Modelación geomorfológica de las microcuencas El Guamal y La Morena

Modelación
geomorfológica de las microcuencas El Guamal y La
Morena,
abastecedoras del sistema de
acueducto del municipio de Convención, N.S.

a partir de un modelo de
elevación digital (DEM).

1. Resumen
3. Preliminares
4. Marco
   referencial
5. Consideraciones
   generales
6. Caracterización
   geomorfológica
7. Simulación
   teórica de caudales
8. Propuesta para la
   estimación de caudales reales en las quebradas El Guamal
   y La Morena
9. Conclusiones
10. Recomendaciones
11. Bibliografía
12. Anexos

RESUMEN

Este proyecto abarca
una serie de herramientas
tecnológicas que tienen como aplicación central la
rama de la hidrología, se presenta la modelación
geomorfológica de las microcuencas El Guamal y La Morena
abastecedoras del sistema de acueducto del municipio de
Convención N. S, a partir de la utilización de los
sistemas de
información geográfica (SIG),
específicamente los Modelos de
Elevación Digital (DEM); dicha modelación se
realizó con el uso de la extensión HEC-GeoHMS 1.1,
cargada en el software ArcView GIS 3.2. La
simulación de los caudales medios
mensuales de las quebradas, se llevó a cabo utilizando el
software SIHICAMM, a partir de los registros de
evaporación y precipitación de la estación
central. Finalmente se plantean los diseños preliminares
para la construcción de una estructura de
aforo.

CARACTERÍSTICAS

PÁGINAS__114__ PLANOS___0__
ILUSTRACIONES___0___CD-ROM___1___

GLOSARIO

AVENUE: lenguaje de
programación de ArcView, que permite lograr un manejo
personalizado de menús, botones y herramientas a una
aplicación propia, como la creación de una interfaz
para que sea utilizada por otras personas.

CHARTS: son representaciones gráficas de los datos tabulares
que permiten visualizar los datos haciendo referencia a las
tablas de ArcView. Cualquier cambio hecho
en la tabla afecta automáticamente el "Chart". ArcView le
permite escoger cinco tipos de Charts: (áreas, barras,
columnas, tortas, dispersiones X, Y)

DEM: modelo de elevación
digital

GRILLA: es una matriz de
celdas donde se almacenan los datos en valores
numéricos, los cuales representan un identificador de tipo
rasgo, un código
con atributos cualitativos o valores de atributos cuantitativos
(Ej. Una celda podría tener un valor de "6"
que indica que pertenece al distrito 6 (Indicador), o que posee
un tipo de suelo 6 (atributo
cualitativo) o que está a 6 metros sobre el nivel del mar
(valor de atributo cuantitativo)

IDW: método de
interpolación de grillas según el inverso del
cuadrado de las distancias

LAYOUTS: permite integrar documentos
(Views, Tables, Charts) y otros elementos gráficos en una ventana para crear una
presentación final para imprimir en impresora,
plotter o un archivo de
exportar.

SCRIPT: es un componente de ArcView, que contiene
códigos de Avenue, que permiten automatizar tareas,
añadir nuevas capacidades a ArcView y construir
aplicaciones enteras.

SHAPEFILE: formato nativo de ArcView. Es un
archivo con formato ArcView, el cual genera a su vez tres tipos
de archivos por
cada shapefile:

• *.shp: almacena los rasgos geométricos (como
  forma y localización)
• *.shx: almacena el índice de los rasgos
  geométricos.
• *.dbf: archivo "dbase" que almacena la información de los atributos de estos
  rasgos.

SIG: sistema de
información geográfica.

SIHICAMM: software que permite la
simulación hidrológica de caudales medios
mensuales.

TABLE: despliega la información de los
atributos del tema activo, así como ArcInfo posee una
tabla de atributos donde se almacena la información
descriptiva de los objetos geográficos. ArcView administra
automáticamente la relación entre los temas y sus
tablas sin necesidad de que se carguen por separado.

INTRODUCCIÓN

La hidrología es la ciencia que
estudia la disposición espacial y temporal del agua en el
globo terrestre y las diferentes formas de como ésta se
presenta.

El desarrollo
como se conoce hasta el momento, depende del agua; es el elemento
integrador, es en la simpleza de su estructura molecular donde se
ha gestado el desarrollo evolutivo de nuestro planeta, como seres
humanos estamos sentenciados, mientras dure nuestro ciclo como
especie, a sufrir de manera directa los efectos que se producen
como consecuencia de los cambios que sufre este vital liquido por
nuestra intervención.

El comportamiento
del recurso agua se puede determinar mediante el diseño
y operación de proyectos de
ingeniería, para su control, uso y
aprovechamiento, debido a la importancia de éste para el
sostenimiento de las comunidades en general.

Es indispensable conocer las fuentes que
suministran la información preliminar, necesaria para dar
inicio a un determinado estudio; en el caso del departamento
Norte de Santander, la información existente sobre cuencas
y ríos es deficiente, razón por la cual mediante el
desarrollo de este proyecto investigativo se pretende determinar
una información veraz y confiable acerca de las
características hidrológicas de las microcuencas El
Guamal y La Morena, encargadas de abastecer el sistema de
acueducto del municipio de Convención.

Los sistemas de
información geográfica (SIG), son en la actualidad
una herramienta de trabajo
fundamental en las áreas relacionadas con el manejo de
cuencas, permitiendo obtener el máximo rendimiento de la
información, facilitando el manejo de datos y la toma de
decisiones.

Este estudio está orientado hacia la
caracterización hidrológica de las fuentes antes
mencionadas; la delimitación geomorfológica de las
microcuencas es realizada a partir de modelos basados en celdas,
conocidos como Modelos de Elevación Digital
(DEM).

La información contenida en el DEM se procesa
mediante la utilización de extensiones especializadas
como: HEC-GeoHMS 1.1 y el Spatial Analyst, las cuales son
instaladas en el software ArcView Gis 3.2.

Debido a la carencia de registros históricos de
caudales en las quebradas objeto del presente estudio, se emplea
el modelo de simulación lluvia-escorrentía
"SIHICAMM" con el fin de estimar caudales teóricos en las
fuentes.

Adicionalmente se presentan los diseños
preliminares para la construcción de una estructura de
aforo, que permitan generar una base de datos
reales para estudios futuros en las microcuencas
mencionadas.

1.
PRELIMINARES

1.1 TÍTULO

MODELACIÓN GEOMORFOLÓGICA DE LAS
MICROCUENCAS EL GUAMAL Y LA MORENA, ABASTECEDORAS DEL SISTEMA DE
ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE CONVENCIÓN, N.S. A PARTIR DE UN
MODELO DE ELEVACIÓN DIGITAL (DEM).

1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Desconocimiento de parámetros
geomorfológicos, características y condiciones
hidrológicas, carencia de registros históricos y
estudios específicos de las microcuencas El Guamal y La
Morena.

1.3 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

En la actualidad el sistema de acueducto del municipio
de Convención es abastecido por las quebradas El Guamal y
La Morena, las cuales carecen de datos históricos
referentes a caudales, debido a que no cuentan con ninguna
estación de aforo que permita registrar los niveles
máximos y mínimos que se hallan presentado en
dichas fuentes, para posteriormente realizar estimaciones reales
de caudales.

Las microcuencas de las quebradas antes mencionadas no
han sido objeto de estudios específicos en los cuales se
determinen las características geomorfológicas y
morfométricas de las mismas.

1.4 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

Siempre que se quiere administrar un recurso natural se
hace necesario tener algún conocimiento
tanto de su cantidad como de su calidad,
razón por la cual en el desarrollo
sostenible de una región se hace indispensable, como
primer paso, determinar las disponibilidades del recurso agua en
los diferentes sitios de interés;
seguidamente formular interrogantes en procura de lograr la
sensibilización de los entes encargados de la
preservación y administración del mismo; tales
como:

• ¿Cuenta el municipio de Convención y
  entidades departamentales con la información
  básica suficiente para la formulación y
  elaboración de proyectos que contribuyan a la
  recuperación y manejo integral de las cuencas
  hidrográficas?
• ¿La Universidad
  Francisco de Paula Santander, cuenta con estudios suficiente
  para diagnosticar y ayudar a la formulación de proyectos
  relacionados con el recurso hídrico en el municipio de
  Convención?
• ¿La información existente de las
  microcuencas, es la suficiente para realizar planes encaminados
  a la solución de problemáticas que puedan afectar
  a futuras generaciones?

1.5 JUSTIFICACIÓN

El proyecto institucional, como objetivo
fundamental de la Universidad Francisco de Paula Santander;
concibe entre otros aspectos, el desarrollo de la labor
investigativa y práctica. El estudiante dentro de su
actitud
responsable a sus hechos y deberes sociales, aumenta cada
día la capacidad de superación y extensión a
la comunidad,
logrando la interacción y consistencia de la
importancia de los recursos
hídricos que son fundamentales para el sostenimiento del
hombre.

El Departamento de Fluidos y Térmicas dentro de
sus líneas de investigación, preocupado frente a la
escasez del
recurso hídrico y la poca importancia que se le ha
prestado a la hidrología, ha formulado: Caracterizar y
describir, las condiciones hidrológicas de las cuencas del
departamento Norte de Santander, planteando posibles alternativas
de solución a esta problemática.

Para tal fin se ha propuesto en coordinación con profesores de diferentes
áreas, estudiar el comportamiento, evolución, localización exacta y las
diferentes características hidrológicas de las
quebradas El Guamal y La Morena; reforzando así, el
sentido de pertenencia del municipio de Convención, el
departamento, entidades gubernamentales y no gubernamentales
hacia su universidad y el compromiso de ésta con la
región.

Actualmente no se cuenta con una información
precisa acerca de las cuencas del Norte de Santander referente a:
caudales, caracterizaciones hidrológicas,
determinación del tiempo durante
el cual se puede mantener este recurso y toma de medidas
respectivas frente al tema. Con este proyecto se pretende
recopilar y procesar la información necesaria desde el
punto de vista hidrológico, sirviendo de base para la
generación de proyectos investigativos a
futuro.

1.6 OBJETIVOS

1.6.1 Objetivo general. Desarrollar con
orientación del director del proyecto, las investigaciones
básicas, y realizar las labores propias de la Ingeniería
Civil, para la obtención de una base de datos
hidrológicos y morfométricos de las microcuencas El
Guamal y La Morena.

1.6.2 Objetivos
específicos. Los objetivos que a continuación
se mencionan, son realizados con el propósito de aportar
unas bases sólidas para la ejecución de posteriores
proyectos de esta índole.

• Realizar el seguimiento y la inspección visual
  del recorrido de las fuentes.
• Elaborar el Modelo de Elevación Digital de la
  zona de estudio a partir de curvas de nivel.
• Modelar geomorfológicamente las microcuencas,
  mediante el uso de la extensión HEC-GeoHMS 1.1, cargada
  en el software ArcView.
• Caracterizar hidrológicamente las microcuencas
  El Guamal y La Morena.
• Aplicar un modelo lluvia-escorrentía que
  permita simular caudales teóricos mensuales en las
  fuentes.
• Elaborar los diseños preliminares para la
  construcción de una estructura de aforo, que permita
  registrar los caudales reales en cada una de las
  quebradas.

1.7 ALCANCES Y LIMITACIONES

1.7.1 Alcances. Es preciso destacar que el
presente trabajo, es un requisito para optar al titulo de
Ingeniero Civil (pregrado). Considerando el grado de conocimiento
con que se cuenta en este nivel, se plantean los siguientes
alcances:

• La profundización en la investigación
  se hizo teniendo en cuenta la calidad y detalle de la
  información conseguida.
• La elaboración del Modelo de Elevación
  Digital de la zona de estudio, se realizó
  empleando software especializados tales como: AutoCad,
  ArcView y las extensiones Cad Reader y Spatial
  Analyst.
• La caracterización geomorfológica, se
  realizó usando el Modelo de Elevación Digital
  (DEM) generado a partir del mapa presentado en el Esquema de
  Ordenamiento Territorial del municipio, el cual fue
  digitalizado con base en restituciones cartográficas de
  las planchas del IGAC.
• El modelo de simulación
  lluvia-escorrentía aplicado, se ejecutó de
  acuerdo con los registros de precipitación y
  evaporación de la zona de estudio.

• La metodología "ZOPP" consiste en la
  aplicación de una serie de procesos,
  orientados a la planificación de proyectos de gran
  magnitud; en el presente estudio sólo se usó para
  establecer causas y efectos del problema y en la
  determinación de objetivos, medios y fines del
  mismo.

• Se realizaron los diseños preliminares para la
  estructura de aforo propuesta.
• Se almacenó y procesó la
  información que posteriormente podrá ser
  implementada para adelantar estudios y proyectos
  hidráulicos futuros.

1.7.2 Limitaciones. Los aspectos limitantes que
generaron mayor dificultad para la realización del
presente proyecto fueron:

• La inseguridad
  en el sector rural donde se investigó y recopiló
  la información de campo, influyó notablemente en
  el desarrollo del proyecto debido a la restricción en el
  acceso a la zona de estudio.
• En el proyecto no se contempló la medición de caudales, ni el análisis del agua en las fuentes, debido
  a los costos y la
  poca utilidad que
  suministra un dato puntual, para la realización de
  cualquier proyecto hidráulico.
• La falta de apoyo por parte de las entidades
  gubernamentales en cuanto al suministro de información
  básica, referente a la zona de estudio.
• Considerando que el área de las microcuencas
  estudiadas es pequeña, no fue conveniente hacer uso de
  los Modelos de Elevación Digital existentes en la
  red, debido a
  la resolución con que éstos están
  disponibles.

1.8 DISEÑO METODOLÓGICO

1.8.1 Tipo de proyecto. El tipo de
investigación desarrollada en el presente proyecto es de
carácter descriptiva; además de
acuerdo a la naturaleza del
proyecto, el tipo de investigación involucró la
documentación en libros,
revistas, artículos publicados en la Web (papers),
recopilación de datos y trabajos de observación descriptiva de
campo.

1.8.2 Fuentes de
información. Las fuentes de información
son:

Fuentes primarias. A continuación se
mencionan las principales fuentes, en las cuales se obtuvo la
información preliminar para el desarrollo del
proyecto:

• Earth Resource observation System (EROS), instituto
  que pertenece al United State Geographic Survey (USGS), a
  través de sus sitios en la Web y en general la Internet.

• La Corporación Autónoma Regional de la
  Frontera
  Nororiental CORPONOR.
• Alcaldía municipal de
  Convención.

Fuentes secundarias. Otras entidades que
también aportaron información valiosa para el
satisfactorio desarrollo del estudio fueron:

• La Universidad Francisco de Paula Santander a
  través de sus diferentes dependencias.
• La Pontificia Universidad Javeriana, por intermedio
  de algunos profesionales vinculados a ésta, entre los
  cuales cabe destacar al ingeniero Nelson Obregón
  Neira.
• El Instituto de Hidrología,
  Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM).
• El Instituto Geográfico Agustín Codazzi
  (IGAC).

1.8.3 Metodología. La metodología
para el estudio geomorfológico de las microcuencas El
Guamal y La Morena está fundamentada en el uso del
software HEC-GeoHMS 1.1 diseñado por el Cuerpo de
Ingenieros de los Estados Unidos
(U.S. Army Corps of Engineers).

La estimación de caudales en las fuentes se
realizó mediante la aplicación del software:
Sistema de Simulación Hidrológico de Caudales
Medios Mensuales "SIHICAMM", elaborado por los ingenieros de
sistemas José Ángel Cortés, Doris Soto y
Lida Bulla, como proyecto de grado en la universidad Francisco de
Paula Santander, basándose en las formulaciones matemáticas para la simulación
hidrológica de caudales medios mensuales, desarrolladas
por el Centro Interamericano de Desarrollo e Investigación
del Agua y la Tierra
(C.I.D.I.A.T)1.

__________

1DUQUE C.
Roberto A, BARRIOS R. Alex G, Desarrollo del modelo y programa de
computación para la autocalibración
de parámetros, Mérida-Venezuela:
s.n., 1988. p. 125

Las etapas seguidas en la metodología fueron las
siguientes:

• Recopilación de la información con
  entidades y personas conocedoras del tema.
• Se inspeccionó el estado de
  los nacimientos de las quebradas El Guamal y La morena,
  abastecedoras del sistema de acueducto del municipio de
  Convención, mediante el recorrido de sus
  cauces.
• La cartografía base para la
  elaboración del Modelo de Elevación Digital DEM,
  fue la presentada en el Esquema de Ordenamiento Territorial del
  municipio.
• La caracterización geomorfológica de
  las microcuencas se realizó a partir del Modelo de
  Elevación Digital (DEM), mediante el uso de la
  extensión HEC-GeoHMS 1.1, la cual se carga en el
  software ArcView GIS.
• La presentación del proyecto de las estructuras
  de aforo, se siguió conforme a la metodología
  Alemana "ZOPP"; exigida por entidades nacionales e
  internacionales.

2. MARCO REFERENCIAL

2.1 ANTECEDENTES

La Corporación Autónoma Regional de la
Frontera Nororiental CORPONOR, máxima autoridad
ambiental en el Norte de Santander. Entidad autónoma
perteneciente al Sistema Nacional Ambiental SINA, en el mes de
marzo del año 1998 adelantó el estudio titulado
Ordenamiento y Manejo Integral de La Microcuenca Formada Por Las
Quebradas El Guamal y La Morena Municipio de Convención,
Departamento Norte de Santander, (ver figura 1) a cargo del
Ingeniero Hugo Alfonso Noguera Peñaranda.

En dicho estudio se hizo énfasis en las
características físicas de la microcuenca,
determinando área, pendientes medias, longitudes de los
drenajes principales, usos del suelo, litología
predominante en la zona, aspectos climatológicos, entre
otras. Es de destacar las consideraciones que hace el autor en
cuanto a la delimitación de la microcuenca, puesto que
tiene en cuenta una porción de área en
jurisdicción del municipio de González departamento
del Cesar, correspondiente a la superficie drenada por la
quebrada Culebritas.

Posteriormente durante el año 2004 se aprueba el
Esquema de Ordenamiento Territorial Municipal, en el cual se
definen los usos del suelo, se establecen las reglamentaciones
urbanísticas correspondientes y se plantean los planes,
programas y
proyectos para el futuro desarrollo territorial del
municipio.

Adicionalmente en este estudio, se tratan
independientemente las microcuencas de las quebradas El Guamal y
La Morena, pertenecientes a la red hidrográfica del
municipio, que a su vez hace parte de la cuenca del río
Catatumbo. En la figura 2 se puede observar la
delimitación previa de las microcuencas, realizada en el
EOT.

La quebrada El Guamal, es considerada la más
importante por abastecer el acueducto del casco urbano y del
corregimiento que lleva su mismo nombre, aportando un caudal
aproximado de 28 lps. Por su parte la quebrada La Morena
suministra cerca del 30% del agua para el acueducto Municipal;
posteriormente su cauce se une con la quebrada El Guamal,
desembocando en la quebrada Búrbura.

Figura 1. Ubicación del municipio de
Convención

Figura 2. Delimitación previa de las
microcuencas.

En los estudios antes mencionados, los autores no hacen
una clara descripción de los aspectos
hidrológicos de las microcuencas; solo destacan
características explícitas de las
mismas.

No obstante, en la evolución de las ciencias de la
Ingeniería específicamente la hidrología, se
contempla la utilización de herramientas computacionales,
permitiendo que el enfoque de los problemas
hidrológicos se realicen a nivel superior al alcanzado con
los métodos
tradicionales, obteniendo mayor detalle espacial, reduciendo los
tiempos requeridos para la ejecución de actividades y las
funciones
matemáticas empleadas pueden diseñarse para
producir los fenómenos hidrológicos con el mayor
detalle posible.

Haciendo énfasis en lo anterior y en
relación con la aplicación de los Sistemas de
Información Geográfica (SIG),
específicamente los Modelos de Elevación Digital en
la modelación de las cuencas hidrográficas, cabe
destacar, que en el departamento Norte de Santander no se cuenta
en la actualidad con estudios en los cuales se hayan aplicado
estas técnicas.
Por tal motivo y en aras de dar un paso importante en las
fronteras del arte de la
investigación en la Universidad Francisco de Paula
Santander, se pretende mediante este proyecto de grado enmarcar
un sendero que motive a los futuros profesionales a investigar y
apropiarse de las últimas herramientas tecnológicas
que el medio ofrece.

2.2 MARCO TEÓRICO

En la actualidad los sistemas de información
geográfica, son herramientas computacionales que han
permitido dar un paso agigantado en la búsqueda de
soluciones a
problemas cotidianos como son los relacionados con los
fenómenos hidrológicos.

La carencia de registros históricos de caudales
debido a la no existencia de estaciones de aforo, hacen necesario
la aplicación de modelos que permitan la simulación
teórica de caudales. Por tal motivo fue necesario realizar
la caracterización hidrológica de las microcuencas
de las quebradas El Guamal y La Morena, fuentes que abastecen el
sistema de acueducto del municipio de Convención Norte de
Santander.

El desarrollo definitivo del proyecto se llevó a
cabo en cuatro etapas fundamentales:

La primera consistió en la recolección de
información; la etapa siguiente comprendió la
elaboración de un Modelo de Elevación Digital (DEM)
de la zona, para dicha actividad se tuvo como base teórica
la información publicada en la página de
Internet www.usgs.gov y las
continuas asesorías brindadas por los ingenieros Nelson
Obregón y Juan Camilo Quijano, vinculados a la facultad de
ingeniería civil de la Pontificia Universidad
Javeriana.

La tercera etapa consistió en la
caracterización geométrica de las microcuencas
mediante el uso de herramientas computacionales, teniendo como
referencia el manual del
usuario de la extensión Geospatial Hydrologic Modeling
Extensions, HEC-GeoHMS.

La fundamentación del modelo de simulación
de caudales teóricos aplicado, es conocida como
lluvia-escorrentía, considerada como la cuarta etapa del
proyecto, que se basa en la relación entre
precipitación y escorrentía y los métodos
para la distribución de ésta a través
del tiempo, que son base para una predicción eficaz en la
operación de proyectos hidráulicos, para la
extensión de registros de caudal en ríos con
estaciones hidrográficas y para la estimación de
caudales en ríos que carecen de registros
históricos2.

__________

2LINSLEY RAY
K. Hidrología para ingenieros, 2 ed, México:
s.n., 1994. p.144

2.2.1 Conceptos fundamentales. Las
definiciones que a continuación se destacan, son las
más relevantes en el presente proyecto.

• ARCVIEW: es un software que permite el
  análisis y provee las herramientas de escritorio
  necesarias para manejar la información geográfica
  de una manera fácil y poderosa, compuesta por una
  interfaz gráfica que permite cargar datos espaciales y
  tabulares y desplegarlos como mapas,
  tablas y diagramas; en
  la figura 3 se muestra la
  presentación principal del software.

Figura 3. Presentación principal de
ArcView

Extensiones cargadas en ArcView: las extensiones
que se manejaron en el proyecto son las descritas
seguidamente:

• CAD READER: extensión que permite leer
  y generar archivos gráficos de formatos .dwg y
  .dxf
• GEOPROCESSING: su funcionalidad son las
  operaciones
  con sobreposición, como su unión,
  intersección, extracción entre dos temas,
  generando uno nuevo.
• GRATICULES AND MEASURED GRIDS: se pueden crear
  grillas y cuadrículas en las vistas y en el layout,
  mostrando la latitud y longitud sobre un mapa
  georeferenciado.
• HEC-GeoHMS: permite el procesamiento del
  terreno a partir de Modelos de Elevación Digital y la
  modelación de cuencas hidrográficas.
• JPEG (JFIF): es un formato de imágenes
  comprimidas, que permite exportarlas a otros
  programas.
• 3D ANALYST: crea y permite visualizar los
  datos espaciales en tercera dimensión (estructuras
  triangulares TIN), revelando características del
  relieve que
  no se perciben en vistas planas.
• SPATIAL ANALYST: permite la generación,
  análisis y modelación de los datos estructurados
  en forma de raster (ej. Modelos de Elevación
  Digital).

En la figura 4 se ilustra como es pueden activar las
extensiones en el software ArcView.

Figura 4. Presentación de las extensiones
cargadas

3. CONSIDERACIONES GENERALES

3.1 ASPECTOS GENERALES DEL MUNICIPIO DE
CONVENCIÓN

3.1.1 Ubicación geográfica. El
municipio de Convención está ubicado al
noroccidente del departamento Norte de Santander a 8° 28’ latitud norte y 73° 20’ longitud oeste; cuenta con un
área total de 94.746 Há y un perímetro
urbano de 1,5 Km. Su población aproximada es de 25.582
habitantes según la proyección del DANE para el
2003.

Límites:

• Norte: República de Venezuela.
• Sur: Municipio de Ocaña y González
  (departamento del Cesar).
• Oriente: Municipio de Teorama.
• Occidente: Municipio del Carmen y González
  (departamento del Cesar).

Se encuentra entre los pisos térmicos templado y
cálido con una temperatura
promedio de 21,83º C. Presenta una precipitación
media anual de 1436.45 mm, posee una altura promedio de 1.076
m.s.n.m. en el casco urbano (ver figura 5).

Cuadro 1. Proyección de la población en
el casco urbano

__________

*Población proyectada en el casco urbano
del municipio de Convención utilizando el método
geométrico Pf = Pi*( 1 + r)n, la tasa de
crecimiento usada fue de 2.5%, según el DANE.

Figura 5. Panorámica del casco
urbano.

3.1.2 Vías de acceso. El
municipio de Convención dista 270 Km. de la ciudad de
Cúcuta, capital del
Departamento Norte de Santander y 33 Km. del municipio de
Ocaña.

Cuenta con tres vías principales, las cuales
facilitan su conexión con el resto del Departamento y el
territorio Nacional.

• Al Sur: con la vía Convención –
  Ocaña – Ábrego – Cúcuta.
• Al Noreste: con el trayecto Convención – El
  Tarra – Tibú – Cúcuta
• Al Noroeste: con la vía Convención –
  Guamalito – La Mata -Valledupar.

De un total de 433 Km. de carreteras, apenas una decena
están pavimentadas.

El municipio de Convención, cuenta con una
vía primaria llamada Troncal del café
entre el sector Ocaña (la ondina) – Convención con
una longitud de 33 Km. en buen estado y
administrada por el Instituto Nacional de Vías
(INVIAS).

Vías intermunicipales: Convención – El
Tarra – Tibú y Convención – Guamalito – La Mata;
estas vías se encuentran en regular estado debido a la
falta de mantenimiento
e inversión por parte del estado.

3.1.3 Geología. Las unidades de rocas aflorantes
en el sector urbano del municipio, corresponde a rocas
sedimentarias del Devónico representada por la unidad
Arenosa – Lutitica de Convención (Df), compuesta
principalmente de areniscas grises a verdosas intercalada con
arcillolita gris, también se presentan algunos niveles de
calizas sobre la quebrada La Morena, al este del casco
urbano.

Otro tipo de aforamientos predominantes en la zona, son
las rocas ígneas del Jurásico correspondientes al
Complejo Intrusivo – Extrusivo (Jci), se considera que el
sector urbano del municipio está asentado sobre esta
unidad de roca, compuesta principalmente de cuarzomonzonitas de
grano fino a grueso de carácter ácido, que varia de
granito a cuarzomonzonitas y en algunos sectores se encuentra
atravesada por diques de composición silícea a
básica con una distribución irregular y un espesor
variable.

3.1.4 Infraestructura municipal. La
infraestructura esta distribuida por:

Sistema de acueducto. El municipio de
Convención posee un sistema de acueducto que abastece de
agua potable a
un 92% de la población, mientras que el 8% restante recibe
agua sin ningún tratamiento.

La principal fuente de abastecimiento del acueducto,
como se mencionó en el numeral 3.1 es la quebrada El
Guamal, se le atribuye un caudal aproximado de 52.3
lps.

La captación consta de una bocatoma de fondo,
conformada por un dique de vertedero con rejilla central, 2
desarenadores cuyo suministro es mediante tubería de
Ø8" con aducciones de 27m y 60.96m respectivamente; la
conducción es por gravedad, a lo largo de 8 Km. (ver
figuras 6 y 7).

Figura 6. Captación sobre la quebrada San
Pablo.

Figura 7. Desarenador principal del sistema de
acueducto El Guamal.

Referente a la captación en la quebrada La
Morena, está constituida por una bocatoma de fondo con
rejilla a todo lo largo del dique, vertedero en concreto
ciclópeo, cámara de derivación en concreto
reforzado con vertedero de excesos, aducción de 27m en
tubería de Ø 8", un desarenador de 1.7m x 7m. (ver
figuras 8 y 9).

Figura 8. Captación sobre la quebrada La
Morena.

Figura 9. Desarenador sistema de acueducto La
Morena.

La conducción se realiza en dos etapas, la
primera por gravedad hasta un tanque situado a en el barrio 19 de
Febrero, a una distancia aproximada de 2500 m de la
captación y luego por bombeo culminando en la planta de
tratamiento.

La planta de tratamiento es de tipo compacta.

Características:

• La estructura de medición es una canaleta
  Parshall
• Dos sedimentadores
• Dos floculadores
• Tres filtros
• Un tanque de almacenamiento

El proceso de
desinfección del agua se realiza mediante la
aplicación de cloro gaseoso, además se
efectúa el proceso de coagulación aplicando sulfato
de aluminio en
proporción de 28 g/m³.

Sistema de alcantarillado. El sistema de
alcantarillado del municipio de Convención es combinado,
puesto que las aguas residuales domiciliarias y las aguas
lluvias, utilizan la misma tubería de
conducción.

La red que posee una longitud de 9.8 km en
tubería de gress de Ø 8", 10" y 12" y 1.266
conexiones presenta un 70% de deterioro en toda su
extensión, debido a la gran cantidad de lodos y residuos
sólidos que llevan consigo las aguas lluvias,
dificultando las conexiones de nuevos usuarios al
sistema.

La disposición final de las aguas residuales, se
efectúa en una red de emisarios finales
con una longitud de 2.600 m, el vertimiento principal se realiza
sobre la quebrada El Guamal, a través del emisario llamado
Caño Picho y otras cinco descargas sobre la quebrada La
Morena.

Salud. El municipio de Convención cuenta
en la actualidad con el Hospital Benito Ovalle, uno de los
más importantes de la región, puesto que atiende a
las poblaciones aledañas de: El Tarra, San Pablo, parte de
San Calixto y Teorama.

Cuenta con una Unidad Móvil que hace presencia en
la zona rural diariamente, ofreciendo servicios
médicos, odontológico y de enfermería
en los puestos de salud y en las diferentes
veredas.

3.2 CLIMATOLOGÍA DE LA ZONA

Para la determinación de las
características climatológicas de la zona de
estudio se contemplaron inicialmente las estaciones
meteorológicas ubicadas dentro del municipio y sus
alrededores las cuales se presentan en el cuadro 2

Cuadro 2 Estaciones
meteorológicas

Fuente: Instituto de meteorología,
hidrología y estudios ambientales (IDEAM)

Para la obtención de la precipitación
promedio, las estaciones de influencia fueron georeferenciadas
sobre el mapa de la zona; haciendo uso del método de
Thiessen3 se determinó el área efectiva
correspondiente a cada una de las estaciones
meteorológicas, después de realizado este procedimiento se
obtuvo que la mayor parte del área de las microcuencas
(93.4%), quedó inscrita dentro del polígono de
influencia de la estación central (ver figura 10), ubicada
en el casco urbano del municipio. Por este motivo se optó
por utilizar solo la información registrada en la
estación del Instituto Técnico Agrícola, la
cual puede apreciarse en la figura 11.

__________

3. LINSLEY RAY
K., Hidrología para ingenieros, 2 ed. México: s.n.,
1994. p. 125.

Figura 10. Ubicación de estaciones
meteorológicas

Figura 11. Estación meteorológica
Instituto Técnico Agrícola

Las características climáticas registradas
durante el período de 1994 a 2004, son las que a
continuación se describen:

3.2.1 Precipitación. La
precipitación promedio anual que se registra en la zona de
estudio es: 1436.45 mm/año, las mayores precipitaciones en
el mes de octubre con 229,15 mm y las menores en el mes de enero
con 34,06 mm (ver anexo A).

3.2.2 Temperatura. Se registra una temperatura
media anual de 21.83º C; el periodo de mayor temperatura es
en el mes de agosto con 22.53 ° C
y el de menor en diciembre con 20.7 ° C.

3.2.3 Evaporación. La evaporación
promedio anual en la zona es de 1221 mm; presentándose una
evaporación máxima de 194.78 mm en el mes de
octubre y una mínima de 28.95 mm en el mes de enero (ver
anexo B).

3.2.4 Brillo solar. Se registra un promedio anual
de 2008 horas sol que equivalen a unas 167.3 horas/mes. La mayor
insolación ocurre en el mes de julio con unas 223.3 horas
y una menor en el mes de abril con 119.1 horas.

3.2.5 Humedad relativa. La humedad más
baja se presenta en el mes de agosto con un 78%, mientras que en
los meses de noviembre y diciembre se registra un valor del 85%;
esta variable presenta un valor promedio del 82%, estableciendo
una variación entre valores máximos y
mínimos tan solo del 7%.

3.2.6 Evapotranspiración. Al integrar
los valores de
temperatura y las relaciones de evaporación y
transpiración se conocen los valores de
evapotranspiración, la cual es la pérdida total de
agua de un terreno, que se origina por la evaporación del
agua que se halla en los espacios porosos del suelo y en la
transpiración de la cobertura vegetal que se está
sobre él, ésta se mide en milímetros
(relación del agua en lt/m²).

Evapotranspiración potencial (ETP). Es la
que se produce cuando el suelo se encuentra en su capacidad de
campo y cubierto con abundante vegetación uniforme, se puede determinar
mediante la fórmula propuesta por Thornthwaite:

ETP = 1.6*Ka*(10*Tj /
)a

ETP = Evapotranspiración potencial en
cm

Tj = Temperatura media en el mes j, º C

Ka = Constante que depende de la latitud y el mes del
año*

I = Índice de eficiencia de
temperatura

a = Constante

I =  ij
;ij = ( Tj / 5 )1.514

a =
675*10-9*I³ –
771*10-7*I² + 179*10-4*I
+ 0.492

La evapotranspiración real (ETR), es la que
verdaderamente experimenta el terreno y es igual a la potencial
cuando es suficiente el suministro de agua; cuando éste no
es suficiente o cuando se agotan las reservas hídricas del
espacio poroso del suelo, la real es inferior a la
potencial.

__________

*La latitud de
la zona de estudio esta comprendida entre 8º y 10º
Norte; los factores Ka se interpolaron con base en la tabla 4.3
del libro
Fundamentos de hidrología de superficie, Francisco J.
Aparicio Mijares.

En el cuadro 3 se presentan los resultados obtenidos de
evapotranspiración promedio mensual.

Cuadro 3. Cálculo de
evapotranspiración potencial mensual
promedio

3.2.7 Índice de aridez. Este
parámetro es considerado como una característica
cualitativa del clima, que
muestra en mayor o menor grado la insuficiencia de los
volúmenes precipitados para mantener la vegetación;
circunstancialmente suele llamarse "déficit de agua" su
formula de cálculo es la siguiente:

Ia = (ETP / P) –
1

Ia = Índice de aridez

ETP = Evapotranspiración potencial en
mm

P = Precipitación en mm

A continuación se presentan los correspondientes
índices de aridez promedio para cada uno de los meses del
año en la zona de estudio:

Cuadro 4. Cálculo del índice de
aridez

Los resultados del índice de aridez indican que
durante los dos primeros meses del año se presenta un
déficit de agua en las microcuencas, debido a los altos
niveles de evapotranspiración en comparación con
las escasas precipitaciones presentes en la zona, siendo
más crítica
la situación en el mes de enero.

En el mes de marzo el comportamiento de este
fenómeno se normaliza, dando paso a una notable excedencia
de agua en los meses restantes del año, garantizando de
esta manera los requerimientos de este líquido por la
vegetación existente.

Cabe mencionar que esta situación ocurre para un
año en el cual se presenten condiciones
hidroclimatológicas normales (promedios); las
circunstancias se puede hacer más crítica cuando
las condiciones climáticas presenten eventos
extremos.