rincón Santo.
Los límites municipales se pueden definir y describir de la siguiente manera:
Al Oriente con el municipio de Guasca
Al Occidente con los Municipios de Cajicá y Chía
Al Norte con el Municipio de Tocancipá
Al Sur con el Municipio de la Calera.
El Municipio cuenta con una extensión total de 111.5 Km², la extensión urbana y
1.06 Km², la Extensión del área rural es de 110.44 Km², la altitud de la cabecera
municipal (metros sobre el nivel del mar) es de 2650msnm, La temperatura
promedio es de 14°C°. En cuanto a veredas se refiere, el municipio se subdivide
en 17 veredas, tal como se ilustra en la tabla 12.
95
Figura 15. Municipio de Sopó
Fuente: (Alcaldia Muniocipal de Sopó, 2015)
Tabla 12. Subdivisión Política del Municipio de Sopó
Cód. Nombre Vereda
0 Centro Urbano
1 HatoGrande
2 Aposentos
3 Pueblo Viejo
4 La Carolina
5 Centro Alto
6 Gratamira
7 Meusa
8 San Gabriel
9 Mercenario
10 Piedra Herrada
11 Agua Caliente
12 Comuneros
13 Violeta
14 Chuscal
15 Bellavista
16 El Mirador
17 La Diana
Fuente: (Alcaldia Muniocipal de Sopó, 2015)
96
4.4.3.1 ECOLOGIA DE SOPÓ
En Mayo de 1999 se Inauguró el Parque Natural y Ecológico Pionono, Ubicado en
el cerro más alto del municipio. Dicho cerro presenta alturas que comprenden
desde los 2.800 mts. Hasta su pico máximo de 3.250 llamado cerro de las águilas.
Por sus características geomorfológicas se ha constituido en una gran reserva
forestal para la recarga de acuíferos, su fauna está representada por mamíferos
como liebres, zorrillo, armadillos, curíes; aves como golondrinas, mirlas,
copetones, reinitas, trogloditas, réptiles y anfibios.
En la zona de Reserva Forestal, en general, encontramos un bosque montano
bajo seco, con su flora característica, zona de subpáramos con manchones
densos de vegetación, bosque alto andino, bosques de encenillos de gran
envergadura en húmedo y exuberante paisaje, en asocio de típica flora como:
gaque ocucharo, chite o escobo, raque, chaque o roso, chusque, mora silvestre,
ciro, manzano, uva camarona, uva de anís, retamo, romero, hayuelo, cordoncillo,
helechos y briofitas tales como musgos y hepáticas que constituyen zonas
importantes de la superficie del suelo en su función de esponja.
El principal propósito del Parque Natural y Ecológico es mantener los recursos de
tal forma que no se afecten ni se priven de ellos a las futuras generaciones. El
objetivo es incentivar el ecoturismo, aquella forma de turismo especializado que se
desarrolla en áreas con gran atractivo natural y se enmarca dentro de los
parámetros del desarrollo humano sostenible.
Por ser Pionono el punto más alto del municipio de Sopó, se puede divisar desde
allí la fastuosa panorámica de Sopó y su valle, así como buena parte de los
municipios aledaños.
4.4.3.2 ECONOMIA DE SOPÓ
La base económica está conformada especialmente por la agroindustria dedicada
a la producción de derivados de lácteos, además algunas gamas industriales
dedicadas a la producción de bienes para el sector de la construcción y la
fabricación de fósforos, le sigue en su orden las actividades comerciales, de
servicio y financieras.
97
4.4.3.3 SISTEMAS DE PRODUCCION AGROPECUARIA EN SOPÓ
Los Sistemas de Producción Agropecuaria van acordes con la capacidad
productiva y de los recursos naturales presentes en el municipio. También están
sustentados en el uso de los suelos. Los Sistemas Productivos se encuentran
clasificados de la siguiente Manera:
Tabla 13. Sistemas de Producción Agropecuaria de Sopó
Sistema de Producción
Agropecuario Producto
Cultivos Transitorios Ajo, Arveja, Maíz, Papa, Papa criolla, Zanahoria.
Cultivos Permanentes Caducifolios, Fresa.
Ganadería
1) Bovina, Porcina, Avicultura, Otras
Especies.
2)Pastos Naturales, Forrajes
Fuente27: (Gobernacion de Cundinamarca, 2010)
POLITICAS DE ACTUACION DE LOS MUNICIPIOS. 4.4.4
Estas Políticas están relacionadas con la manera de actuar en el municipio de
Guasca, con respecto a las actividades propias para las cuales el municipio está
preparado y adaptado con base a sus recursos naturales, al uso de los suelos y a
los intereses del municipio. Estas Políticas son importantes porque son la hoja de
ruta y la base de la reglamentación del uso de Suelo y de lo que se puede hacer
con él con respecto a las actividades económicas. En esta sección se realiza un
resumen de las políticas de actuación en cada uno de los municipios, a través de
una tabla comparativa que se muestra a continuación:
27
Los Sistemas de Producción Agropecuario corresponden al informe de estadísticas de Cundinamarca para el año 2010.
98
Tabla 14. Politicas de Actuacion de los Municipios de la Subcuenca Teusacá
Politicas agropecuarias Politica Forestal Politica MineraPolitica de Usos Sostenible de los
recursos naturalesPolitica de Manejo de Cuencas
La Calera
Una de las causas por las cuales la agricultura y la ganadería han dejado
de ser atractivas en la región es la dificultad para lograr un uso más
productivo, debido a la falta de agua de riego y al papel de las sequias
periódicas. Por esta razón, el Municipio promover· y apoyar· iniciativas y
esfuerzos para establecer sistemas de riego en el valle del Teusacá,
aumentando la disponibilidad de agua en el rÌo mediante concertación
con la EAAB-ESP, operadora del embalse de San Rafael y haciendo
respetar la dotación para este fin.
De la misma manera a las políticas agropecuarias las alianzas
con entidades prestadoras del servicio de agua para riego en
el uso Forestal, ya sea para la producción o para la protección
del recurso. De manera complementaria, ejecutar· a través de
la dependencia competente al interior de la Administración
Municipal y en concertación con otras entidades del orden
regional y nacional, programas de asistencia técnica
agropecuaria, destinados en especial a los pequeños y
medianos propietarios, y promover· la creación de
organizaciones de productores.
El artículo 61 de la Ley 99 de 1993 declaró a la
Sabana de Bogotá, sus páramos, aguas, valles
aledaños, cerros circundantes y sistemas
montañosos como de interés ecológico
nacional, con destinación prioritaria
agropecuaria y forestal, y facultó al entonces
Ministerio del Medio Ambiente para determinar
las zonas donde la minería pueda ser
compatible con dicho principio. En desarrollo de
tal declaración, el Ministerio de Ambiente,
Vivienda y Desarrollo Territorial, a través de la
Resolución No. 1197 de 2004, estableció las
zonas compatibles con la minería de materiales
de construcción y de arcillas en la Sabana de
Bogotá·. En esta Resolución no se delimitan
zonas compatibles dentro de la jurisdicción del
municipio de La Calera, por consiguiente, en
adelante, salvo en los casos expresamente
contemplados en la Resolución, en el territorio
de La Calera no se podrá· desarrollar la
actividad minera
La preservación en su estado debe ser el
tratamiento dado a las áreas cubiertas por
bosque nativo, cualquiera sea su pendiente.
Igual tratamiento se debe aplicar a todos
los cuerpos de agua y a sus franjas o
rondas de protección, donde, además, se
ejecutarán acciones de revegetalización de
riberas. Las áreas no aptas para usos
agropecuarios y cubiertas por pajonales u
otras formas de vegetación pionera, deben
ser objeto de acciones de restauración de
su cubierta vegetal nativa, mediante
programas de reforestación, control de
quemas y eliminación del pastoreo. En lo
posible, se deben establecer corredores
que conecten estas ·reas, con el fin de
favorecer los procesos biogeográficos de
intercambio y evolución natural.
En el Municipio, las principales
rondas de cauce con su zona de
preservación ambiental, son las
correspondientes al río Teusacá, al
río Blanco y a las de sus quebradas
afluentes. Teniendo en cuenta que
para proponer las políticas de las
cuencas es importante identificar
los cauces de los principales ríos
que pasan por el municipio, las
políticas están encaminadas con el
Plan de Ordenamiento Territorial y
Manejo de Cuencas (POMCA) de
las mismas, el cual establece
zonas reforestadas e inhibe las
actividades de tipo industrial o
minero que contamine tales
cauces, a su vez las actividades
agropecuarias por los contenidos
orgánicos como parte de los
desechos.
Guasca
Tiene como propósito contribuir al ordenamiento del territorio del
municipio, mediante el impulso de las actividades productivas rurales
que consulten la oferta y restricciones ambientales, respondan a las
prioridades agrarias, satisfagan la demanda local y de los mercados
regionales y extra – regionales. Esta política privilegiará el desarrollo del
Sector Agropecuario fundamentado en:
1. El crecimiento de la producción de fresas para exportación y
mercados de cadena y de la piscicultura para mercado local y Bogotá.
2. La incursión en cultivos hortofrutícolas como caducifólios y hortalizas
de hoja.
3. El mantenimiento de productos como papa y leche dentro de las
franjas altitudinales en las zonas aptas para el desarrollo de estas
actividades, según la zonificación de uso.
4. Desestimulo a cultivos a gran escala que manejan químicos cercanos
a fuentes hídricas.
5. El desestimulo de la expansión de los actuales cultivos bajo
invernadero
Su propósito es generar en el municipio un cambio hacia una
economía forestal conducente a diversificar los renglones
productivos actuales y a impulsar nuevas opciones de empleo
y de ingresos, acorde a las verdaderas posibilidades
ambientales del municipio. Esta política se localizará en las
zonas de recuperación ambiental y en las de producción
forestal e incluirá acciones silviculturales y agroforestales.
Esta política fomentara la siembra y diversificación de cultivos
de 8 especies nativas.
Esta política busca ordenar la actividad minera
del municipio para evitar explotaciones sin
control y con impactos negativos sobre el
ambiente y los procesos de ocupación y
aprovechamiento del suelo municipal. Esta
política debe ir acompañada de diversificación
de componentes de empleo y alternativas a la
población con el fin de desestimular estas
actividades. Esta política se adecua a las
políticas departamentales y sectoriales mineras
en las que se restringe la actividad minera en
ciertas zonas aledañas a la capital del país. La
política minera considera que la actividad debe
localizarse en las zonas permitidas pata tal fin
sujetas a lo establecido en las resoluciones 222
y 249 de 1994, expedidas por el Ministerio del
Medio Ambiente
Estas políticas se fundamentan en la
utilización de los recursos naturales sin
destruir su capacidad de auto perpetuación.
estas políticas de dirigen a las zonas aptas
para el desarrollo socioeconómico, tanto
con restricciones mayores como menores.
Estas políticas son, de un lado, de tipo
sectorial y de otro, de incentivos a la
conservación y de instrumentos de control.
Entre ellas la política agrícola, la pecuaria,
la forestal, la minera, la piscícola, la
industrial, la turística y las de servicios de
apoyo, articuladas a las nacionales y
departamentales. Estas políticas tienen
como denominador común que consisten
en el uso óptimo de los recursos naturales
con propósitos productivos, mediante su
adecuación a la zonificación propuesta.
Particularmente esta política busca
la conservación de las cuencas de
los ríos vereda La Concepción a fin
de que sirvan para el desarrollo
agropecuario y socioeconómico en
general del municipio.
Sopó
Este tipo de Políticas buscan ordenar y estructurar el uso de los
recursos naturales y del medio ambiente de los predios con este tipo de
vocación, es decir los predios con vocación agropecuaria, permitiendo
así cierto tipo de sistemas productivos y cultivos. entorno regional,
nacional e internacional.
En este tipo de políticas se establece y se prioriza las zonas destinadas
para los distintas actividades de tipo agropecuaria, mediante la definición
de las actividades y la legislación competente. 1. Realizar control sobre
los cultivos de flores, hortalizas y otros productos vegetales bajo
invernadero, con el fin de evitar un impacto ambiental por el uso excesivo
de fertilizantes, plaguicidas que produzcan excesivamente desechos
tóxicos y químicos.
2. Comprende la exigencia de licencias para el funcionamiento de
galpones avícolas y granjas porcicolas, pues al ser explotaciones
pecuarias en confinamiento requieren de estructuras de alto impacto, ya
que generan abundantes residuos sólidos orgánicos y malos olores.
3. Para los predios con vocación y Uso Agropecuario Intensivo, no se
requieren licencias pero si es indispensable cumplir en el acuerdo del
POT de Sopó , con el fin de evitar las afectaciones de zona de
preservación del Sistema Hídrico y del Sistema Orográfico.
4. Para Terrenos destinados o con uso Agropecuario Semi-Intensivo, el
municipio aconseja que se maneje el pastoreo intensivo, con los
cuidados necesarios para evitar la erosion, las inundaciones, las piedras
y otros factores que puedan afectar el debido desarrollo de los mismos,
para el laboreo de este tipo de terrenos se puede usar tractor
Para este tipo de políticas el municipio también provee de una
zonificación específica para el desarrollo de este tipo de
actividad buscando el equilibrio eco sistémico y de los
recursos orográficos e hídricos, se complementa con el
componente silvopastoril comprendido en el POT de sopó,
comprende dos zonificaciones o usos que se describen a
continuación:Para este tipo de políticas el municipio también
provee de una zonificación específica para el desarrollo de
este tipo de actividad buscando el equilibrio eco sistémico y de
los recursos orográficos e hídricos, se complementa con el
componente silvopastoril comprendido en el POT de sopó,
comprende dos zonificaciones o usos que se describen a
continuación:
1. Uso Silvopastoril: Se consideran son mixtas de protección-
producción, que por sus características geomorfológicas y de
suelos, pendientes variadas requieren de usos y prácticas de
carácter protector y productor al mismo tiempo. Dado que son
zonas con susceptibilidad a la erosión y movimientos en
masa.
2. Uso Forestal: Corresponde a zonas donde la pendiente es
brusca o más fuerte, como este tipo de zonas son de índole
productor, cuyo producto principal es la madera, puede
suceder que el bosque desaparezca en forma temporal, a este
tipo de zonas también pueden corresponder zonas arbóreas
de tipo frutal
Para este tipo de políticas el municipio también
provee una serie de actividades y estructuras
que permiten que se desarrolle de manera
adecuada mediante la adecuación y
licenciamiento de predios dedicados o este tipo
de vocación, mediante la zonificaci0on de los
mismos de manera que no altere el medio
ambiente, ni altere las demás actividades
económicas.Corresponden a zonas de industria
Extractiva de minerales y/o materiales de
construcción tales como arena, recebo, piedra,
grava, arcillas y similares.Para este tipo de
actividad de económica se requiere de
licenciamiento por su alto impacto ambiental a
corto, mediano y largo plazo, teniendo en cuenta
que se distinguen 2 tipos de usos o canteras se
requieren ciertas actividades para la
recuperación y por ende, el actuar de las
mismas
Estas políticas se fundamentan en la
utilización de los recursos naturales sin
destruir su capacidad de auto perpetuación.
estas políticas de dirigen a las zonas aptas
para el desarrollo socioeconómico, tanto
con restricciones mayores como menores.
Estas políticas son, de un lado, de tipo
sectorial y de otro, de incentivos a la
conservación y de instrumentos de control.
Entre ellas la política agrícola, la pecuaria,
la forestal, la minera, la piscícola, la
industrial, la turística y las de servicios de
apoyo, articuladas a las nacionales y
departamentales.
Este tipo de Políticas comprende
además de preservar los recursos
hídricos del municipio, recuperar
aquellas cuencas en deterioro
ambiental, mediante programas de
recuperación de las mismas,
mediante actividades como la
reubicación de familias localizadas
en las rondas del rio Teusacá para
evitar inundaciones, inventarios
ecosistemicos de los ríos,
quebradas y humedales existentes,
el incentivo de planes de
reforestación por parte de los
propietarios utilizando especies
nativas
99
4.5 DIAGNOSTICO
Como punto de partida es importante conocer las características de las coberturas
presentes en la zona con el fin de contrastarlas mediante un análisis multitemporal
de las mismas usando imágenes satelitales, la descripción de las coberturas está
basado en el POMCA de la Subcuenca del rio Teusacá centrando especial
atención en los 3 municipios involucrados en el presente documento.
DESCRIPCION DE LA COBERTURA VEGETAL 4.5.1
La clasificación revisada está basada en el estándar de clasificación de los
Bosques húmedos tropicales. El tipo de coberturas presentes según el documento
POMCA proporcionado por la CAR de Cundinamarca cita las siguientes
coberturas presentes en la zona.
Tabla 15. Coberturas de la Subcuenca
Cobertura Porcentaje (Área) Bosque altoandino 0,01
Bosque Plantado 7,1
Bosque Secundario 7,2
Rastrojo 14,15
Matorrales 0,28
Vegetación de páramo 2,89
Papa 2,4
Café 0,01
Invernaderos 0,82
Otros cultivos 12,45
Pastos manejados 50,02
Pastos y rastrojos 0,02
Explotación minera 0,35
Embalses 1,02
Áreas sin vegetación 0,45
Infraestructura mixta 0,16
Zonas urbanas continuas y zonas urbanas discontinuas.
0,65
TOTAL 100%
Fuente: (Corporacion Autonoma Regional de Cundinamarca, 2006)
Cabe aclarar que estas coberturas no agrupan una totalidad de los Sistemas de
Producción agropecuarios de la zona, pero si permiten conocer las tendencias de
las coberturas en la misma para un posterior contraste con la clasificación a
100
realizar en el presente trabajo y como diagnóstico es una medida de partida hacia
los objetivos planteados.
DESCRIPCION DEL USO ACTUAL DEL SUELO 4.5.2
“El uso actual implica el destino que tienen los recursos o el fin que el hombre le
da los mismos, bien por su uso (leña, madera, alimento animal, alimento humano,
generación de energía) o por su no uso (oxigeno, conservación, preservación,
deleite visual, etc)”.
El Uso actual comprende la identificación del fin que los pobladores de la región
dan a la cobertura vegetal existente en su territorio; el término “actual” implica que
se identifica el uso en el momento de realizar la verificación de campo de dicha
cobertura; además establece una información precisa en la fecha de registro.
El trabajo realizado por entidades en el estudio del uso actual de la zona por parte
del IGAC (Instituto Geográfico Agustín Codazzi) y el ICA, para la zona se
encuentra resumido en la tabla 16 de registro de uso actual del suelo. Cada una
de estas clasificaciones tiene su propio código que tiene su propio código para ser
presentado espacialmente a diferentes escalas para una fácil interpretación.
101
Tabla 16. Unidades del Uso Actual del suelo
Uso Actual Porcentaje
en áreas Unidades de Cobertura
USO FORESTAL 27,61
Bosques
Bosque Altoandino
Bosque Plantado
Bosque Secundario
Rastrojo Rastrojos y otra
vegetación secundaria
USO AGRICOLA 16,5 cultivos
papa
café
invernaderos
Otros cultivos
USO PECUARIO 49,68 Pastos Pastos manejados
Pastos y Rastrojos
OTROS USOS 1,87
cuerpos de agua Embalses
Áreas sin vegetación
Explotación minera
Áreas sin vegetación y erosión superficial
USO URBANO DE INFRAESTRUCTURA
0,69
infraestructura mixta infraestructura
mixta
zona urbana
zonas urbanas continuas
zonas urbanas discontinuas
USO ESPECIAL 3,64 vegetación especial
Matorrales de Clima frio
vegetación de páramo
TOTAL 100 Fuente: (Corporacion Autonoma Regional de Cundinamarca, 2006)
ESTRUCTURA DE LA PROPIEDAD Y TENENCIA DE LA TIERRA 4.5.3
En cuanto a tenencia de la tierra se refiere, según las cifras municipales del IGAC
dispuestas en la tabla 17, se tiene evidencia de una concentración de la tierra, a lo
largo de la subcuenca, por ejemplo en la zona correspondiente al municipio de la
Calera el 88% de los propietarios corresponden aproximadamente a 12094, que
corresponden a 12791 predios, poseen el 31% de la superficie del territorio
equivalente a 10.061 has considerando rangos de cero a cinco hectáreas.
102
Mientras que el 40% de la superficie es equivalente a 175493 has, en rangos de
20 a 100 Ha, se encuentran en manos del 2% de los propietarios cuya cantidad es
aproximadamente de 322; asi mismo, los predios de mas de cien hectáreas cuya
superficie es de 5388 Has equivalente al 17% dentro del municipio, se encuentra
en mano del 0.3% de los predios correspondiente a 41 propietarios.
En cuanto al municipio de sopó la situación presenta similitudes a la calera, pues
del 87% de los propietarios 4262, que corresponden a 2917 predios, poseen el
16% de la superficie de territorio equivalente a 1747 hectáreas para rangos de
cero a cinco hectáreas, mientras que el 55% de la superficie equivalente a 6216
has, en rangos de 20 a 100 has, se encuentran en manos del 2% de los
propietarios que son solo 286, asi mismo, los predios de más de cien hectáreas
cuya superficie es de 1184 Ha equivalente al 11% de la superficie de este
municipio se encuentra en manos del 0.2% de los propietarios corresponde a 9
propietarios.
Tabla 17.Tenencia de la tierra en los municipios de Sopó y La Calera
Fuente28
: (Corporacion Autonoma Regional de Cundinamarca, 2006)
De manera adicional a la tabla 18, se cuenta con esta información el 90.9% de los
predios de esta área de drenaje tienen entre 0 y 5 hectáreas de superficie y a
pesar de esta amplia mayoría ocupan apenas cerca del 27% del área total. El 6.96
de los predios tiene entre 5 y 20 hectáreas y ocupan la mayor superficie de la
28
Para la tabla 4-3, solo se tomaron los municipios que están incluidos en la subcuenca en un mayor porcentaje al 25%.
Desde (has) hasta (has)Cantidad de
Prediosporcentaje propietarios porcentaje superficie porcentaje
0 1 5616 53 7216 54 1893,2601 6
1 5 3659 34 4878 34 8167,7,828 26
5 20 1075 10 1524 11 9325,0088 29
20 50 152 1,43 223 1,6 4408,2881 14
50 100 42 0,4 58 0,4 2733,8813 9
100 99999999 24 0,22 41 0,3 5387,6169 17
10568 99,05 13940 101,3 23748,0552 101
0 1 2281 69 3139 62,7 450,9211 4
1 5 636 19 1136 18 1295,8676 12
5 20 286 9 443 8,8 2888,7114 27
20 50 84 2 120 9 2622,7182 24
50 100 36 1 67 1,3 2319,963 22
100 99999999 7 0,2 9 0,2 1183,3833 11
3330 100,2 4914 100 10761,5646 100
La C
aler
aSo
po
total
total
103
subcuenca con el 30% de su área. 39 predios de más de 100 hectáreas ocupan el
23.9% de la subcuenca.
Tabla 18. Porcentaje de Predios y Superficie según extensión de los predios de la subcuenca rio Teusacá
Desde Hasta Predios Porcentaje Superficie Porcentaje
0 1 12238 72,09 2462,40 6,87
1 5 3193 18,81 7153,72 19,97
5 20 1181 6,96 10664,55 29,77
20 50 242 1,42 6794,67 18,97
50 100 82 0,48 4873.27 13,60
100 99999999 39 0,23 8652,08 23,90
Total 16975 100 100
Fuente29
: (Consorcio ECOFOREST LTDA- Planeacion Ecologica Ltda, 2013)
En este tipo de reconocimiento también es importante conocer la cantidad de
predios por municipio incluidos en el área de la subcuenca, teniendo en cuenta
sobre todo aquellos que hacen parte del área rural para cada uno de los
municipios, aunque también se cuenta con la tabla 19 en la cual se discriminan los
predios del área urbana para cada uno delos municipios. Esta información es
pertinente teniendo en cuenta que el área rural influye en el comportamiento del
caudal del rio si se tienen en cuenta las actividades económicas a las cuales se
dedican los predios.
Tabla 19. Predios de propiedad de los municipios
Municipio Predio Rural
porcentaje Predio Urbano
Porcentaje Total Porcentaje
Sopo 46 17 28 23 74 19
La calera 148 53 56 46 204 51
Guasca 83 30 39 32 122 31
Total 277 69 123 31 400 100
Fuente30
: (FAO, 2003), cabe aclarar que solo se tomaron en cuenta aquellos municipios que
representan en la subcuenca al 25% sobre la superficie terrestre.
29
Esta información se extrajó del Consorcio Ecoforest Ltda, en el inventario y reconocimiento predial de la zona usando planchas prediales del IGAC escala 1:10000). 30
104
5 CREACION DEL SIG
Para el desarrollo de este trabajo se pretende mostrar el entorno del SIG, además
de hacer uso del mayor número de datos posible planteados por el modelo, para
obtener resultados con mayor precisión en cuanto a resultados se refiere.
El trabajo se desarrolla en 2 fases, la primera fase corresponde a la exploración de
los datos; esta actividad incluye tareas como la revisión, edición, estructuración e
ingreso de los datos o la información a utilizar al modelo SWAT.
5.1 DATOS DE ENTRADA DEL MODELO SWAT
Previo a realizar la depuración de los datos necesarios para el modelo es
indispensable conocer el esquema de datos usados para correr el modelo con el
fin de minimizar errores y esfuerzos innecesarios en la adquisición de estos,
dentro de la documentación consultada.
Para los análisis de los sistemas de Producción Agropecuaria, encontrados en la
subcuenca Teusacá, se recolecto y estructuro la información básica como la
cobertura vegetal de la zona, los suelos, el clima reportado por las estaciones
presentes en la zona de estudio. Los datos utilizados para el modelamiento siguen
los parámetros que se pueden apreciar en la figura 16.
105
Figura 16. Esquema de Modelo SWAT
Fuente31
: (Argeñal & Urtecho, 2013)
La información mostrada en el recuadro muestra los datos que deben ser
ingresados, aunque la ausencia de algunos de ellos no implica que el modelo no
corra ni arroje resultados, ya que el modelo puede crear a través de su base de
datos interna la información faltante conforme la localización geográfica de la zona
de objeto de estudio. La presencia de toda la información señalada permite
perfeccionar los resultados arrojados por el modelo.
31
Flujo de Trabajo tomado de (Argeñal & Urtecho, 2013)
106
USO E INTERPRETACIÓN DE IMÁGENES DIGITALES 5.1.1
SATELITALES
El Objetivo de usar imágenes satelitales es generar mapas como insumo, las
imágenes utilizadas datan desde el año 1988, 2001 y 2015, provenientes del
sistema de percepción remota Landsat, y descargadas del Portal del servicio
Geológico de los Estados Unidos (GLOVIS USGS); la decisión de utilizar estas
imágenes es determinar los cambios cada 14 años de la cobertura vegetal de la
zona, por cualquier causa, antropológica o natural.
Teniendo en cuenta que el modelo a usar sugiere que las imágenes usadas estén
clasificadas bajo la metodología Corine land Cover32, los sensores usados
corresponden a Landsat 4 TM, Landsat 5 TM y para la imagen del año 2015, el
sensor correspondiente es el denominado como “OLI-TIRS”.
La zona general para la identificación de coberturas se abstrajo con base en un
recuadro que encerraba un área envolvente de los municipios involucrados, así
como también el polígono correspondiente a la subcuenca, El corte se realizó en
cada una de las bandas usando los software ilwis y PCI Geomatic, teniendo en
cuenta que la resolución espectral de la imagen correspondiente al landsat 8 no
era soportada por el software ilwis. Sin embargo se puedo obtener las
coordenadas de las esquinas superior izquierda e inferior derecha como
parámetros de corte de la misma, expuestas en la tabla 20. Por lo general el
método sugerido en ambos Software fue las coordenadas de las filas y columnas
de las imágenes (matrices).
Tabla 20. Coordenadas de la Sección de la subcuenca
Esquina Superior Izquierda Esquina Inferior Derecha
644155.00,553776.94 644155.00,501846.94
Las imágenes que se muestran a continuación están relacionadas con el tiempo y
con una combinación de color específica que permite diferenciarlas y ver a grosso
32
Tomado de los parámetros usados en el Informe denominado IMPACTO DEL USO DE LA TIERRA EN LA GENERACION DE CAUDALES Y SEDIMENTOS: CASO CUENCA DEL RIO TUNJUELO- CUNDINAMARCA ( APLICACION DEL MODELO SOIL AND WATER ASESSMENT TOOL "SWAT") (Uribe Rivera & Valencia Gómez, 2010)
107
modo los cambios ocurridos sobre la superficie terrestre y evaluarlos
cualitativamente a través de una composición de color común a las 3 fechas, no
significando esto que la composición a color expuesta corresponda a la más
representativa para el caso, pero si representando parte del interés del presente
trabajo; La agricultura33 de la zona, usando la composición a color RGB(5,4,1)34
para las imágenes de 1988 y 2001, mientras que para la imagen del 2015
RGB(6,5,2), teniendo en cuenta que el orden de las bandas varían un poco,
respecto unas de otras. Tal como se pueden percibir en la tabla 21.
Tabla 21. Descripción de las Imágenes Satelitales
AÑO 1988 AÑO 2001 AÑO 2015
Corresponde al sensor TM del Sistema Landsat 4. Esta Imagen tiene como fecha de Captura 02-01-1988.
Corresponde al sensor TM del Sistema Landsat 5. Esta Imagen tiene como fecha de Captura 29-01-2001
Corresponde al sensor “OLI-TIRS” del Sistema Landsat 8. Esta Imagen tiene como fecha de Captura 04-01-2015.
Fuente35
: Las imágenes provienen de (Servicio Geologico de los Estados Unidos (USGS),
2015)
Previo a la clasificación supervisada como tal es importante destacar que para
realizar este proceso es importante tomar como base una imagen con
composición de color adecuado que permita identificar las coberturas de interés.
El interrogante surge con respecto a identificar cual es la composición más
adecuada utilizando el OIF (Factor de Índice Optimo), que corresponde a un
33
Tomado de (Cesvi, 2014) 34
Información correspondiente a los distintos Sensores del Sistema Landsat, tomado de (NASA, 2015) 35
Nota: La Combinación de color utilizada Corresponde a RGB(SWIR1,NIR,Blue), teniendo en cuenta que para la imágenes de 1988 y 2001 el Sistema Landsat maneja el mismo Orden de las bandas, mientras que para Landsat 8, es decir la imagen para el año 2015, el orden de las bandas cambia un poco respecto de las ya mencionadas imágenes.
108
estadístico que puede ser usado para seleccionar la mejor combinación a color
óptima de tres bandas de una Imagen Satelital. El cálculo de OIF36 se realiza
sobre todas las bandas que conservan la mayor información espectral, en el cual
entran en juego por lo general aquellas bandas que menos correlación tienen
entre ellas. (ESRI, 2013)
Ecuación 1 Número de Posibles Combinaciones de Color
𝑵 =𝒏!
𝟑!𝑿(𝒏−𝟑)! , 𝒅𝒐𝒏𝒅𝒆 𝒏 𝒄𝒐𝒓𝒓𝒆𝒔𝒑𝒐𝒏𝒅𝒆 𝒂𝒍 𝒏𝒖𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒃𝒂𝒏𝒅𝒂𝒔 𝒆𝒏 𝒋𝒖𝒆𝒈𝒐.
Para este caso el número máximo de posibles combinaciones corresponden a 20.
Las bandas utilizadas para cada uno de las imágenes se encuentran listadas en la
tabla 22.
Tabla 22. Bandas utilizadas en el cálculo del OIF
Landsat 4 Landsat 5 Landsat 8
bandas bandas bandas
B1 azul B1 azul B2 Azul
B2 verde B2 verde B3 Verde
B3 rojo B3 rojo B4 Rojo
B4 NIR B4 NIR B5 NIR
B5 SWIR1 B5 SWIR1 B6 SWIR1
B6 Infrarrojo Térmico B6 Infrarrojo Térmico B7 SWIR2
B7 SWIR2 B7 SWIR2 Fuente: Elaboración Propia
Aclaración: La franja señalada corresponde a las bandas que no se tuvieron en cuenta para la clasificación supervisada.
Se realizaron los cálculos para evaluar la combinación más adecuada que
permitiera clasificar las coberturas terrestres, bajo el estándar anteriormente
mencionado teniendo en cuenta que ciertas combinaciones o incluso las
transformaciones que se aplican (si sucede), permiten una mayor separabilidad y
por ende una mejor clasificación de acuerdo a la temática o interés que se tenga.
36
Referido a la definición citada en la página web (Geocartografo, 2012)
109
Los cálculos de los Índices OIF para cada una de las imágenes seleccionadas, tal
como se ve en la tabla 23.
Tabla 23. Calculo de las OIF para las imágenes Landsat
BANDAS LANDSAT
4-TM BANDAS LANDSAT
5-TM BANDAS LANDSAT
8-OLI
No R G B OIF R G B OIF R G B OIF
1 1 4 5 40,27 1 4 5 34,58 7 6 4 39,87
2 3 4 5 35,64 5 4 1 34,58 5 4 3 38,76
3 4 5 3 35,64 3 4 5 31,66 6 5 2 37,87
4 3 5 4 35,64 3 4 5 31,66 5 6 2 37,87
5 1 4 7 33,87 3 4 5 31,66 7 6 5 36,5
6 7 1 4 33,87 4 5 7 30,66 5 6 7 36,5
7 2 4 5 33,70 4 5 7 30,66 6 5 7 36,5
8 2 5 4 33,70 4 5 7 30,66 7 2 3 36,23
9 2 5 4 33,70 2 4 5 29,52 7 5 3 34,65
10 1 3 4 33,64 1 4 7 26,42 6 5 4 34,65
11 3 5 1 33,02 7 1 4 26,42 6 7 2 34,5
12 2 1 4 31,55 3 4 7 24,96 7 6 2 34,5
13 2 5 3 27,88 4 3 7 24,96 5 6 4 33,65
14 4 3 2 27,57 5 7 1 24,00 4 5 6 33,65
15 5 7 2 27,27 5 7 3 22,14 4 3 5 29,5
16 7 5 2 27,27 3 2 5 20,00 3 4 5 29,4
17 7 3 4 27,04 2 3 4 19,85 5 4 3 29,4
18 3 2 1 23,28 4 3 2 19,85 7 2 3 29,2
19 1 2 3 23,28 7 1 2 13,21 4 3 2 28,56
20 7 3 2 20,89 1 2 3 10,70 2 3 4 28,56
Fuente: Elaboración Propia
Como segunda opción, para buscar una imagen que permita identificar las
coberturas presentes en una imagen satelital, se suele utilizar una combinación de
nuevas bandas que surgen a partir del cálculo de las bandas originales por
coeficientes Tasseled Cap o a través de operaciones entre las mismas Índices de
vegetación.
Transformación Tasseled Cap
110
La transformación Tasseled Cap (Kauth-Thomas) está diseñada para analizar y
representar cambios de vegetación y de desarrollo urbano detectados por diversos
sistemas de sensor de satélite. Se conoce como la transformación Tasseled Cap
debido a la forma de la distribución gráfica de los datos. Fue desarrollada en 1976
por R. J. Kauth y G. S. Thomas del Instituto de Investigación Medioambiental de
Michigan (ERIM). En el documento (Kauth y Thomas, 1976), los investigadores
proporcionaron una lógica para los patrones encontrados en los datos MSS
Landsat de campos agrícolas como una función del ciclo de vida del cultivo.
Esencialmente, a medida que los cultivos crecen desde la semilla hasta la
madurez, hay un aumento neto de infrarrojo cercano y una disminución de
reflectancia roja con base en el color del suelo.
La utilidad de esta transformación se ha ampliado de los cultivos de seguimiento
para al análisis y la representación cartográfica de la vegetación para apoyar una
gran variedad de aplicaciones, como la silvicultura, la gestión de vegetación
industrial, la representación cartográfica y la gestión de ecosistemas, el inventario
y el control del aislamiento del carbono y los créditos, el desarrollo urbano, y
muchas más. También se ha ampliado el soporte de Landsat MSS para incluir
otros sistemas de satélite populares, como Landsat TM y Landsat ETM, IKONOS y
los sensores multiespectrales de alta resolución QuickBird.
Entre las ventajas de la transformación Tasseled Cap se incluyen:
Proporciona una manera analítica para detectar y comparar los cambios en la
vegetación, el suelo y en las características producidas por el hombre en períodos
de corto y largo plazo
Proporciona una manera analítica para comparar directamente entidades de
cobertura de suelo mediante imágenes de satélite de diferentes sensores,
incluidos Landsat, IKONOS y QuickBird
Reduce la cantidad de datos de varias bandas multiespectrales a tres
componentes principales: brillo, verdor y humedad (o material amarillo para
Landsat MSS)
Reduce las influencias atmosféricas y los componentes de ruido en las imágenes,
permitiendo un análisis más preciso. (ESRI, 2013)
111
La transformación Tasseled Cap es un caso especial de análisis de componentes
principales que transforma los datos de imagen a un nuevo sistema de
coordenadas con un nuevo conjunto de ejes ortogonales. El eje principal, llamado
brillo, se deriva estadísticamente y se calcula como la suma ponderada de las
reflectancias de todas las bandas espectrales y representa la mayor variabilidad
en la imagen. El brillo está asociado con el suelo descubierto o parcialmente
cubierto, hecho por el hombre, y las entidades naturales como el concreto, el
asfalto, la grava, los afloramientos de roca y otras áreas descubiertas. Ortogonal al
primer componente, el segundo componente, el verdor, está asociado con la
vegetación verde, mientras que el tercer componente, humedad, es ortogonal a los
primeros dos componentes y se asocia con la humedad del suelo, el agua y otras
entidades húmedas. En Landsat MSS, el tercer componente corresponde a
material amarillo en lugar de la humedad, y representa los cultivos maduros listos
para la cosecha, como diferentes cereales, así como la antigüedad de la
vegetación. Los demás componentes adicionales contienen el ruido y las
influencias atmosféricas de la imagen, como nubes, niebla, diferencias de ángulo
solar y otras más, que se han retirado de los primeros tres componentes más
importantes. (ESRI, 2013)
Estas nuevas bandas surgen como se mencionaba anteriormente, a través de
operaciones entre algunos coeficientes por cada una de las bandas que entran en
juego, tales coeficientes varían según el sistema Landsat del cual provengan las
imágenes. Una breve descripción matemática de esta transformación está descrita
a continuación:
112
Ecuación 2. TASSELED CAP
𝐵𝑟𝑖𝑙𝑙𝑜 = ∑ 𝐶𝑘𝑏×𝑃𝑘
6
𝑘=1
𝑉𝑒𝑟𝑑𝑜𝑟 = ∑ 𝐶𝑘𝑏×𝑃𝑘
6
𝑘=1
𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 = ∑ 𝐶𝑘𝑏×𝑃𝑘
6
𝑘=1
Los coeficientes utilizados para cada una de las imágenes se encuentran
relacionados en la tabla 24.
Tabla 24. Coeficientes Tasseled Cap de Landsat 4-5 TM.
Componentes Banda 1 Banda 2 Banda 3 Banda 4 Banda 5 Banda 7
Brillo 0,3037 0,2793 0,4343 0,5585 0,5082 0,1863
Verdor -0,2848 -0,2435 -0,5436 0,7243 0,0840 -0,1800
Humedad 0,1509 0,1793 0,3299 0,3406 -0,7112 -0,4572
Fuente37
: (Ijaz Khan, 2014)
Para el caso de las primeras imágenes, se utilizaron los coeficientes teniendo en
cuenta el origen de las imágenes, para la clasificación de la imagen y buscando
homogeneidad en los procesos de clasificación y entrenamiento en esta tarea
también para la imagen del año 2015, y el sensor “OLI-TIRS”. Teniendo en cuenta
que los coeficientes variaron respecto a los sensores de las imágenes inicialmente
analizadas. Los coeficientes correspondientes al sensor “OLI-TIRS”, se
encuentran descritos en la tabla 25.
Tabla 25. Coeficientes Tasseled Cap Landsat 8
Componentes Banda 2 Banda 3 Banda 4 Banda 5 Banda 6 Banda 7
Brillo 0,3029 0,2786 0,4733 0,5599 0,5080 0,1872
Verdor -0,2941 -0,243 -0,5424 0,7276 0,0713 -0,1608
Humedad 0,1511 0,1973 0,3283 0,3407 -0,7117 -0,4549
Fuente38
: (Ali Baig, Zhang, Shuai, & Qingxi, 2014)
37
Tomado de “Using Tasseled Cap Transformation Technique to Study the urban Environment, and its effect on pollution, in Lahore, Pakistán”,2014. 38
Tomado de “Derivation of a tasseled cap transformation based on Landsat 8 at satellite Reflectance”,2014
113
Esta Transformación permitió combinar la banda denominada Brillo con las
bandas correspondientes al azul y SWIR1, en el orden
RGB(Brillo,SWIR1,Azul),dado que era las bandas que permitían una mejor
identificación de las coberturas de la zona y con las que se tiene un mejor
entrenamiento.
ELECCIÓN Y APLICACIÓN DEL ALGORITMO DE CLASIFICACIÓN
Con base en las áreas de entrenamiento delimitadas con anterioridad se puede
iniciar el proceso de clasificación, que es automático. El proceso consiste en la
agrupación de todos los píxeles de cada banda espectral en una de las clases
predeterminadas en la etapa anterior. El resultado será una nueva imagen en la
que los ND están categorizados en clases temáticas y ésta se considerará como
un mapa digital de formato ráster.
No obstante, antes de correr la clasificación se requiere elegir el criterio o
algoritmo de asignación. Los más comunes son de mínima distancia, de
paralelepípedos y de la máxima probabilidad o verosimilitud (Instituto Geografico
Agustin Codazzi, 2015). Para este caso en particular se realizó con base en el
algoritmo de mínima distancia teniendo en cuenta que cumplía con las
expectativas de clasificación esperadas con respecto a la realidad.
Para este caso se evidencio mejores resultados con el algoritmo de mínima
distancia, y se utilizó para la clasificación de las imágenes para los años 1988,
2001 y 2015, obteniendo como resultado las figuras 18, 19 y 20,
Respectivamente. Un breve resumen de los procesos realizados para la obtención
de los mapas temáticos necesarios se puede observar en la figura 17.
114
Figura 17. Diagrama de procesos clasificación de coberturas terrestres
Fuente: Elaboración propia
115
Figura 18. Clasificación de coberturas en la subcuenca Teusaca para el año 1988
Fuente: Elaboración Propia
116
Figura 19. Clasificación de coberturas en la subcuenca Teusaca Para el año 2001
Fuente: Elaboración Propia
117
Figura 20. Clasificación de coberturas en la subcuenca Teusaca para el año 2015
Fuente: Elaboración Propia
El grafico No.1, puede mostrar la comparación entre áreas teniendo claro que en
algunas coberturas durante la línea de tiempo han variado de acuerdo a su uso y a
la acción antrópica en su búsqueda para establecer una vivienda, espacio
económico o por disposiciones estatales, mediante reglamentaciones o
normatividad.
118
Grafico 1. Comparativo de áreas por cobertura durante la línea del tiempo.
Fuente: Elaboración propia
DESCRIPCION DE LA LEYENDA USADA EN CADA UNA DE LAS IMÁGENES SEGÚN LA METODOLOGIA CORINE LAND COVER
Como se mencionaba anteriormente la metodología requerida para la clasificación
de coberturas terrestres en el modelo ARCSWAT es Corine Land cover (CLC),
para la cual se determinó cuales coberturas predominaban en la zona de estudio,
y eran fácilmente identificables en las imágenes.
Obteniendo como cuadro resumen de coberturas y teniendo en cuenta la temática
del documento, es decir los sistemas de producción agropecuarios presentes en la
cuenca Teusacá, se obtuvo como resumen de acuerdo al nivel de clasificación las
coberturas relacionadas en la tabla 26.
119
Tabla 26. Resumen de coberturas CLC interpretadas
GRUPO USO COBERTURA
TERRITORIOS ARTIFICIALIZADOS
ZONAS URBANIZADAS Tejido Urbano continuo
TERRITORIOS AGRICOLAS
CULTIVOS PERMANENTES
cultivos confinados (viveros y flores)
PASTOS Pastos limpios
MOSAICO DE AREAS AGROPECUARIAS HETEROGENEAS
Mosaico de pastos y cultivos
BOSQUES Y AREAS SEMINATURALES
BOSQUES
Bosque Denso
Bosque Abierto
AREAS CON VEGETACION HERBACEA
Y/O ARBUSTIVA
Vegetación de Páramo y subpáramo
AREAS ABIERTAS SIN O CON POCA VEGETACION
tierras desnudas o degradadas
SUPERFICIES DE AGUA
AGUAS CONTINENTALES Lagunas
Embalses
Fuente: Elaboración propia
ZONAS URBANIZADAS
Las zonas urbanizadas incluyen los territorios cubiertos por infraestructura urbana
y todos aquellos espacios verdes y redes de comunicación asociados con ellas,
que configuran un tejido urbano. Presenta dos unidades:
Tejido Urbano Continuo: Son espacios conformados por edificaciones y los
espacios adyacentes a la infraestructura edificada. Las edificaciones, vías y
superficies cubiertas artificialmente cubren más de 80% de la superficie del
terreno. La vegetación y el suelo desnudo representan una baja proporción del
área del tejido urbano. La superficie de la unidad debe ser superior a cinco
hectáreas. (IDEAM, 2010)
120
CULTIVOS PERMANENTES
Comprende los territorios dedicados a cultivos cuyo ciclo vegetativo es mayor a un
año, produciendo varias cosechas sin necesidad de volverse a plantar; se incluyen
en esta categoría los cultivos de herbáceas como caña de azúcar, caña panelera,
plátano y banano; los cultivos arbustivos como café y cacao; y los cultivos
arbóreos como palma africana y árboles frutales. (Consorcio ECOFOREST LTDA-
Planeacion Ecologica Ltda, 2013)
Cultivos confinados:
Comprenden las tierras ocupadas por cultivos bajo infraestructuras de
invernaderos, principalmente dedicadas al cultivo de flores, frutales y hortalizas.
Incluye toda aquella estructura cerrada cubierta por materiales transparentes,
dentro de la cual es posible obtener unas condiciones artificiales de microclima, y
con ello cultivar plantas en condiciones óptimas.
En Colombia, los invernaderos se encuentran principalmente instalados en los
altiplanos de los departamentos de Cundinamarca, Boyacá y Antioquia.
Pastos
Comprende las tierras cubiertas con hierba densa de composición florística
dominada principalmente por la familia Poaceae, dedicadas a pastoreo
permanente por un período de dos o más años. Algunas de las categorías
definidas pueden presentar anegamientos temporales o permanentes cuando
están ubicadas en zonas bajas o en depresiones del terreno. Una característica de
esta cobertura es que en un alto porcentaje su presencia se debe a la acción
antrópica, referida especialmente a su plantación, con la introducción de especies
no nativas principalmente, y en el manejo posterior que se le hace.
121
Pastos limpios
Esta cobertura comprende las tierras ocupadas por pastos limpios con un
porcentaje de cubrimiento mayor a 70%; la realización de prácticas de manejo
(limpieza, encalamiento y/o fertilización, etc.) y el nivel tecnológico utilizados
impiden la presencia o el desarrollo de otras coberturas.
En Colombia, se encuentran coberturas de pastos limpios asociadas con una
amplia variedad de relieves y climas, con un desarrollo condicionado
principalmente a las prácticas de manejo utilizadas según el nivel tecnológico
disponible o las costumbres de cada región. (Consorcio ECOFOREST LTDA-
Planeacion Ecologica Ltda, 2013)
AREAS AGRICOLAS HETEROGENEAS
Son unidades que reúnen dos o más clases de coberturas agrícolas y naturales,
dispuestas en un patrón intrincado de mosaicos geométricos que hace difícil su
separación en coberturas individuales; los arreglos geométricos están
relacionados con el tamaño reducido de los predios, las condiciones locales de los
suelos, las prácticas de manejo utilizadas y las formas locales de tenencia de la
tierra.
Mosaico de pastos y cultivos
Comprende las tierras ocupadas por pastos y cultivos, en los cuales el tamaño de
las parcelas es muy pequeño (inferior a 25 ha) y el patrón de distribución de los
lotes es demasiado intrincado para representarlos cartográficamente de manera
individual.El mosaico de pastos y cultivos presenta en la imagen arreglos
geométricos característicos que facilitan su interpretación; así como también una
amplia gama de tonos y colores debido a sus diferentes estados vegetativos y las
variadas prácticas de manejo. (Consorcio ECOFOREST LTDA- Planeacion
Ecologica Ltda, 2013)
122
Bosque
Comprende las áreas naturales o seminaturales, constituidas principalmente por
elementos arbóreos de especies nativas o exóticas. Los árboles son plantas
leñosas perennes con un solo tronco principal, que tiene una copa más o menos
definida.
De acuerdo con FAO (2001), esta cobertura comprende los bosques naturales y
las plantaciones. Para la leyenda de coberturas de la tierra de Colombia, en esta
categoría se incluyen otras formas biológicas naturales, tales como la palma y la
guadua.
Bosque Denso
Cobertura constituida por una comunidad vegetal dominada por elementos
típicamente arbóreos, los cuales forman un estrato de copas (dosel) más o menos
continuo cuya área de cobertura arbórea representa más de 70% del área total de
la unidad, y con altura del dosel superior a cinco metros. Estas formaciones
vegetales no han sido intervenidas o su intervención ha sido selectiva y no ha
alterado su estructura original y las características funcionales (IGAC, 1999).
Bosque Abierto
Cobertura constituida por una comunidad vegetal dominada por elementos
típicamente arbóreos regularmente distribuidos, los cuales forman un estrato de
copas (dosel) discontinuo, con altura del dosel superior a cinco metros y cuya área
de cobertura arbórea representa entre 30% y 70% del área total de la unidad.
Estas formaciones vegetales no han sido intervenidas o su intervención ha sido
selectiva y no ha alterado su estructura original y las características funcionales.
(Consorcio ECOFOREST LTDA- Planeacion Ecologica Ltda, 2013)
123
AREAS CON VEGETACION HERBACEA Y/O ARBUSTIVA
Comprende un grupo de coberturas vegetales de tipo natural y producto de la
sucesión natural, cuyo hábito de crecimiento es arbustivo y herbáceo,
desarrolladas sobre diferentes sustratos y pisos altitudinales, con poca o ninguna
intervención antrópica.
Para la leyenda de CORINE Land Cover adaptada para Colombia, en esta clase
se incluyen otros tipos de cobertura tales como las áreas cubiertas por vegetación
principalmente arbustiva con dosel irregular y presencia de arbustos, palmas,
enredaderas y vegetación de bajo porte. (Consorcio ECOFOREST LTDA-
Planeacion Ecologica Ltda, 2013)
Vegetación de paramo y subparamo
AREAS ABIERTAS SIN O CON POCA VEGETACION
Comprende aquellos territorios en los cuales la cobertura vegetal no existe o es
escasa, compuesta principalmente por suelos desnudos y quemados, así como
por coberturas arenosas y afloramientos rocosos, algunos de los cuales pueden
estar cubiertos por hielo y nieve.
Tierras desnudas y degradadas
Esta cobertura corresponde a las superficies de terreno desprovistas de
vegetación o con escasa cobertura vegetal, debido a la ocurrencia de procesos
tanto naturales como antrópicos de erosión y degradación extrema y/o condiciones
climáticas extremas. Se incluyen las áreas donde se presentan tierras salinizadas,
en proceso de desertificación o con intensos procesos de erosión que pueden
llegar hasta la formación de cárcavas.
AGUAS CONTINENTALES
124
Son cuerpos de aguas permanentes, intermitentes y estacionales que comprenden
lagos, lagunas, ciénagas, depósitos y estanques naturales o artificiales de agua
dulce (no salina), embalses y cuerpos de agua en movimiento, como los ríos y
canales. (Consorcio ECOFOREST LTDA- Planeacion Ecologica Ltda, 2013)
Lagunas, Lagos y/o Ciénagas naturales
Superficies o depósitos de agua naturales de carácter abierto o cerrado, dulce o
salobre, que pueden estar conectadas o no con un río o con el mar. En la zona
andina hay cuerpos de agua (lagos y lagunas) situados en alta montaña que
constituyen las áreas de nacimiento de ríos.
En las planicies aluviales se forman cuerpos de agua denominados ciénagas, que
están asociadas con las áreas de desborde de los grandes ríos.
Cuerpos de agua artificiales
Esta cobertura comprende los cuerpos de agua de carácter artificial, que fueron
creados por el hombre para almacenar agua usualmente con el propósito de
generación de electricidad y el abastecimiento de acueductos, aunque también
para prestar otros servicios tales como control de caudales, inundaciones,
abastecimiento de agua, riego y con fines turísticos y recreativos. Durante los
períodos de nivel bajo de las aguas, dentro del proceso de manejo de los
embalses, pueden quedar expuestas franjas de tierra seca que deben ser
incluidas en esta unidad. (Consorcio ECOFOREST LTDA- Planeacion Ecologica
Ltda, 2013)
GENERACIÓN DE UN MODELO DIGITAL DE ELEVACIONES 5.1.2
Siguiendo los parámetros planteados es importante realizar un análisis espacial de
la zona de estudio de la cuenca para reducir los errores en cuanto al uso del suelo
125
se refiere en el análisis de alturas, además también es importante identificar las
micro cuencas y ver su comportamiento con respecto al eje o cauce central.
El Modelo Digital de Elevación (MDE) fue descargado desde la página de la
NASA, correspondiente al departamento de Cundinamarca, el cual sirvió como
capa base para cortar la zona objeto de estudio a través del proceso de
delimitación de subcuencas, los parámetros del Modelo están descritos en la tabla
27 ,Que aparece a continuación:
Tabla 27. Parámetros Modelo Digital de Elevación
Fuente: (Servicio Geologico de los Estados Unidos (USGS), 2015)
Parametro Descripcion
Columnas and rows 2268,2267
Numbers of bands 1
Cell size (x,y) 90,9
Uncompressed size 11.54 MB
Format IMAGINE Image
Source Type Generic
Pixel Type signed integer
Pixel depth 16 bit
Nodata value 32767
colormap absent
Pyramids level:3, resampling:nearest neighbor
compression RLE
Mensuration capabilities Basic
Status Permanent
Spatial Reference Undefined_Transverse_Mercator
Linear Unit Meter(1.000000)
Angular Unit Degree(00.0174532925199433)
False easting 1000000
false northing 1000000
central meridian -74,080916666667
scale factor 1
latitude of origin 4,59904722222222
Build Parameters skipped columns:1,rows:1, ignored value
Min 119
max 4149
Mean 1937,576754
Std. Dev 1068,708541
126
El Modelo Digital de elevación permite evaluar las alturas, pendientes, además de
evaluar la red hídrica de la cuenca, asi mismo al delimitar la red hídrica implica de
la zona de estudio permite ver las subcuencas presentes, que a su vez permiten
homogeneizar ciertas zonas con base en la subdivisión de la cuenca, a estas
zonas se les denomina URH (unidades de reacción Hidrológica).
INFORMACIÓN DE SUELOS 5.1.3
El Mapa de suelos corresponde al estudio de suelos del departamento de
Cundinamarca realizado por el IGAC, en una escala 1:100000 del año 2006
correspondiente a la Plancha No. 228, en formato shapefile (Shp), archivo al que
posteriormente se le debe agregar o calcular algunos atributos que complementan
la información básica contenida en el archivo entregado, y que son indispensable
en el momento del modelamiento.
El modelo requiere atributos como la conductividad, densidad aparente y
Disponibilidad de agua en el suelo; y en algunos casos hasta de porcentaje de
Carbono y granulometría, estén presentes en esta capa. De no tener es
importante diligenciarlos o calcularlos y luego adherirlos, ya que el modelo
necesita alimentar la base de datos del usuario, antes de ser ejecutado.
127
Figura 21. Mapa de suelos subcuenca rio Teusacá
Fuente: (Instituto Geografico Agustin Codazz, 2006)
Como la capa suministrada por el IGAC, los suelos no contaban con la información
diligenciada como la humedad relativa, porosidad, perfiles, numero de horizontes,
etc, como se mencionaba anteriormente son indispensables para que el modelo
cree su base de datos interna correspondiente a los suelos, pero aunque no
estaba diligenciada el IGAC si provee de información documentación adjunta con
la documentación en la cual se encuentran los datos anteriormente mencionada.
La información adicional se puede ver reportada en la tabla 28.
128
Tabla 28. Características Físicas de los Suelos Utilizadas en la Modelación Hidrológica
Fuente: Elaboración Propia
PERFIL SNAM USLE
SOL_Z
(Profundidad
mm)
Densidad
Aparente
(g/cm³)
disponibilidad de
Agua en el suelo
(mm/mm)
conduc tividad
hidraulica
(mm/hr)
SOL_CBN
carbono(%)
% ARCILLA
(CLAY)
% LIMOS
(SILT)
% ARENA
(SAND)
CU-132 MEFg 0.13 180 1.0 0.1 108.3 15.7 8 24 68
CU-149 MGFe 0.12 220 1.2 0.2 14.4 5.3 34 32 34
0.14 300 1.0 0.2 145.0 5.5 4 34 62
0.14 300 1.0 0.2 145.0 5.5 4 34 62
0.14 300 1.0 0.2 145.0 5.5 4 34 62
0.13 250 1.1 0.1 91.9 8.6 10 24 66
0.13 600 1.1 0.1 65.1 8.3 14 22 64
0.13 800 1.1 0.1 91.7 3.8 10 22 68
CC-284 MGTd 0.13 450 1.1 0.1 65.6 27.3 14 24 62
CC-226 MLCc 0.12 220 1.1 0.2 18.6 3.7 32 32 36
0.12 220 1.1 0.2 18.6 3.7 32 32 36
0.12 310 1.2 0.1 6.5 2.2 2.2 48 32
0.12 510 1.3 0.1 2.3 1.3 1.3 58 24
CC-226 MLCe 0.14 260 1.0 0.2 68.6 12.9 14 36 50
0.11 110 1.3 0.1 3.7 4.6 50 26 24
0.12 290 1.3 0.1 3.1 1.5 50 24 26
0.15 710 1.2 0.1 4.1 0.7 52 28 20
0.15 1500 1.2 0.1 4.1 0.3 52 28 20
0.11 110 1.3 0.1 3.7 4.6 50 26 24
0.12 290 1.3 0.1 3.1 1.5 50 24 26
CC-94 MLSg 0.13 320 1.1 0.1 55.8 4.2 16 26 58
0.28 180 0.7 0.2 31.9 1.3 35 60 5
0.28 400 0.7 0.2 24.4 1.3 41 55 4
0.12 190 1.2 0.1 13.2 0.7 30 18 18
0.11 360 1.3 0.1 10.8 3.5 34 24 24
0.14 480 1.2 0.1 5.1 1.9 40 20 20
0.12 190 1.2 0.1 13.2 0.7 30 18 18
0.11 360 1.3 0.1 10.8 3.5 34 24 24
0.14 480 1.2 0.1 5.1 1.9 40 20 20
0.12 190 1.2 0.1 10.8 3.5 34 24 42
0.11 360 1.3 0.1 5.1 1.9 40 20 40
0.14 480 1.2 0.1 13.2 0.7 30 18 52
0.13 320 1.1 0.1 55.8 4.2 16 26 58
0.14 480 1.2 0.1 13.2 0.7 30 18 52
0.11 110 1.3 0.1 3.7 4.6 50 26 24
0.12 190 1.2 0.1 10.8 3.5 34 24 42
0.11 360 1.3 0.1 5.1 1.9 40 20 40
0.14 480 1.2 0.1 13.2 0.7 30 18 52
0.13 320 1.1 0.1 55.8 4.2 16 26 58
0.14 480 1.2 0.1 13.2 0.7 30 18 52
0.11 360 1.3 0.1 5.1 1.9 40 20 40
0.12 190 1.2 0.1 10.8 3.5 34 24 42
0.13 160 1.2 0.1 9.6 0.9 48 38 14
0.12 410 1.1 0.2 49.3 4.5 18 32 50
0.14 520 1.1 0.2 22.4 3.0 28 32 40
0.17 660 1.1 0.2 16.4 1.6 38 42 20
CC-205 MMJc 0.14 300 1.0 0.2 145.0 5.5 4 34 62
CC-174 MMKc 0.11 150 1.1 0.1 91.2 8.7 20 14 66
CC-174 MMKd 0.11 150 1.1 0.1 91.2 8.7 20 14 66
AC-40 MMVe 0.28 180 1.0 0.2 31.9 1.3 35 60 5
0.28 180 1.0 0.2 31.9 1.3 35 60 5
0.28 400 1.0 0.2 24.4 1.3 41 55 4
AC-19 RLOa 0.09 300 1.3 0.1 1.2 4.4 64 16 20
0.12 360 1.2 0.2 14 8.0 33 32 38
0.12 780 1.2 0.1 32.4 3.0 22 24 54
0.11 920 1.1 0.1 108.8 4.0 8 16 76
0.11 1180 1.1 0.1 108.8 19.0 8 16 76
AC-14 RMOa 0.09 300 1.3 0.1 1.2 4.4 64 16 20
MU-1 RMQa 0.12 360 1.2 0.2 14.0 8.0 33 32 38
CU-132 RMRa 0.14 360 68 0.1 148.5 8.7 4 26 70
0.14 180 1.0 0.2 45 5 9 50 41
0.14 450 1.1 0.2 40 5 11 40 49
0.12 700 1.2 0.1 30 5 15 20 65
0.12 700 1.2 0.1 30 5 15 20 65
RLQaAC-8
ZU
MLVfCC-307
MMCdCC_230
MMVfAC-40
MLKdMU-9
MLTdAC-69
MLVeCC-307
CU-126 MGFf
CU-107 MGSg
MLCdCC-226
129
Cabe aclarar que esta información en el ingreso de datos del modelo se debe
registrar en el campo de usersoil que está en la base de datos SWAT2012.
INFORMACION CLIMATICA DE LA ZONA 5.1.4
Dentro de la información climática requerida por el modelo se encuentra los datos
de precipitación, temperatura Máxima y Mínima; El Instituto de Hidrología,
Meteorología y Estudios ambientales (IDEAM), proporciono el contenido de la
zona de estudio, correspondiente a las estaciones administradas por la entidad
desde el año 1985 al año 2015.
También la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR
Cundinamarca) proporciono información climática correspondiente a las
estaciones que están bajo su administración y que de la misma manera que el
IDEAM aportaba datos históricos aproximadamente desde el año 1977, para el
caso del IDEAM, el resumen de las estaciones e información climática aportada
por la entidades, se encuentra reportada en la tabla 29.
Tabla 29. Estaciones Registradas seleccionadas
ID NAME LATITUD LONGITUD ELEVACION ENTIDAD
21205920 SUASUQUE 4,49 73,57 2650 IDEAM
21205700 GUASCA 4,52 73,52 2750 IDEAM
21205850 EL COLOMBIANO 5,02 73,5 2567 IDEAM
21201250 SAN PEDRO 4,52 73,58 2600 IDEAM
2120103 SANTA TERESA 4,75 73,93 2992 CAR
2120134 PARQUE SOPÓ 4,94 73,98 2576 CAR
2120734 PUENTE VARGAS 4,92 74,01 2572 CAR
2120788 PUENTE ADOBES 4,89 73,96 2575 CAR
2120872 PUENTE LA
CALERA 4,73 73,96 2690 CAR
2120878 VERGEL EL 4,86 73,95 2575 CAR
2120989 SIMAYA 4,72 73,62 2578 CAR
Fuente: Elaboración Propia
Como se puede evidenciar las estaciones tienen una referencia geográfica
determinadas por 3 coordenadas que son latitud, longitud y Elevación, con su
respectiva representación cartográfica en la zona de estudio, tal como se puede
ver en la figura 22. Conservando solo aquellas que se encontraban dentro del área
130
de la subcuenca, y que preferiblemente aportaran en su mayoría información tanto
de Precipitación como de temperatura, razón por la cual al realizar la depuración
solo se tomaron 4 que cumplían de alguna manera con lo requerido en el modelo.
Figura 22. Estaciones Climatológicas
Fuente: Elaboración Propia
Tal como se mencionaba anteriormente, una vez se depuro la información y se
seleccionó aquellas estaciones que estaban en el área con la datos suficientes,
es indispensable estructurarla de manera tal que el modelo lo identifique, para lo
cual , se deben establecer en una estructura en el cual exista un archivo padre con
131
el listado de las estaciones, con la información de ID, Nombre, latitud, longitud y
elevación, según los documentos y la guía rápida del usuario consultados ,
plantean que los datos tanto de precipitación como de temperatura deben ser
guardados en archivos de texto (.txt). Siguiendo la estructura que se establece en
la guía rápida del usuario, en la cual la primera línea corresponde a la fecha inicial
de la serie de datos, y a partir de la segunda línea los datos como tal, queriendo
decir esto que deben existir correspondencia entre la cantidad de archivos de
precipitación y archivos de temperatura. Un breve bosquejo de lo mencionado se
encuentra reflejado en la figura 23.
Figura 23. Estructura de Datos
Fuente39: (Uribe, SWAT-Conceptos básicos y Guía rapida para el usuario (Version SWAT
2005), 2010)
Como se puede ver existe una aclaración en el caso de que no existan datos o
falten en el histórico, porque por distintas razones a veces las estaciones suelen 39
Tomado del manual y guía rápida para el usuario y Documentos del Foro ArcSWAT en Latinoamérica
132
descalibrarse y dejar de reportar a los servidores de las estaciones, con lo cual se
deben anotar o completar con otro dato (-99), de manera tal que se complete las
series de datos. En el resumen de información, solo se considera la información
correspondiente a cuatro estaciones, partiendo del hecho que las estaciones
enunciadas en la tabla 29, se encontraban incompletas, y desde luego las 4
escogidas no fueron excepción pero en menor grado que las demás, en la tabla
30 se muestran las estaciones finalmente consideradas para el resumen.
Tabla 30. Estaciones con reportes climatológicos para ArcSWAT
ID NOMBRE LATITUD LONGITUD
2120103 Santa Teresa 4.75 73.93
2120134 Parque Sopó 4.94 73.98
2120734 Puente Vargas 4.92 74.01
2120878 El vergel 4.86 73.96
Fuente: Elaboración propia
Posteriormente la información se debe enlistar y encarpetar tal como se muestra
en la figura 24.
133
Figura 24. .Estructura de la Información en el Directorio del ordenador
Fuente: Elaboración propia
Una vez se tienen ordenados y almacenados los datos en los formatos y
estructuras requeridas, el modelo muestra que es importante realizar análisis
estadísticos del clima mediante gráficos y cálculo de datos necesarios, este
análisis se realiza mediante el uso de una macro “WGN” de Excel diseñada y
dispuesta en la página de SWAT.
Los valores calculados por esta macro a su vez quedan alojados en una base de
datos interna del modelo, en la cual el usuario puede ver las estaciones que va a
usar y los valores calculados.
134
Tabla 31. Parámetros Climáticos de la tabla userwgn
Fuente: (Uribe, SWAT-Conceptos básicos y Guía rapida para el usuario (Version SWAT 2005),
2010)
135
Figura 25. Interfaz de la Macro WGN.
Fuente: Elaboración propia
La Macro se compone de 3 Botones principales de acción, y 4 campos o espacios
para completar. Para comenzar es importante destacar la funcionalidad de los
botones, para comenzar esta el botón START el cual como intuitivamente se
puede pensar es el encargado de ejecutar las acciones y realizar los cálculos que
se necesita el modelo cuando el usuario ingresa el generador de clima local, el
boton “Save Output for ArcView” que guarda los datos para ser usados en una
interfaz ArcView y el boton “Save Output for ArcMap” que guarda los resultados
calculados y posterior utilización en la interfaz ArcMap, el cual es útil pues el
modelo SWAT, funciona como una extensión en esta.
Para hablar de los espacios existen cuatro, tres de los cuales se deben completar
con la información pertinente, el primero de ellas corresponde al directorio donde
se encuentran los archivos de texto, el 2 campo corresponde denominado como
“Input Data File”, se debe completar con el archivo Excel cuyo nombre siempre
debe mantenerse como “SampleFileList” y es en el cual se describen cada uno de
los archivos creados y es a través del cual la macro reconoce los documentos y
realiza los cálculos. El siguiente campo denominado como “Name of ArcMap
Table” en el cual siempre se completa con “BD SWAT” que corresponde al archivo
1
136
que se creara automáticamente y en donde quedaran los cálculos climáticos
hechos por la macro. El cuarto y último campo corresponde al denominado
“Names of statistic files, separated by commas (no spaces)”, nunca debe ser
diligenciado pues este se llena solo mientras la macro se ejecuta y van
apareciendo los nombres que la macro le asigna a los archivos de los cálculos
climáticos por estación y los cuales son en formato de hoja de cálculo junto al
archivo general “WGNCalculations” el cual es un resumen de los mismos y cuyos
nombres corresponden a los de las estaciones. Tal como se puede evidenciar en
la figura 26.
Figura 26. Generación de archivos de Cálculo por estación en el directorio
Fuente. Elaboración propia
Como experiencia, el proceso de conocimiento de esta matriz resulta un poco
compleja teniendo en cuenta que no existe un adiestramiento apropiado de la
misma y la documentación que existe es confusa o poco clara y además de todo,
escasa. Los procesos realizados resultan de pruebas de error y evaluación de
resultados que se deben ver reflejados en la Base de datos principal alojada en el
momento de instalar el modelo y que servirá cuando se empiecen a cargar los
mapas correspondientes a cada año, y su posterior ejecución de la simulación de
los escenarios. Cabe mencionar que la correcta ejecución o aparición de errores
radica en la configuración regional del pc, correspondiente a los signos de los
valores que se registren en Excel, ya sea el punto o la coma para la separación de
los decimales. Además de la versión de Excel con la que se cuente. Una vez se
terminan los cálculos en la macro los resultados se ordenan de tal manera que se
137
puedan ingresar en la base de datos del modelo para posteriormente combinarlos
y realizar el modelamiento con las capas y datos capturados.
Como complemento a la utilización de las herramientas provistas para usar el
modelo, se crearon los climogramas que posteriormente se verán reflejados en el
documento los cuales surgen de los datos de temperatura y precipitación para
cada una de las estaciones con reportes completos. Es importante destacar que
un climograma corresponde a un gráfico que sintetiza las características
principales del clima de una determinada localidad. A diferencia del tiempo, que
es el estado de la atmósfera en un momento dado y en un lugar específico,
el clima hace referencia al promedio de las condiciones meteorológicas en ese
lugar. Para estudiar el clima, entonces, es necesario registrar durante muchos
años -más de 10- los diversos elementos climáticos (temperatura, precipitación,
presión, humedad, viento, nubosidad y otros fenómenos meteorológicos, tales
como nieve y granizo), calcular el promedio de dichos registros y determinar sus
variaciones a lo largo del tiempo.
La temperatura y la precipitación no sólo son los elementos climáticos más
importantes, sino que también son los más fáciles de medir. En consecuencia, los
registros y estadísticas de temperatura y precipitación son mucho más abundantes
que los de los otros elementos.40Para realizar este tipo de gráficos por lo general
se realiza utilizando el valor de las precipitaciones totales mensuales (en mm)
durante los años de análisis y la temperatura media mensual.
40
Tomado de https://www.educ.ar/dinamico/UnidadHtml__get__5224f21e-7a07-11e1-83ab-
ed15e3c494af/index.html
138
Grafico 2. Climograma Histórico Estación Santa Teresa
Fuente: Elaboración propia
Grafico 3. Climograma Histórico Estación Parque Sopó
Fuente: Elaboración propia
139
Grafico 4.Climograma Histórico Estación Puente Vargas
Fuente: Elaboración Propia
Grafico 5.Climograma Histórico Estación El Vergel
Fuente: Elaboración Propia
140
Como se puede ver, existen ligeros cambios en los gráficos, lo cual lleva a pensar
que dentro de la zona pueden existir microclimas y como tal se pueden ver
reflejados estos cambios o heterogeneidad climática en la zona, lo cual conlleva a
una variedad de ecosistemas y elementos bióticos y ambientales que varían en la
subcuenca.
5.2 INTERFAZ DEL MODELO SWAT- USANDO ARCMAP
La Interfaz usada por el modelo usando como medio ArcMap, es muy intuitiva y
funciona como una extensión más dentro del software SIG, al igual que una
extensión común que el usuario deba activar la extensión del modelo usado, el
cual se destaca por usarse pestañas durante el procesamiento de la información y
los datos. Se debe aclarar que se deben activar otras extensiones de análisis
espacial, ya que el modelo funciona al parecer conjuntamente con el modelo, para
el análisis y delimitación de las cuencas hidrográficas.
Una vez se activa la extensión del modelo y se despliega la barra en el espacio de
trabajo, de la siguiente manera:
Figura 27. Barra de Herramientas del modelo ARCSWAT
Fuente: Elaboración propia
La barra de herramientas dela pantalla principal que contiene el menú de inicio
ofrece al usuario 6 opciones: SWAT Project Setup, watershed delineator, HRU
Analysis, write input Tables, Edit SWAT Input Menu y SWAT simulation.
Los menús personalizados del ArcSWAT contienen los comandos necesarios para
procesar los datos de la cuenca, generar archivos de entrada para ArcSWAT,
correr el modelo, y mostrar los resultados. La variedad de comandos en cada uno
de los seis (6) menús están listados de arriba hacia abajo y deben ser procesados
en este orden de secuencia. Debido al número de diferentes pasos requeridos
para procesar la información, la interface mantiene un registro del usuario y no
permite que el usuario seleccione comandos hasta que los comandos prioritarios
hayan sido ejecutados.
A continuación, se podrán ver la funcionalidad de los diferentes menús disponibles
en la barra de herramientas ArcSWAT.
141
SWAT PROJECT SETUP
Este menú de configuración contiene los elementos que controlan la configuración
y gestión de los proyectos en ArcSWAT. Un proyecto en ArcSWAT consta de un
directorio que contiene un documento de ArcMap, geodatabases y en un
subdirectorio para el almacenamiento temporal de la información geográfica y
archivos de entrada para SWAT 2012.
Figura 28. Botón SWAT Project Setup
Fuente: Elaboración propia
Al desplegar el menú de opciones de esta barra, en primera instancia
encontraremos las opciones típicas ofrecidas al usuario de manera tal que permita
ordenar su trabajo, en virtud de esto se establece crear un proyecto o espacio en
el cual el mismo, llamar proyectos ya creados, eliminarlos, guardar cambios en los
mismos o copiarlos.
WATERSHED DELINEATOR MENU
El Menú delimitación de la cuenca el cual se llamara watershed como aparece en
la interface contiene todos los comandos requeridos para importar y procesar los
mapas y tablas en ArcGIS utilizados para el proyecto. Este comando estará
habilitado una vez se crea el proyecto, y con ello las operaciones subsiguientes a
la creación al menú watershed. el cual permitirá ingresar los parámetros que usara
el modelo a través del despliegue de una ventana sobre la cual se modificaran las
opciones con base a datos locales. La forma de trabajo del modelo en este menú
se puede ver en las figuras 29 y 30 respectivamente.
142
Figura 29. Menu Watershed Delineator
Fuente: Elaboración propia
Figura 30. Ventana de Ingreso de parámetros Watershed Delineator
Fuente: Elaboración propia
La ventana se encuentra subdividida en cinco secciones correspondientes a la
Información del Modelo Digital de Elevaciones (DEM, definición del flujo, definición
de subcuencas y definición de salidas y cálculos de parámetros de subcuencas, la
ventana contiene cajas en los cuales se debe cargar el DEM y adicionalmente
limpiar los defectos y agujeros que este contenga el archivo, calcula la dirección y
acumulación del flujo presentes en la cuenca, usando de manera similar las
herramientas usadas en las herramientas de Hidrology en ArcMap. En esta
sección es casi imprescindible tener bien agrupados en una carpeta de trabajo los
datos a usar pues el modelo permite agilizar procesos si además se complementa
con shp de las redes hidrológicas, pues evitaría la demora del modelo en estos
cálculos.
Esta ventana como se puede observar es muy “amigable” a un usuario, pues
presenta iconos sobre los cuales están implícitas las acciones que realizaran o a
143
través de los cuales se ingresaran los datos requeridos para el correcto
modelamiento.
HRU ANALYSIS MENU
Para ingresar los mapas o capas correspondientes al uso y cobertura de la tierra y
detallar la caracterización de la pendiente, se realiza a través del comando HRU
Analysis, que se encuentra en la tercera posición de la barra de herramientas de
ArcSWAT. Estas herramientas permiten a los usuarios cargar el uso del suelo y al
archivo correspondiente a los suelos (propiedades) actuales, con el fin de evaluar
características de pendiente y determinar las combinaciones y las distribuciones
existentes entre el uso-suelo-pendiente de manera tal que permita la correcta
delimitación de las cuencas.
Figura 31. Menú HRU Analysis
Fuente: Elaboración propia
Figura 32. Ventana de Ingreso de Uso-Suelos-Pendiente
Fuente: Elaboración propia
144
Como se puede ver la pestaña está diseñada por separadas para tener mayor
fiabilidad en el momento del ingreso de los datos mencionados.
Figura 33. Menu WRITE INPUT TABLES MENU
Fuente: Elaboración propia
En este menú, se podrán cargar los datos meteorológicos que previamente se
crearon mediante el uso de la macro WGN, previamente explicada, la cual crea
archivos compatibles con el modelo (.prn) y que previamente se ingresaron en la
base de datos nativa del modelo (SWAT 2012) , una vez se realizaron los cálculos.
En este apartado también se desplegara una ventana en la cual el modelo de
trabajo será el ingreso de la información a través de pestañas que permitirán llevar
un orden al usuario de manera tal que este no deje editar datos o pase por alto.
Figura 34. Ventana de Ingreso de datos meteorológicos
Fuente: Elaboración propia
145
MENU EDIT SWAT INPUT
El menú Edit SWAT input le permite al usuario editar las bases de datos del
Modelo SWAT y las bases de datos de los archivos que contienen las entradas del
flujo de caudal para el modelo. Seleccione el menú editar SWAT de entrada con el
mouse. Este menú de opciones permite cambiar los datos de entrada, son listados
en el menú de entrada. Este menú de opciones de alguna manera es opcional,
pues se trata de reeditarlos datos previamente ingresados por lo cual se deben
cambiar plantear nuevos parámetros, razón por la cual resulta recomendable
recomenzar el proceso de acceso de información desde el inicio esto implica crear
un nuevo proyecto.
Figura 35. Menu Edit SWAT Input
Fuente: Elaboración propia
SWAT SIMULATION MENU
Este menú SWAT Simulation permite al usuario ajustar y ejecutar el modelo
SWAT, desplegar los resultados, realizar análisis de sensibilización y ante todo
realizar la auto-calibración del modelo, que permitirá obtener mejores resultados o
ajustarlos. En lo practico resulta la última etapa pues en esta se ejecuta el modelo
y se obtiene los resultados, para el caso de este trabajo el proceso implica
realizarlo tres veces, es decir uno para cada año.
146
Figura 36. Menú SWAT SIMULATION
Fuente: Elaboración propia
Una vez se ejecuta la opción denominada como “Run SWAT”, esta opción
desplegara una ventana en la cual el usuario ajustara las fechas de análisis, es
decir con base a los datos recopilados en especial los relacionados con el clima de
la zona de estudio, se modificara la fecha de inicio de simulación del modelo y el
fin del análisis. Tal como se puede ver en la figura 37.
Figura 37. Ventana de ejecución del modelo SWAT
Fuente: Elaboración propia
Una vez se ejecuta el modelo los resultados quedaran guardados en una
subcarpeta en el mismo directorio, incluyendo diagramas demostrativos del flujo
de agua, cartografía generada, correspondiente a los escenarios propuestos por el
modelo, estadísticas climáticas de la zona con base al análisis por cambio de
coberturas, usos del suelo y su relación con el clima.
5.3 FASE II: ANALISIS DE SENSIBILIDAD Y CALIBRACION
Para esta fase es importante destacar que el procedimiento usual, no fue viable
pues no se poseía información o datos correspondientes a estaciones
147
limnigráficas para hacer una comparación climática y además de usar
herramientas o el software complementario para tal fin como es el caso de
SWATCUP41, razón por la cual se recurrió al manual en el cual se sugiere que
ante la ausencia de la información climática reportada por las estaciones de tipo
limnigráfico, se puede realizar la auto-calibración del modelo.
41 SWAT CUP, es un programa diseñado para integrar diversos programas de análisis de
calibración / incertidumbre de SWAT (Soil & Water Assessment Tool), que a través de iteraciones hasta encontrar la convergencia.
148
6 RESULTADOS
En esta fase se analiza los resultados aportados por el modelo se ejecuta para
cada una de los años señalados, es decir 1988, 2001 y 2015, con base en los
datos ingresados e interpretando los resultados arrojados.
Como punto de partida el modelo realiza el cálculo de Unidades de Reacción
Hidrológica (URH), que corresponden a unidades mínimas dentro de la subcuenca
Teusacá que tiene patrones de comportamiento similar dentro de la misma y a su
vez el modelo calcula todas las “subcuencas” de menor proporción, dentro de área
de estudio. Luego de esto el modelo plantea sintetizar las URH a través de
algunos de sus patrones, a través del cálculo promedio de algunos parámetros
presentes en las URH, las cuales dieron origen a las prácticas que se deben dar
en la subcuenca del rio Teusacá, estas prácticas corresponden de acuerdo al
concepto de los expertos consultados, al uso adecuado y ocupación del suelo con
base al modelamiento a través de sub-subcuencas en la zona de estudio.
Posteriormente se obtiene los escenarios de las coberturas para los años 1988 y
2015, las cuales son el resultado de la ejecución del modelo teniendo en cuenta
que éste no permite correr años intermedios, ni permite realizar la simulación
usando resultados parciales del modelo. También se realizó la comparación con
respecto a las áreas para cada uno de los años, en cuanto a las áreas de cada
una de las coberturas resultantes se refiere.
6.1 DETERMINACION DE UNIDADES DE REACCION HIDROLOGICA (URH)
Las subcuencas se dividen en Unidades de Respuesta Hidrológica (HRU en
inglés), que conforman una combinación única de tipos de suelo, usos del terreno
y cobertura, pendiente, de forma que cada subcuenca posee al menos una HRU.
La subdivisión de la cuenca permite al modelo reflejar diferencias en la
evapotranspiración para varios tipos de suelos y coberturas. Estas unidades
funcionan a partir de zonas comunes en cuanto a usos y coberturas del suelo,
149
tipos de suelo complementando con las variables climáticas. La escorrentía se
predice separadamente para cada HRU y es canalizada en función del modelo
digital de elevación para obtener el total en la cuenca. Esto aporta una mayor
precisión en la descripción física del balance de agua. (Ortiz Rivera, Mendoza
Cantú, & Bravo Espinosa, IMPLEMENTACIÓN DEL MODELO HIDROLÓGICO
SWAT: MODELACIÓN, 2008)
El cálculo de las URH, se realizó para cada una de las imágenes planteadas,
teniendo en cuenta que las coberturas han variado de una época a otra y por otro
lado, el clima en cualquiera de sus variables, específicamente en el nivel de
precipitaciones y temperatura, teniendo en cuenta antecedentes que la regularidad
con respecto a ciertos periodos de lluvia han variado conforme pasan los años.
CÁLCULO DE URH PARA EL AÑO 1988 6.1.1
Como se mencionaba anteriormente este proceso es iterativo teniendo en cuenta
que el análisis se realizar para los años 1988 y 2015, partiendo desde el año base,
es decir 1988, año en el cual la actividad campesina era mayor y las alteraciones
al medio ambiente eran muy pocas, y la presencia del agua embalsada era nula,
razón por la cual el modelamiento y los bioclimas presentes en la subcuenca eran
distintos a los actuales, así como la cantidad de subcuencas presentes en la
misma, que para el modelamiento se obtuvieron un total de 490 subcuencas
dentro de la subcuenca analizada, es decir la subcuenca teusacá. Así mismo se
detectaron las URH que se presentan por cada una de las subcuencas. Tal como
se puede evidenciar en la Figura 38 y 40, respectivamente.
150
Figura 38. Subcuencas Modeladas para el año 1988
Fuente: Elaboración propia
151
Figura 39. URH's presentes modeladas para el año 1988
Fuente: Elaboración propia
152
CALCULO DE URH PARA EL AÑO 2015 6.1.2
Para esta fecha, la cantidad de subcuencas y por ende, de URH´s cambia al estar
presente el embalse de San Rafael y las áreas urbanas de mayor predominancia
con respecto al año base de análisis, tal como se puede evidenciar en la figura 40.
Al realizar el modelamiento se obtuvo como resultado del análisis 320 subcuencas
y 6280 unidades de Reacción hidrológica. (URH’s).
Figura 40. Subcuencas Modeladas para el año 2015.
Fuente: Elaboración propia
153
Para la representación de las URH del año 2015 no fue viable una representación
dado que había áreas de las mismas que impedían su exposición dada la escala
en la cual se realiza el trabajo.
Para poder llegar a los resultados esperados y propuestos los cuales
corresponden a los escenarios de uso del suelo, inicialmente el modelo debe
pasar por procesos que dan origen a los mismos. Una vez se tienen para cada
uno de los años las subcuencas calculadas el modelo realiza una redistribución
con base a agrupar valores similares en las URH y en las subcuencas calculadas,
de esta manera crea un nuevo mapa ráster, en el cual se pueden ver los usos
adecuados de estas subcuencas, aunque esto no significa que se cumplan a
cabalidad y como tal corresponden al resultado de un modelo que considera
situaciones ideales. En la figura 41 se puede ver lo anteriormente mencionado.
Figura 41. Modelamiento redistribucion de subcuencas y URH
Fuente. Elaboración Propia
154
Con base en la figura 41, se realiza el análisis en el cual se hace referencia a la
prioridad sobre ciertas prácticas que se deben ejecutar sobre las subcuencas
resultantes una vez se homogeneizaron parámetros que calcula el modelo durante
su ejecución, las cuales corresponden a:
1. En la actualidad la subcuenca No. 11 tiene un uso del suelo totalmente
distribuido por toda el área, en la cual se pueden percibir factores como:
a. Población dispersa
b. Agricultura genérica
c. Alta Deforestación
Debido a los factores anteriormente nombrados se puede decir con seguridad que
el estado actual de la cuenca, no es el más adecuado ni sostenible para las
futuras generaciones ya que no hay ninguna planificación en gestión ambiental
que garantice los recursos naturales para las futuras generaciones.
Si las autoridades competentes en el manejo y planificación de cuencas
hidrográficas intervienen la situación actual de la subcuenca Teusacá se logrará
contribuir positivamente en:
d. Crecimiento de la oferta Hídrica
e. Crecimiento de la Biodiversidad autóctona de la zona (Fauna y Flora)
f. Control de la calidad de los vertidos (Calidad del Agua)
g. Reforestación y recuperación de esta área.
Teniendo en cuenta las características anteriormente mencionadas se podrá
garantizar la recuperación de esta zona lo que garantiza en el futuro, la
recuperación y crecimiento seguro del medio ambiente.
Referente al embalse San Rafael, este se encuentra ubicado en un excelente
lugar el cual brinda las características apropiadas para el manejo, tratamiento y
distribución del agua, pero sería más eficiente donde se logre intervenir la zona de
recarga hídrica.
155
La población se encuentra en la ladera de la cuenca, lugar de planicie alto para
evitar desastres por causas naturales pero presenta un riesgo alto que es el
posible desbordamiento del embalse.
La subcuenca No. 10 presenta en la actualidad uso del suelo en agricultura
genérica. Esta zona permite cultivar variedad de productos que puedan
tener su crecimiento en los siguientes rangos hidro-climatologicos:
a. Temperatura promedio
b. Precipitación promedio
c. Evaporación Promedio
d. DDD
La subcuenca No. 9 presenta en la actualidad agricultura uso del suelo en
agricultura, población dispersa y zona de bosque caduco (*), esta zona
debería ser intervenida y reforestada.
La subcuenca No.7 presenta en la actualidad dos zonas importantes zona
de bosque Montañoso (*) y zona de asentamiento humano (**) y las
alternativas de recuperación son:
a. Reforestar las zonas que han sido intervenidas por las actividades
antrópicas.
La subcuenca No. 6 presenta en la actualidad Tres zonas importantes zona
de bosque Montañoso (*), zona de agricultura genérica (**) y zona
deforestada (***).Se debe realizar la gestión en las dos zonas primordiales
la zona (*) y (***) con el fin de recuperar la cuenca.
La subcuenca No. 5 presenta en la actualidad en la zona de planicie y
laderas y debería ser intervenida en sus dos zonas más importantes como
son las zonas altas montañosas (*)
La subcuenca No. 4 presenta en la actualidad uso del suelo en agricultura
desde la zona baja de la ella hasta su zona alta
La subcuenca No.3 presenta una zona de planicie (**) y dos zonas altas las
cuales son montañosas (*).
156
Las zonas (*) deberán ser intervenidas en gestión ambiental como:
Reforestación
Control de agroquímicos en los cultivos
La subcuenca No. 2 presenta en toda su área un crecimiento total de la
población.
La subcuenca No.1 presenta alto crecimiento en cultivos en serie, las
alternativas de control son:
b. Monitoreo de agroquímicos utilizados
c. Vertidos
d. Aprovechamiento del agua (captación)
En cuanto a las figuras 42 y 43, son el resultado de la combinación que realiza el
modelo con los resultados de las URH y las subcuencas calculadas, partiendo de
promediar algunos de los parámetros afines entre las subcuencas y las URH’s..
Estos resultados aumentan el tamaño de área de las subcuencas pero reduce la
cantidad de las mismas en el área de estudio. Estos resultados obedecen a
tendencias que se pueden considerar para manejar la subcuenca y podria ayudar
en la formulación del Plan de Ordenamiento territorial teniendo en cuenta que en
la realidad los recursos naturales como el agua y los suelos se encuentran
deteriorados debido a su mal uso ya sea por la sub-explotación o sobre
explotación, partiendo del hecho de que las coberturas con el correr del tiempo
tienen cambios en ocasiones abruptos; conllevando a que la productividad y en si
la labor agropecuaria cada día sea menor en el ámbito de Colombia.. Los
resultados son más precisos de acuerdo a la escala o nivel de identificación de los
datos de entrada, para el caso de la información correspondiente al uso y
cobertura del suelo.
157
Figura 42. Prácticas de Manejo de suelo para el año 1988
Fuente: elaboración propia
158
Figura 43. Prácticas de manejo del suelopara el año 2015
Fuente: Elaboración propia
De acuerdo a las comparaciones realizadas de cada uno de los escenarios
obtenidos con respecto a los datos de entrada para cada una de los años de
análisis se puede decir que el modelo agrupa las coberturas, con respecto a los
suelos y a los reportes climáticos y acentúa en mayor o menor grado una
determinada cobertura. Los escenarios arrojados entre si no cambian salvo la
existencia del embalse en el cual se reubico en zonas de vegetación densa y
159
abierta de tipo boscosa y la disminución de la vegetación de paramo y subparamo,
la ampliación del tejido urbano continuo, entre otras. Los cambios no se
evidenciaron en gran medida debido a que se trata de una misma zona y los
cambios no deben ser tan sustanciales en cuanto a las coberturas se refiere y los
cambios deben ser transicionales y no bruscos dado que una nueva actividad
altera la calidad del agua debido al incremento de sedimentación lo cual implicaría
cambios en las demás coberturas que se vería reflejado en la flora y fauna de la
cuenca, además de que el suelo no varía, de acuerdo a los conceptos dados por
las personas que han tenido alguna experiencia con este modelo. La alternativa de
solución del modelo fue crear cuerpos de agua artificiales, Los cuales se
evidenciaron en el escenario del año 2015, que permitirían crear agua circulante
que servirían para regadíos y tener reservorios de agua que permiten irrigar los
cultivos presentes en las zonas aledañas, sin la necesidad de contaminarla o
contribuir en el aumento de sedimentos en la fuente principal.
160
Figura 44. Escenario uso del suelo para el año 1988
Fuente: elaboración Propia
161
Figura 45. Escenario uso del suelo para el año 2015
Fuente: Elaboración propia
Como parte del modelamiento se pudo obtener un resumen de los cálculos
realizados por el modelo al ingresar los datos de entrada.
162
Tabla 32. Cantidad de sedimentación por coberturas iniciado el modelamiento 1988 y 2015.
Cobertura
Sedimentos (T/Ha)
"Dato entrada 1988"
Sedimentos (T/Ha)
2015 "Dato de entrada
año 2015"
tejido urbano Continuo 2.88 5.28
Cultivos confinados 1.56 2.88
pastos limpios 0.84 1.68
Mosaico de pastos y cultivos 3.84 7.68
Bosque Denso 0.36 0.72
Bosque abierto 0.72 1.44
Tierras desnudas y degradadas 3.36 6.72
vegetación de paramo y subparamo 0.144 0.288
Lagunas 0.048 0.096
Embalses y cuerpos de agua artificiales 0.0132 0.0264
Fuente: (Corporacion Autonoma Regional de Cundinamarca, 2006)
A su vez también se realizó un resumen de los sedimentos para cada uno de los
escenarios, que resultaron como resultados, los cuales se encuentran en la tabla
33.
163
.
Tabla 33. Cantidad de sedimentación por coberturas culminado el modelamiento 1988 y 2015
Cobertura
Sedimentos (T/Ha)
"Escenario 1988"
Sedimentos (T/Ha)
"Escenario 2015"
tejido urbano Continuo 2.28 4.56
Cultivos confinados 0.96 1.92
pastos limpios 0.24 0.48
Mosaico de pastos y cultivos 3.24 6.48
Bosque Denso 0.35 0.7
Bosque abierto 0.52 1.04
Tierras desnudas y degradadas 3.13 6.26
vegetación de paramo y subparamo 0.136 0.272
Lagunas 0.008 0.016
Embalses y cuerpos de agua artificiales 0.0092 0.0184
Fuente: Elaboración Propia
Cabe resaltar que estos resultados aunque se obtuvieron a partir de un modelo
teórico-práctico no hay una medida o estudio adicional de la zona que permita
realizar una comparación adecuada con respecto a los valores obtenidos y el
método para llegar a ellos, aunque existen datos referentes al tema no significa
que contemple el mismo método de obtención, ya que por lo general se realiza
mediante recolección directa que para el caso no está al alcance del conocimiento
del autor del presente documento.
Las gráficas que están a continuación corresponden a la comparación de las áreas
de los datos de entrada con respecto a los escenarios finales propuestos por el
modelo.
164
Grafico 6. Áreas de coberturas vegetales de los escenarios 1988
Fuente: Elaboración Propia
Grafico 7. Comparativo de áreas por coberturas vegetales
Fuente: Elaboración Propia
0.00100000.00200000.00300000.00400000.00500000.00600000.00700000.00800000.00
Tejid
o U
rban
o
cult
ivo
s…
Pas
tos
limp
ios
Mo
saic
o d
e…
Bo
squ
e D
enso
Bo
squ
e A
bie
rto
Tier
ras…
vege
taci
on
de
…
Lagu
nas
Emb
alse
s y…
Are
a (m
²)
Coberturas
Comparativo de areas por cobertura en datos de entrada Vs Escenarios 1988
Area Datos de entrada 1988
Area Coberturas Escenario1988
0.00200000.00400000.00600000.00800000.00
1000000.001200000.001400000.001600000.00
Are
a (
m²)
Coberturas
Comparativo de areas por cobertura en datos de entrada Vs Escenarios 2015
Area coberturas datos deentrada 2015 (m²)
Area coberturas Escenario 2015(m²)
165
Como se puede ver los resultados del modelamiento en cuanto a las áreas de las
coberturas con respecto a las áreas iniciales redijo el cultivo urbano, los pastos
limpios, las tierras degradadas y erosionadas y aumento las coberturas
correspondientes a los bosques, ya sean densos o abiertos y la vegetación de
paramos y subpáramos que al realizar la comparación con las coberturas
expuestas en el POMCA difieren en cuanto al análisis de coberturas.
Tabla 34. Relación sistemas de producción con la cobertura
Fuente: Elaboración propia
Sistema de Producción
AgropecuarioProducto Cobertura Vegetal Municipios
Cultivos Transitorios
Acelga, Arveja, Brócoli,
Cilantro, Coliflor,
Espinaca, Hortalizas,
Lechuga, papa,
Remolacha, Zanahoria.
Mosaico de pastos y
cultivosGuasca
Cultivos Permanentes Aromáticas, Fresa
Cultivos confinados,
Mosaico de pastos y
cultivos
Guasca
Bovina, Porcina,
Avicultura, Apicultura,
Otras Especies.
Galpones, granjas,
construcciones
pobres (Tejido
Urbano continuo y
discontinuo)
Sopo, Guasca y
La Calera
Pastos Naturales,
ForrajesPastos limpios
Sopo, Guasca y
La Calera
Cultivos TransitoriosAjo, Arveja, Maíz, Papa,
Papa criolla, Zanahoria.
Mosaico de pastos y
cultivos, cultivos
confinados
Sopó
Cultivos Permanentes Caducifolios, Fresa. Cultivos confinados Sopo
Cultivos Transitorios
Arveja, Cebolla Bulbo,
Frijol, Zanahoria,
hortalizas, Papa Criolla,
tomate.
Mosaico de pastos y
cultivos, cultivos
confinados
La Calera
Cultivos PermanentesLulo, Mora, Tomate de
árbol
Mosaico de pastos y
cultivos, cultivos
confinados
La Calera
Cultivos Anuales Maíz, Frijol
Mosaico de pastos y
cultivos, cultivos
confinados
La Calera
Bosques DensosSopo, Guasca, La
Calera
Bosques AbiertosSopo, Guasca, La
Calera
Vegetacion de
Paramos y subparamos
Pajonalesy
frailejonal
Sopo, Guasca, La
Calera
Extraccion de
Materiales Cemento, areniscas
tierras desnudas y
degradadas
Sopo, Guasca, La
Calera
Ganadería
Maderables,
proteccion y gestion
ambiental
Solo cuando la norma lo
permita, en caso de que
en la zona se explotable
con base a lo
reglamentado en el
POMCA
166
La tabla 34, corresponde a los sistemas de producción agropecuarios que a juicio
de los profesionales consultados, con base a los resultados del modelo desde una
mirada a la cobertura y otra con base a los resultados, son acordes teniendo en
cuenta que un sistema de producción agropecuario involucra todo un ciclo de
actividades y agentes a través de los cuales una comunidad puede vivir; en esta
tabla se puede ver la compatibilidad de ciertos sistemas de producción
agropecuario con respecto a una cobertura.
6.2 CUMPLIMIENTO DE LOS OBJETIVOS DEL PROYECTO
Objetivo General
Modelar los sistemas de producción agropecuarios que se desarrollan
sobre la cuenca del rio Teusaca, con base en la simulación de escenarios
que sirvan como propuesta para una planificación territorial óptima y un
fundamento para el desarrollo regional.
En el desarrollo del proyecto se realizó el modelamiento de las coberturas
terrestres y luego se relacionó en la tabla 32 con los sistemas de producción
presentes en los municipios. El modelo los simula con base en el nivel de
identificacion de las coberturas ingresadas en los datos de entrada como es el
caso de los usos y coberturas para cada año.1988 y 2015.
Objetivos específicos
Para alcanzar el objetivo general se han propuesto los siguientes objetivos
específicos:
Implementar el modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT) de
manera que sirva como contribución al ordenamiento territorial de la cuenca
mediante una herramienta SIG
Como se ve en el capítulo 5 del presente documento se presenta el modelo
SWAT bajo el entorno del ArcGIS. Este modelo conforme a lo mostrado se
167
activa como una extensión dentro del SIG, este modelo tiene unas pestañas
principales las cuales dan lugar a los procesos que se desarrollan en el mismo,
empezando desde la creación del proyecto, el ingreso de cada uno de los
datos recopilados hasta la ejecución del mismo, culminando con la auto-
calibración del modelo, en el cual los resultados obtenidos se ajustan una vez
se ha ejecutado el modelo.
Describir mediante mapas los sistemas de producción agropecuarios
acordes con el clima, hidrología y los suelos presentes en la zona de
estudio.
En el capítulo 6, se pueden ver los mapas obtenidos a través de los cuales se
pueden ver específicamente en las figuras 42 y 43; las prácticas de manejo del
suelo para los años de inicio y culminación del modelo, los cuales están
calculados por el modelo de acuerdo a las variables climáticas ingresadas, las
coberturas ingresadas y los suelos de la subcuenca Teusacá. Los mapas
resultantes una vez se obtienen las practicas de manejo corresponden a los
escenarios los cuales son las figuras 44 y 45, los cuales son una una
redistribución de las coberturas ingresadas en el modelo durante su ejecución.
Estudiar y analizar la incidencia de los cambios del uso suelo de manera
que se pueda mostrar un panorama de ocupación del suelo, y de ser
posible establecer los cambios de lugar en donde se podría desarrollar las
actividades agropecuarias acordes con el territorio.
Con base en la figura 41, que es la base de los mapas mostrados, se realiza el
análisis de lo que se debe realizar de manera tal que contribuya en la
formulación del Plan de ordenamiento territorial de la cuenca, para los años
venideros, teniendo como prioridad los recursos naturales como el agua y el
suelo, la utilización de los mismos en el área de la zona de estudio.
168
7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
7.1 CONCLUSIONES
Con el análisis de los mapas generados por el modelo y cuyo nombre son
escenarios para las fechas seleccionadas, es decir 1988 y 2015. Se muestra que
en el año 1988 algunas de las coberturas planteadas se han puesto en práctica a
excepción del embalse San Rafael, que no se conoce la fecha exacta del
planteamiento del mismo, solo se conoce que a partir del año 1992 existe y de la
influencia que ejerce en el departamento de Cundinamarca, la construcción de
este cambio en alguna medida las coberturas iniciales, pero con base en el
análisis de los resultados, del escenario planteado para el año 2015 se enfatizó en
la necesidad de reforestar y proteger la zona, mediante la plantación de especies
preferiblemente nativas alrededor del embalse.
En los mapas de los escenarios propuestos por el modelo en los cuales se
representan las coberturas y los usos, partiendo de la comparación de los datos
ingresados como valores de entrada, se puede percibir que en los resultados
aportados por el modelo se agrupan los polígonos de manera tal que se reducen
las pequeñas áreas de coberturas y prioriza en aquellas que aportarían mayor flujo
de agua al entorno y reduce aquellas que representarían mayor sedimentación.
Una vez se obtuvieron las coberturas planteadas en el modelo es
importante destacar que se observaron los resultados de cada año y los cambios
en las coberturas y se puede ver que en algunos casos existe una transición de
coberturas, durante el cambio posterior y no cambios bruscos.
A pesar de seguir los lineamientos del modelo con respecto a las variables
climáticas que se deben usar, se debe aclarar que varias de ellas se encontraban
vacías dado que las entidades que suministraron información relacionada, por lo
general no tenían estaciones del tipo que median la variable faltante, como es el
caso de las estaciones Limnimetricas o estas estaban fuera del área de análisis
razón por la cual no se pudo realizar una validación y calibración de mayor
169
fiabilidad, salvo la ofrecida por el mismo modelo y denominada como Auto
calibración.
Pese a ser un modelo con una metodología valida aun la documentación al
respecto es escasa y confusa con respecto al manejo de los datos y la
formalización de los mismos, de manera tal que los cálculos, pueden variar
significativamente y por lo tanto es difícil operar un modelo con estas
características.
Con base en las observaciones de los resultados y la comparación con
respecto a los datos de entrada, se puede decir que cuando se consideren
coberturas como cultivos confinados y mosaico de pastos y cultivos, lo pertinente
es que los productos sean rotativos y no se dediquen estos a un solo producto o
una totalidad de área al mismo se debe parcializar el cultivo del mismo de modo
tal que los suelos no pierdan sus características y propiedades, es algo que en
Colombia por lo general sucede a menudo existiendo una sobreexplotación del
suelo.
En los lugares donde se encuentra los pastos limpios es aconsejable tener
ganadería ya que al ser pastos limpios, se asemejan al forraje que la ganadería
consume, generaría menos dióxido de carbono y contaminación reflejada en
sedimentos.
Aunque se obtuvo como resultado dos mapas en los cuales el modelo
unifica las URH’s en subcuencas que resultan de simplificar datos como
evapotranspiración, infiltración, humedad, sedimentación entre otros aspectos y
arroja unas tendencias de uso, estos son un ejemplo de cómo debería ser la
cobertura y el respectivo uso que se debe dar al mismo, esto contribuye de alguna
en los resultados finales, pero no realiza cambios abruptos en el entorno y no es
claro cómo interpretar los resultados aportados en cuanto a las variables usadas
para la reagrupación de las URH’s en subcuencas.
170
7.2 RECOMENDACIONES
Este proyecto tuvo como componente principal el modelo SWAT, el cual puede ser
una alternativa de solución en cuanto a herramientas SIG se refiere, en la
formulación de los planes de Ordenamiento territorial o POMCA. Aunque es
importante el aporte multidisciplinario en el momento de interpretar los resultados
y darle un correcto manejo a los datos que se ingresen al modelo y a sus
resultados.
171
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Zonificación Física de las Tierras.
178
9 ANEXOS
Los anexos que aparecen a continuación corresponden a los resultados del
modelamiento y que como figuras o imágenes corresponden a material
demostrativo de lo sucedido en el mismo.
Anexo 1.Hidrología
Fuente: Elaboración propia
En estas ilustraciones se puede ver los cálculos realizados por el modelo, vistos
desde perfil, de manera que el usuario comprenda donde se pueden ver reflejadas
las variables calculadas por el modelo, para ambos casos los resultados fueron
similares una vez se hizo la auto calibración. También se pudo obtener otra figura
que de alguna manera la cuenca, con el cauce hídrico, como se puede ver en el
anexo 2, específicamente la figura representa la sedimentación generada por las
coberturas presentes en la cuenca teusaca, a manera demostrativa.
179
Anexo 2.Sedimentación de la Cuenca
Fuente: Elaboración propia
En esta figura, se puede ver la ejemplificación de la cuenca en cuanto a la
sedimentación se refiere con base a las actividades económicas realizadas en la
misma y la aportación de cada una de ellas en cuanto a la producción de
sedimentos se refiere. Los siguientes esquemas o dibujos arrojados como
resultado del modelamiento corresponden a representaciones en las cuales se
muestran los flujos del nitrógeno en el proceso y sus correspondientes derivados,
tal como se puede ver en el anexo 3.
Anexo 3.Flujo del Nitrógeno
Fuente: Elaboración Propia
180
Es importante destacar que el modelo entrega los datos en formato bruto también,
los gráficos expuestos corresponden a la representación de esos datos en bruto
que el modelo calcula y estandariza en formatos de notas de texto, otro de los
resultados gráficos es el mostrado en el anexo 4, en el cual se muestra la cantidad
de fosforo presente en el medio.
Anexo 4.Flujo del Fosforo en la Cuenca Teusacá
Fuente: elaboración Propia
En el anexo 5, se puede mostrar la pérdida de nutrientes en el paisaje, la medida
de los mismos, igualmente como en los casos anteriores los resultados aportados
por el modelo representados en una imagen.
181
Anexo 5.Perdida de Nutrientes en el paisaje
Fuente: Elaboración Propia
En el anexo 6, se pueden evidenciar los procesos ocurridos en la cuenca
correspondientes y que de alguna manera cambian o causan los cambios de flujo
de la misma, o cambian la producción de los suelos reflejados en la cobertura
vegetal.
Anexo 6.Procesos Ocurridos en la cuenca Teusacá.
Fuente: Elaboración Propia
El modelo también evalúa las fuentes puntuales de agua a través de indicadores,
o valores medidos con base en los datos ingresados y a la red hídrica de la zona
para calcular tales valores. El cálculo de los mismos deriva en un archivo de texto,
182
que luego a través de la interfaz del modelo se puede ver como un gráfico
ilustrativo de la situación tal cual se puede ver en el anexo 7.
Anexo 7. Evaluación de las fuentes puntuales de agua
Fuente: Elaboración Propia
Anexo 8.Reservorios en la cuenca Teusacá
Fuente: Elaboración Propia
183
Los anexos anteriormente expuestas son una representación gráfica de los
cálculos realizados por el modelo para finalmente llegar a los resultados
cartográficos, están sujetas a la programación y diseño del modelo por parte de
sus creadores.
