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SUBDIRECCION DE GESTION AMBIENTAL GRUPO DE RECURSOS HIDRICOS Convenio Interadministrativo entre la CVC (No. 011) y la Universidad del Valle CARACTERIZACION DEL RIO CAUCA Y TRIBUTARIOS TRAMO SALVAJINA - LA VIRGINIA INFORME EJECUTIVO UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERIAS Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Santiago de Cali, Abril de 2001 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo 11 IINNTTRROODDUUCCCCIIOONN El Río Cauca es uno de los ríos más importantes del país. Presenta una longitud total de 1350 Km y una cuenca hidrográfica aproximada de 63300 Km2. Nace al sur del país en el Páramo de Sotará en el Macizo Colombiano, departamento del Cauca, y desemboca en el Brazo de Loba en el Río Magdalena, departamento de Bolívar, al norte del país. El Río Cauca brinda grandes beneficios a los departamento que recorre, como son, Cauca, Valle del Cauca, Quindío, Risaralda, Caldas, Antioquia, Córdoba, Sucre y Bolívar. En su cuenca se encuentran asentados cerca de 183 municipios de estos departamentos. La cuenca hidrográfica del Río Cauca es de especial importancia para el país y, en particular, para el occidente colombiano. Aquí se encuentra la industria azucarera colombiana, buena parte de la zona cafetera, las zonas de desarrollo minero y agropecuario de Antioquia y el bajo Cauca y un sector importante de la industria manufacturera del país. El tramo comprendido entre la represa de La Salvajina, en el departamento del Cauca, y La Virginia, en el departamento de Risaralda, de 460 Km de longitud, corresponde a la zona de interés del Proyecto de Modelación del Río Cauca. La zona oriental de la planicie del Río Cauca en el departamento del Valle del Cauca presenta una mayor amplitud que la occidental, posiblemente originada por el mayor aporte de sedimentos provenientes de la cordillera Central, los cuales forman abanicos de poca pendiente, presionando el río hacia el oeste. La vertiente oriental de la cordillera Occidental y la vertiente occidental de la cordillera Central presentan un alto grado de intervención; los sectores con vegetación natural son escasos, con dedicación preferencial para la agricultura. El Río Cauca y los tributarios son intervenidos y aprovechados de manera intensa para numerosos propósitos: generación de energía, extracción de materiales del lecho, uso del agua para diferentes propósitos (agrícola, doméstico e industrial), drenaje de aguas residuales domésticas, agrícolas e industriales, pesca, recreación, etc. A pesar de estos grandes beneficios, si el manejo del Río Cauca y sus tributarios no es el más adecuado se pueden originar serios problemas, como inundaciones, avalanchas, colapso de estructuras y contaminación del agua. Estas intervenciones, como lo enseña la experiencia, en un cauce aluvial como el Río Cauca afectan las condiciones y características del río, tanto localmente como aguas arriba y aguas abajo de los sitios intervenidos. Con el propósito de minimizar los efectos adversos que se pueden originar debido a la construcción de nuevas estructuras, es necesario estimar mediante estudios en modelos hidráulicos (matemáticos, generalmente), la respuesta del río a estas obras. Para llevar a cabo la implementación del modelo matemático es fundamental, como primer paso, efectuar la Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 1 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo caracterización actualizada de los diferentes aspectos y parámetros físicos, geométricos y de calidad del agua del Río Cauca y sus tributarios. Para llevar a cabo la caracterización del Río Cauca y sus tributarios se realizó el análisis de la evolución espacial y temporal de las diferentes características y parámetros hidráulicos, morfológicos, sedimentológicos y fisico-químicos y bacteriológicos del agua. También se analizó la situación actual de los distintos aspectos y parámetros del Río Cauca y sus tributarios. Finalmente se efectúo la evaluación de la información disponible orientada a la elaboración de las bases de datos para los propósitos de calibración, verificación y aplicación al Río Cauca de un sistema de modelación matemática. El objetivo fundamental de este documento es presentar los resultados más destacados de los estudios de caracterización de las condiciones hidrológicas, hidráulicas, sedimentológicas, morfológicas y de calidad del agua del Río Cauca y sus tributarios. Para el desarrollo de este estudio se recopiló, clasificó y sistematizó la información relacionada con los diferentes aspectos físicos de interés en la zona de estudio. Para el efecto, se visitaron los centros de documentación de entidades como CVC, IGAC, INGEOMINAS, EPSA, IDEAM, CINARA, EMCALI y UNIVALLE. Se generaron las bases de datos que permiten identificar de manera rápida, los principales documentos con información de interés para el proyecto, resúmenes esquemáticos de información hidrológica, velocidades, niveles, pendientes, granulometría, tipos de fondo, rugosidad, transporte de sedimentos y geometría del cauce, bibliografía disponible, bibliografía consultada y cartografía disponible. La información recopilada se sistematizó y clasificó en dos períodos, considerando para ello la puesta en operación del embalse de Salvajina en Enero de 1985 (principal estructura construida sobre el Río Cauca en el tramo en estudio): período Pre- Salvajina y período Post- Salvajina. Para el análisis de la calidad del agua del Río Cauca y sus tributarios se sistematizó y analizó la información recopilada a partir de 1985, con lo cual se dispone de un período de 15 años de registros después de la puesta en operación de Salvajina. Se estima que la entrada en operación de la represa de La Salvajina en 1985 ha representado una variación importante en la calidad del agua del Río Cauca. Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 2 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo 22 CCAARRAACCTTEERRIISSTTIICCAASS GGEENNEERRAALLEESS DDEE LLAA ZZOONNAA DDEE EESSTTUUDDIIOO 2.1 EL RIO CAUCA La cuenca hidrográfica del Río Cauca se destaca en el contexto nacional como un lugar estratégico, pues en ella se localizan la industria azucarera, buena parte de la zona cafetera, las zonas de desarrollo minero y agropecuario de Antioquia y el Bajo Cauca, un sector significativo de la industria manufacturera del Occidente colombiano, dos de las ciudades más pobladas del país y tres de las consideradas intermedias, permitiendo contabilizar fácilmente cerca de unos 10`000000 de habitantes, lo cual representa aproximadamente el 25 % de la población total del país. El Río Cauca, principal afluente del Río Magdalena, tiene una longitud de 1350 Km y una hoya hidrográfica de unos 63300 Km2 . Se puede dividir en cuatro tramos: Alto Cauca, Valle del Cauca, Cauca Medio y Bajo Cauca (Cuadro No. 1 y Figura No. 1). Cuadro No. 1 Cuencas Hidrográficas Tributarias del Río Cauca Zona Area Parcial (Km2) Area Acumulada (Km2) Alto Cauca 5451 5451 Valle del Cauca 19349 24800 Cauca Medio 19750 44550 Bajo Cauca 18750 63300 Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 3 Figura No. 1 PERFIL GENERAL DE LA CUENCA DEL RIO CAUCA Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo 2.2 TRAMO DE ESTUDIO SALVAJINA – LA VIRGINIA El tramo de estudio va desde la represa de Salvajina hasta el municipio de La Virginia, con una longitud aproximada de 460 Km, en su gran mayoría dentro de la zona de jurisdicción de la CVC en el departamento del Valle del Cauca y un corto tramo en departamento del Cauca (Figura No. 2). La planicie en la que el río discurrepresenta una altura que varía entre 900 y 1000 msnm, con materiales de fondo compuestos principalmente por depósitos aluviales Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 4 Figura No. 2 CUENCA DE DRENAJE DEL VALLE DEL RIO CAUCA CONVENCIONES Cuenca de drenaje del Río Cauca Zona en estudio O C E A N O P A C IF IC O OC EA NO AT LA NT IC O FIGURA No 3.1 CUENCA DE DRENAJE DEL RIO CAUCA VENEZUELA BRASILECUADOR PERU VALLE DEL CAUCA ESCALA 0 100 200 300 400 RI O M A G D A LE N A RI O C A U CA Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo En el recorrido los afluentes más importantes sobre la margen derecha, donde el valle es más amplio, son los ríos Ovejas, Palo, Amaime, Guadalajara, Tuluá, Bugalagrande y La Vieja; sobre la margen izquierda los tributarios más destacados son los ríos Timba, Jamundí, Riofrío, Cañaveral y Risaralda. Características Climáticas La cuenca del Río Cauca en la zona del Valle del Cauca, debido a su posición en la zona de mayor insolación, presenta un clima tropical que se caracteriza por temperaturas relativamente altas y uniformes durante todo el año, razón por la cual no es posible identificar estaciones térmicas. También se caracteriza por la presencia de períodos o estaciones de diferente pluviosidad en el año. La franja comprendida entre las latitudes 0° y 10° N y las longitudes 75° y 80° W transporta aire muy húmedo proveniente del océano Pacífico, con presencia de brisa marina que penetra al Valle del Cauca a través del boquerón del Madroñal y por un sitio cercano a la población de Bolívar. En la zona del valle geográfico del Río Cauca las tendencias de variación que presentan en promedio las temperaturas máximas, medias y mínimas a escala mensual, se pueden considerar uniformes durante todo el año. La duración del brillo solar presenta una tendencia de variación anual: mayor en los meses secos y menor en los húmedos. En relación con la humedad relativa los valores promedios varían entre el 65% y el 90%. La mayor parte de las lluvias en la región del Valle del Río Cauca es de origen convectivo u orográfico. Entre el 80 y 90% de las grandes lluvias ocurren en las tres primeras horas de las tormentas. Existen dos períodos de bajas precipitaciones (Enero - Febrero y Junio - Septiembre) y dos de altas precipitaciones (Marzo – Mayo y Octubre – Diciembre). El promedio anual de lluvias varía entre 800 y 3800 mm. Hidrología El Río Cauca y sus más importantes tributarios presentan un régimen de caudales directamente ligado al régimen de pluviosidad con dos períodos secos y dos húmedos. El caudal medio en la estación Juanchito es 274 m3/s, mientras que en las estaciones Suárez y La Virginia, localizadas al inicio y al final del tramo en estudio, los caudales medios son 126 m3/s y 531 m3/s, respectivamente. La construcción de la represa de La Salvajina varió el régimen de caudales, especialmente en épocas de estiaje, y en menor medida en períodos de invierno. Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 5 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo La mayor parte de los tributarios pueden clasificarse como torrentes con respuestas críticas a lluvias cortas e intensas. Geología La fosa tectónica del Valle del Cauca se desarrolló durante el Cretácico Inferior o antes. Las rocas más antiguas (metasedimentos del grupo Cajamarca) se presentan en los flancos de las cordilleras Central y Occidental. Sobre éstas se depositaron, en contacto irregular, las rocas del grupo Diabásico, y posteriormente se depositaron los sedimentos terciarios que posteriormente se plegaron, dejando por último los sedimentos cuaternarios y recientes del Valle. Aspectos Ambientales La problemática ambiental de la zona de estudio puede resumirse así: presencia de áreas degradadas por uso inadecuado del suelo, contaminación hídrica por aguas servidas de los centros urbanos, complejos industriales y agropecuarios, extracción de materiales del lecho del río, disminución de caudales para atención del consumo humano en corto plazo, deterioro del suelo por la explotación minera, procesos de deforestación y, en general, diferentes tipos de impactos negativos, producto de la actividad humana en su conjunto. Colector central de aguas residuales domésticas de la ciudad de Cali Navegación La historia de la navegación en el Río Cauca se remonta de forma oficial al año 1883, cuando se creó la Sociedad de Navegación del Río Cauca. Posteriormente en 1904 se creó la Compañía de Navegación del Río Cauca y en 1911 se organizó la Compañía Fluvial de Transporte. El arribo del ferrocarril y los automotores hacia 1927 hizo que las empresas navieras fueran perdiendo importancia y la navegación en el río entrara en decadencia hasta la época actual. Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 6 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo Flota Naviera del Río Cauca en las primeras décadas del Siglo XX Explotación del Río La extracción de materiales del fondo del río (arenas y gravas finas) en el tramo Salvajina – La Virginia constituye un aspecto importante a considerar. Durante el recorrido de reconocimiento realizado en Enero de 1998 se identificaron 39 dragas, 4 paladragas y 9 malacates en operación, muchos de ellos sin autorización ni registros de rendimientos. Información de la CVC que data de 1996 mostró que el sector con mayor volumen de extracción fue el de Hormiguero – Juanchito. En el año 1979 el volumen anual estimado de material explotado en el tramo Suárez – La Virginia fue de 788.400 m³ (Universidad del Valle - CVC, 1980). Draga típica en el Río Cauca Extracción manual de materiales de fondo en el Río Cauca En relación con las captaciones de agua (bocatomas laterales, estaciones de bombeo y derivaciones) en Enero de 1998 se inventariaron 260, con un caudal total estimado de 64 m3/s. Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 7 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo Las mayores extracciones se producen en el distrito de riego del RUT (Roldanillo – La Unión – Toro, con alrededor de 8000 l/s), en Puerto Mallarino (6400 l/s para el acueducto de la ciudad de Cali) y en el Ingenio Riopaila (5000 l/s). Con relación a la actividad pesquera, el Cuadro No. 2 muestra el fuerte decrecimiento en la actividad como consecuencia probablemente del deterioro en la calidad del agua. Este deterioro también ha llevado a que las actividades recreativas en el río prácticamente hayan desaparecido. Cuadro No. 2 Producción Pesquera en el Río Cauca. Año Pescadores (Un.) Producción Pesquera (Ton.) 1973 1215 1822.5 1976 800 1200.0 1978 684 960.3 FUENTE: Estudio Morfológico del Río Cauca (Universidad del Valle-CVC, 1980). Planicies de Inundación El Río Cauca en su recorrido a lo largo del Valle del Cauca se desborda periódicamente en el tramo Timba - La Virginia, ocasionando daños y pérdidas económicas considerables, debido a las inundaciones de las tierras adyacentes a sus márgenes, las cuales son aprovechadas para fines de agricultura y ganadería. En el Cuadro No. 3 se presentan las áreas inundadas durante la creciente de Noviembre – Diciembre de 1988 (CVC, 1989). Cuadro No. 3 Areas Inundadas Noviembre – Diciembre de 1988 Sector Area Inundada (Ha) Porcentaje del Area Total Inundable (%) Q. San Pedro - Río Tuluá 765.6 92.8 Río Guadalajara - Q. San Pedro 761.8 91.6 Ac. Quintana – Río Bugalagrande 755.5 87.4 Ricaute – Río Pescador 306.3 85.1 Q. La Negra – Río Piedras 301.6 73.1 Río Frío – Madrigal 268.8 66.0 Q.La Herradura – Ricaute 265.6 58.0 R. Sonso – R. Guadalajara 193.7 58.0 El Espinal – Hato Viejo 183.6 58.0 Chimbilaco 144.6 57.8 Total 3947.1 78.0 La CVC tiene identificadas 82945 hectáreas afectadas directa o indirectamente por las inundaciones producidas por el río Cauca. El 18.2 % del área afectada por inundaciones está dedicada a pastos y el resto a cultivos agrícolas distribuidos entre cultivos temporales y Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 8 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo permanentes. Estos últimos representan el 51.1%, dedicados especialmente a la caña. Los cultivos temporales que ocupan mayor extensión son en su orden: la soya, el sorgo y el algodón. Panorámica de las Zonas Inundadas en Enero de 1997 Río Cauca desbordado a la altura del puente Mediacanoa (margen derecha) Cultivos en el Valle del Río Cauca El Cuadro No. 4 ilustra las tendencias en la distribución y uso de la tierra para los diferentes tipos de cultivos en la zona plana del Valle del Cauca desde Timba hasta La Virginia, lo cual es un indicativo de cómo se ha ido extendiendo la frontera agrícola y la presión que ésta ejerce sobre la demanda de agua. Cuadro No. 4 Distribución Superficial del Uso de la Tierra en la Zona Plana del Valle Area (Ha) Tipo de Cultivo Año 1955 Año 1984 Arroz 13000 14000 Maíz 12000 18000 Frijol 9000 2000 Algodón - 10000 Sorgo - 60000 Soya - 45000 Otros 3000 5000 Cultivos Temporales Subtotal 37000 154000 Caña de azúcar 49000 130000 Cacao 13000 1000 Varios 11000 11000 Cultivos Permanentes Subtotal 73000 142000 Utros Usos Pastos 215000 75000 Tierras no utilizadas 70000 24000 Total 395000 395000 FUENTE: Salvajina: El Parto de una Quimera (CVC, 1985). Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 9 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo 33 GGEEOOMMOORRFFOOLLOOGGIIAA El valle del Río Cauca se constituye en una gran unidad morfológica regional de planicie aluvial desarrollada por la dinámica del río durante el período cuaternario, delimitado por las cordilleras Occidental y Central. A lo largo del valle se encuentran afloramientos de diversos macizos rocosos conformados por diferentes tipos de rocas que constituyen controles litológicos y restringen la movilidad horizontal del cauce. A lo largo del río también se encuentra un estrato aparentemente resistente a la erosión, denominado usualmente caliche. Esta capa podría constituirse en un posible control, al menos temporalmente, evitando procesos de degradación del lecho y erosión de las bancas en algunos sectores del río. La dinámica del río desarrolla diferentes grados de erosión en las bancas, lo cual ha obligado a que se efectúen diversos tipos de obra de protección. A causa de esta erosión y del desplazamiento y progresión de los meandros el río presenta cierta movilidad horizontal. Sin embargo, la sinuosidad ha permanecido sin mayores variaciones en las últimas décadas. Considerando la alta sinuosidad de la mayoría de los tramos y los porcentajes elevados de carga de lavado transportados, el Río Cauca puede considerarse como un cauce de carga en suspensión en gran parte de su recorrido. 3.1 GEOLOGIA REGIONAL El valle del Río Cauca corresponde a una fosa tectónica (bloque hundido) entre las cordilleras Occidental y Central (bloques levantados). Geológicamente la margen oeste de la cordillera Central corresponde a las rocas ígneas efusivas y sedimentarias de los períodos Jurásico - Cretácico y Terciario, respectivamente. El bloque elevado de la cordillera Occidental está compuesto por rocas metasedimentarias y sedimentarias volcánicas marinas. La fosa del valle o bloque hundido tiene un basamento ofiolítico y rocas volcánicas sobre el cual reposan rocas sedimentarias continentales Terciarias. El centro del Valle está compuesto por un amplio y grueso relleno aluvial Cuaternario, formado por enormes conos aluviales coalescentes que descienden de las dos cordilleras, debido a la actividad tectónica y depósitos aluviales desarrollados por el mismo Río Cauca y sus tributarios. La fosa está limitada al oriente por el sistema de fallas de Romeral y al occidente por el sistema Cauca. La Figura No. 3 muestra un corte geológico generalizado del valle del Río Cauca (línea Yumbo Potrerillo). Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 10 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo 3.2 A al 3.2.1 U Median año 198 efectuó desarrol movilid se realiz de mane En el R deposic dinámic proceso constitu de una principa formaci Escuela d C Figura No. 3 CORTE GEOLOGICO GENERALIZADO DEL VALLE DEL RIO CAUCA Línea Yumbo – Potrerillo NALISIS GEOMORFOLOGICO DEL VALLE DEL RIO CAUCA Y um bo KsDs Kmd R ío C au ca Falla de Cali Q . T Q Q Q . d e la s M on as C or di lle ra O cc id en ta l Po tre ril lo KmdQ . L os N eg ro s R ío N im a R ío P al m ira Zo Z am or an o con Intercalaciones Sedimentarias Falla de Potrerillo Grupo DoleríticoKs DsGrupo Dolerítico CONVENCIONES Sedimentos Terciarios Cuaternario riolita tonalita r t Q Q Q . Q r Q Romeral Falla Q . A gu ab on ita C or di lle ra C en tr Q . T ig re ra T nidades Geomorfológicas te la interpretación de las fotografías aéreas del IGAC del año 1957 a escala 1:20000 y del 6 a escala 1:10000, en una franja aproximada de 2 kilómetros a lo ancho del río, se la identificación, delimitación y descripción de las diferentes unidades geomorfológicas ladas a lo largo del valle del Río Cauca y una aproximación a la interpretación de la ad del cauce a través del tiempo. Adicionalmente, entre el 27 y el 31 de Enero de 1998 ó un recorrido por el Río Cauca desde Suárez hasta La Virginia, que permitió identificar ra muy general algunas geoformas típicas del valle. ío Cauca existen dos factores principales generadores de geoformas, como son: las formas ionales y las formas erosionales. Ambos factores están relacionados íntimamente con la a fluvial desarrollada por el Río Cauca. Las formas deposicionales son el resultado de un constructivo de depositación sobre la superficie terrestre. Los paisajes resultantes yen la mayoría de las geoformas presentes en el área. Las formas de erosión, por tratarse zona plana, se limitan a las producidas por las corrientes en el cauce del río, lmente en los meandros. Tanto la erosión como el depósito están involucrados en la ón de los meandros. e Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 11 opia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo Controles y Depósitos Aluviales y Coluviales Los controles son rocas generalmente duras o poco meteorizadas que se extienden desde la cordillera Central y Occidental y alcanzan a aflorar en las orillas del Río Cauca ejerciendo un control litológico en las zonas donde éstas aparecen. A lo largo del valle del Río Cauca se encuentran afloramientos de diferentes macizos rocosos que controlan la sinuosidad del río. Se observan controles litológicos en los siguientes sectores: la Base Militar de Suárez sobre la margen derecha; aguas abajo de Suárez, hacia el sector conocido como el kilómetro 28 en la margen derecha; en el tramo Tablanca – La Bolsa; en el tramo Paso de la Torre – Roldanillo sobre la margen izquierda; en el tramo Roldanillo – La Virginia sobre ambas márgenes; antes de la desembocadura del Río Chanco sobre la margen izquierda; a unos 600 metros antes del puente de Anacaro y aguas abajo del mismo; antes de la desembocadura del Río Catarina sobrela margen izquierda; después de la desembocadura del Río La Vieja sobre la margen derecha; y, después de La Virginia, en donde el río se encañona formando los rápidos de La Virginia. Los depósitos aluviales y coluviales delimitados en el Río Cauca se describen en el Cuadro No. 5 3.2.2 Procesos de Erosión en las Márgenes del Cauce Principal Sobre las orillas del Río Cauca la dinámica de la corriente desarrolla diferentes grados de erosión que dependen de la composición litológica y de la posición de la orilla con respecto a la forma meándrica del río. Más del 60% de las curvas están siendo afectadas por algún grado de erosión que es mucho mayor que la erosión que afecta los taludes ubicados en tramos rectos y curvas internas, alcanzando tramos hasta de 400 m de longitud. Meandros típicos del Río Cauca La erosión es crítica en el tramo entre Tablanca y Juanchito. El proceso puede ser una manifestación de la intensa explotación de materiales de arrastre a que está siendo sometido el cauce en este sector, produciendo además, la casi total ausencia de playas aluviales que normalmente se forman sobre la parte interna de las curvas del río. Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 12 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo Cuadro No. 5 Depósitos Aluviales y Coluviales del Río Cauca Depósitos Definición Características Río Cauca Barras y Playas aluviales Q1 Las barras son depósitos acumulados generalmente inestables y emergen en épocas de aguas bajas y medias Las playas aluviales desarrolladas en el Río Cauca sobre el lado interno de las curvas de meandros son de poca extensión debido a la intensa extracción de materiales de arrastre en el río. Las islas o barras de material aluvial se presentan esporádicamente y se encuentran en medio del cauce del río, en su mayoría se encuentran ubicadas en las curvas internas del cauce y actualmente están siendo explotadas para materiales de construcción. Depósitos de pantanos aluviales y zonas pantano- sas permanentes Q2 Los pantanos aluviales son depósitos acumulados en las llanuras de inundación, después de los albardones naturales. Las zonas pantanosas permanentes son áreas más bajas que el nivel general del valle, con abundancia de lagunas circulares pequeñas sin desagüe, nacientes y ciénagas Se presentan como consecuencia de la proximidad de la tabla de agua en una zona limitada por el albardón natural del Río Cauca Cauces antiguos abandonados y tapones arcillosos Q3 Los cauces antiguos abandonados son antiguos lechos de ríos y arroyos. Los tapones arcilloso se forman en un cauce abandonado y aíslan una laguna semilunar, la cual se conoce comúnmente como madrevieja Las madreviejas se presentan a todo lo largo del Río Cauca y los tapones arcillosos se encuentran asociados sólo a las entradas y salidas de las madreviejas Albardones Naturales Q4 Son crestas bajas paralelas al curso del río, pierden altura y pendiente a medida que se alejan del mismo Pueden tener un ancho de 1500 m o más, su mayor altura se presenta cerca al cauce del río. Estas geoformas son las más comunes y extendidas a todo lo largo del valle del Río Cauca Zonas resecadas y rellenos de cauce Q5 Las zonas resecadas son zonas de antiguos pantanos, resecadas e inundadas en varios períodos y finalmente secadas artificial o naturalmente. Los rellenos de cauce son depósitos en los cauces secos abandonados Cauce aluvial y cauces secos en conos Q6 Los cauces aluviales son depósitos aluviales acumulados en las llanuras y márgenes de los ríos y arroyos. Los cauces secos son depósitos acumulados en los ríos que cruzan los conos Todos los cauces naturales antes de la desembocadura en el Río Cauca y durante gran parte de su recorrido forman estos depósitos y su tamaño depende de la capacidad fluvial para transportar y depositar material A lu vi al es Albardones Semilunares Q7 Bancos que se desarrollan en el lado interno de la curva de un meandro y crecen por adición lenta de sedimentos Durante el recorrido realizado por el río no se logró identificar ni delimitar estas geoformas en toda su extensión. A menor escala es posible observar sobre las curvas internas depósitos menores correspondientes a barras aluviales semilunares y barras de punta, los cuales se depositan naturalmente debido a la pérdida de energía del río Conos aluviales Qd Son formas resultantes de la acumulación de los sedimentos transportados por corrientes fluviales procedentes de las altas vertientes, que encontraron una disminución marcada de la pendiente en las partes bajas de las montañas para su depositación Los cauces que desembocan en el Río Cauca, desde Suárez hasta el Río Cali, no desarrollan conos aluviales y solo algunos, como el Río Palo, muestran depósitos muy pequeño. A partir de la desembocadura del Río Cali hacia el Norte se desarrollan estas geoformas que varían en tamaño, amplitud sobre el río, longitud, textura y composición. Se observan conos aluviales en las desembocaduras de los ríos Cali, Yotoco, Piedras, Riofrio y Catarina y en la quebrada Hato Viejo. Depósitos coluviales Qc Son depósitos constituidos por detritos acarreados dentro del valle por el lavado de las pendientes y mezclados en cantidades variables con el material del talud Estos depósitos se presentan especialmente en el piedemonte de la cordillera y se observan en fotografías aéreas en aquellos sectores donde la cordillera está muy próxima al río C ol uv ia le s y m ix to s Terrazas antiguas y explotaciones mineras a cielo abierto Em Las terrazas son superficies topográficas que indican niveles de valles antiguos. Algunas de estas geoformas son antrópicas. Corresponden a bancos de explotación por terraceo, además de algunas bermas de acceso a los frentes elaborados durante la explotación de oro aluvial en épocas pasadas. Se desarrollan sobre ambas márgenes y alcanzan hasta 4.0 m de altura. Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 13 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo La intensa erosión local afecta en su gran mayoría las curvas externas del río, especialmente en el tramo aguas abajo de la desembocadura del río Yumbo sobre la margen derecha y es debida al delta aluvial depositado por el río. Aspecto de márgenes erosionadas en el Río Cauca Como consecuencia de este proceso erosivo se han desarrollados diversos métodos de protección, implementándose en algunas de las curvas obras de protección como tablestacas metálicas y en madera, gaviones, espolones de cantos rodados, bloques de diabasa fresca que alcanzan tamaños hasta de 15 cm y bloques de roca o escombros seleccionados en la base de los taludes, y cultivos de pastos y caña brava. La gran mayoría de estas obras no han sido completamente efectivas. 3.2.3 El Caliche Se denomina caliche a ciertas capas que se forman cerca de la superficie o en la superficie, de composición básicamente calcárea y que afloran a lo largo del Río Cauca. Este tipo de afloramiento es muy común en las riberas del río y aflora en tramos cortos a lo largo del cauce. Las capas aparecen indistintamente sobre ambas márgenes del río a manera de taludes o sobre el límite agua–talud–lecho, como por ejemplo en el sector de Zanjón Oscuro y los Rápidos del Hormiguero. Dentro del estrato esta capa aflorante parece ser más resistente a la erosión, ya que no presenta claras evidencias de socavación lateral ni de fondo, pudiendo constituir un posible control geológico, con una mayor resistencia a la acción erosiva de la corriente que las presentadas por el resto de materiales del entorno. Este control puede ocurrir principalmente durante los flujos de bajas velocidades. Macroscópicamente el caliche se presentacomo una corteza heterogénea, con cantos de diferentes tamaños y composiciones, embebidos en una matriz limo–arcillosa de color grisácea y pardusca y abundante materia orgánica. Se desconoce su continuidad lateral y longitudinal. Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 14 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo Estratos de Caliche en la desembocadura de Zanjón Oscuro Durante el desarrollo del Proyecto PMC, Ingeominas realizó en Diciembre de 1999 un estudio petrográfico de sección delgada a muestras de caliche tomadas aproximadamente 1 Km aguas abajo de la desembocadura del Río Palo. Según el estudio este material corresponde a una roca sedimentaria denominada arenita arcósica lítica de grano fino, constituida por granos detríticos de tamaño variable desde arena fina hasta arcilla. La selección, en cuanto a tamaños dentro de este intervalo, es muy pobre, presentando un ligero dominio de la fracción de arena fina a muy fina. Los minerales esenciales que constituyen la roca son: cuarzo (35 %), feldespato (25 %) y fragmentos de roca (10 %). Las características texturales, tales como su pobre selección en cuanto a tamaño, composición y forma, sugieren transporte unidireccional poco prolongado en medio acuoso. La cementación se presenta por parches debidos a los óxidos férricos, lo cual indica que ocurre en condiciones superficiales (ricas en oxígeno) del sustrato sedimentario. Detalle de los Rápidos del Hormiguero generados por la presencia de un extenso estrato de caliche en el fondo del río Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 15 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo 3.2.4 Análisis Morfológico Comparativo del Río Cauca (Años 1977 y 1998) Para el estudio de la evolución morfológica del cauce, se subdividió el río en 10 tramos que, de acuerdo con un criterio cualitativo muestran cambios significativos, básicamente en cuanto a la sinuosidad del cauce se refiere. En el Cuadro No. 6 se presentan los límites de estos tramos y las características más importantes que permiten establecer la dinámica del río, en el cual se destacan los siguientes aspectos: • La variación de la relación ancho/profundidad en el período 1978-1998 es mínima, aunque el ancho y la profundidad a banca llena en promedio se han reducido en 9.1 y 7.3 %, respectivamente. Esta disminución en el ancho y la profundidad media a banca llena podría ser una consecuencia de la disminución en los caudales registrados en este período debido al efecto regulador del embalse de Salvajina. • El Río Cauca desarrolla diferentes grados de sinuosidad a lo largo de todo su cauce. En términos generales, es posible afirmar que el patrón meándrico, no ha variado significati- vamente en el tiempo. Los mayores cambios han ocurrido en los tramos 2, 3 y 6 presentando un incremento en la sinuosidad. Esto se refleja en una disminución en el gradiente del cauce, especialmente en los tramos 2 y 3. En los demás tramos el incremento en la sinuosidad ha sido mucho menos importante. Cuadro No. 6 Características Morfológicas del Río Cauca para los años de 1977 y 1998 Profundidad (m) Ancho (m) Relación Ancho / Profundidad So (2) (x10-4 m/m) Lc (4) (Km) Sinuosidad (5) Tramo(1) Abscisa 1998 1977 1998 1977 1998 1977 1998 1977 Lv (3) (Km) 1998 1977 1998 1977 1 K2+870 K22+842 3.6 3.0 62.8 87.4 17.4 29.1 2.96 - 16.61 19.97 - 1.21 – 2 K22+842 K53+222 3.0 3.8 85.7 104.8 28.6 27.6 6.08 - 13.06 30.38 - 2.33 – 3 K53+222 K125+490 4.3 4.5 90.4 112.5 21.0 25.0 2.57 3.00 23.61 72.27 63.14 3.06 2.67 4 K125+490 K154+458 6.1 7.7 101.7 81.8 16.7 10.6 2.00 2.55 23.01 28.97 28.53 1.26 1.24 5 K154+458 K197+866 5.3 6.0 107.2 110.4 20.2 18.4 1.73 1.64 27.77 43.41 41.92 1.56 1.50 6 K197+866 K275+090 4.6 4.9 108.5 117.0 23.6 23.9 1.82 1.64 35.22 77.22 73.87 2.19 2.08 7 K275+090 K351+303 4.6 4.7 112.1 116.4 24.4 24.8 1.63 2.25 38.87 76.21 75.75 1.96 1.96 8 K351+303 K400+919 5.7 6.5 118.5 121.0 20.8 18.6 1.48 - 27.91 49.62 - 1.78 - 9 K400+919 K415+328 7.8 7.3 109.1 102.5 14.0 14.0 0.83 - 12.13 14.41 - 1.19 - 10 K415+328 K454+554 5.9 6.8 122.1 169.9 20.7 25.0 1.83 - 22.75 39.23 - 1.72 - (1) Ver Figura No. 6 (4) Lc = Longitud del cauce (2) So = Pendiente del cauce (5) Sinuosidad = Lc/Lv (3) Lv = Longitud en línea recta entre los extremos del tramo Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 16 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo Patrón del Cauce De acuerdo con el porcentaje de carga de fondo los ríos aluviales pueden ser clasificados según Schumm (1968) como: (i) Cauce de Carga en Suspensión, cuando la carga de fondo es inferior al 3% de la carga total; (ii) Cauce de Carga Mixta, cuando la carga de fondo representa entre el 3 y el 11% de la carga total; y, (iii) Cauce de Carga de Fondo, si la carga de fondo representa más del 11% de la carga total. En el Cuadro No. 7 se presenta el transporte de sedimentos medido, indicando los porcentajes de las cargas de fondo y en suspensión con relación a la carga total. Cuadro No. 7 Transporte de Sedimentos Medido Estación Fecha Caudal (m·3/s) Carga de Fondo (Ton/día) Carga Total en Suspensión (Ton/día) Carga Total (Ton/día) Porcentaje Carga de Fondo Porcentaje Carga en Suspensión I-26-81 111.0 115.1 288.8 403.9 28.5 71.5 I-27-81 107.0 108.8 409.4 518.2 21.0 79.0 I-28-81 106.0 108.9 502.7 611.6 17.8 82.2 I-29-81 111.0 137.9 925.0 1062.9 13.0 87.0 I-30-81 117.0 132.6 1813.2 1945.8 6.8 93.2 Tablanca II-23-81 186.0 232.3 2974.9 3207.2 7.2 92.8 II-26-81 260.4 235.1 7669.8 7904.9 3.0 97.0 II-27-81 239.8 349.9 6367.7 6717.6 5.2 94.8 III-2-81 207.1 270.6 2741 3011.6 9.0 91.0 III-3-81 188.4 468.1 2054.9 2523 18.6 81.4 III-4-81 193.7 102.8 2537.1 2639.9 3.9 96.1 III-5-81 193.1 100.4 2441.5 2541.9 3.9 96.1 III-6-81 195.8 104.7 3438.7 3543.4 3.0 97.0 III-23-81 231.0 114.3 3310.8 3425.1 3.3 96.7 III-24-81 216.3 217.5 5072.9 5290.4 4.1 95.9 III-25-81 225.9 98.3 2005.7 2104 4.7 95.3 III-26-81 214.2 97.0 2292.3 2389.3 4.1 95.9 Navarro III-27-81 268.8 146.4 12674.8 12821.2 1.1 98.9 II-10-81 177.9 117.7 3320.5 3438.2 3.4 96.6 II-11-81 181.24 52.1 11775.5 11827.6 0.4 99.6 II-12-81 160.4 30.9 3837.4 3868.3 0.8 99.2 III-9-81 311.4 147.4 9544.0 9691.4 1.5 98.5 III-11-81 320.2 127.4 8911.0 9038.4 1.4 98.6 III-12-81 354.6 102.1 13454.4 13556.5 0.8 99.2 Paso de la Torre III-13-81 319.7 183.4 7145.3 7328.7 2.5 97.5 II-16-81 289.1 282.6 14636.7 14919.3 1.9 98.1 II-17.81 331.0 187.4 22248.5 22435.9 0.8 99.2 II-18-81 313.2 98.8 17769.5 17868.3 0.6 99.4 II-19-81 281.7 119.8 12546.4 12666.2 0.9 99.1 III-16-81 373.8 147.1 22532.4 22679.5 0.6 99.4 III-18-81 418.3 252.0 13027.2 13279.2 1.9 98.1 San Francisco III-20-81 358.4 320.3 11901.4 12221.7 2.6 97.4 FUENTE: Estudio Morfológico del Río Cauca (Universidad del Valle-CVC, 1986). Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 17 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo El Río Cauca se puede clasificar en promedio como un cauce de carga de fondo en su parte alta, por cuanto en la estación Tablanca (K37+702) la carga de fondo media representa un porcentaje superior al 11 % de la carga total transportada. Las pendientes del cauce relativamente alta y el material grueso de fondo podrían explicar este comportamiento. Para el sector de la estación Navarro el río puede considerarse como un cauce de carga mixta, dado que la carga de fondo constituye entre el 3 y el 11 % de la carga total. Para las partes media y baja del tramo en estudio representadas por las condiciones sedimentológicasde las estaciones Paso de la Torre y San Francisco el río se puede clasificar como un cauce de carga en suspensión debido a que la carga de fondo no excede el 3% de la carga total. Dada la alta sinuosidad que presenta el río en la mayoría de los tramos, así como los elevados porcentajes de carga de lavado transportados, el río puede considerarse fundamentalmente como un cauce de carga en suspensión en la mayor parte de su recorrido, especialmente en los sectores medio y bajo del tramo Salvajina - La Virginia. Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 18 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 19 HHIIDDRROOLLOOGGIIAA El análisis del comportamiento hidrológico del Río Cauca, especialmente referido a la variación temporal y espacial de los niveles y los caudales, se realizó con base en la información hidrológica consignada en los Boletines Hidrológicos de la CVC y la información básica de las estaciones hidrométricas y disponibles en CVC. El régimen de caudales del Río Cauca y sus tributarios más importantes está directamente relacionado con el régimen pluvial, presentando dos períodos húmedos entre los meses de Abril - Junio y Octubre - Diciembre, un período seco entre los meses de Julio - Septiembre y un período de caudales bajos medios (Enero-Marzo). En promedio, los caudales máximos ocurren durante los meses de Noviembre y Mayo, mientras que los mínimos se presentan en los meses de Agosto y Septiembre. El régimen hidrológico del Río Cauca ha experimentado una variación, principalmente en sus caudales extremos, desde el año 1985 cuando entró en operación el embalse de Salvajina. Este cambio en el régimen de caudales y niveles es una consecuencia del efecto regulador del embalse y posiblemente de otros factores, tales como las variaciones climáticas, la deforestación en las cuencas tributarias y los cambios en el uso del suelo. Por otra parte, es importante destacar la diferencia en la extensión de los períodos de registro (Pre-Salvajina y Post-Salvajina), ya que sistemáticamente para todas las estaciones hidrométricas sobre el Río Cauca se dispone de un mayor número de registros hidrológicos en el período Pre- Salvajina. En la estación hidrométrica Juanchito el caudal promedio de los máximos anuales ha disminuido de 772.7 m3/s en el período Pre-Salvajina a 630.8 m3/s en el período Post-Salvajina, mientras que el caudal promedio de los mínimos anuales se incrementó de 77.1 m3/s en el período Pre- Salvajina a 109.8 m3/s en el período Post-Salvajina. RELACIONES NIVEL-CAUDAL La relación Nivel de agua vs Caudal es empleada para convertir registros de niveles de agua en caudales. El Cuadro No. 8 muestra las regresiones calculadas y las fechas de expedición por parte de CVC de las curvas de calibración nivel-caudal para las estaciones hidrométricas ubicadas sobre el Río Cauca en la zona de estudio, y a su vez resume las características hidrológicas más importantes del mismo. La Figura No. 4 ilustra la curva de calibración obtenida para la estación Juanchito. Copia No Controlada CVC Cuadro No. 8 Resumen de las Características Hidrológicas más Importantes del Río Cauca Caudal (m3/s) Caudal Máximo Estimado (m3/s) Caudal Medio Multianual (m3/s) Caudal Máximo Instantáneo Histórico (m3/s) Caudal Mínimo Instantáneo Histórico (m3/s) Curvas de Calibración Nivel-Caudal Vigentes Porcentaje del Tiempo en que los Caudales Diarios son Igualados o Excedi- dos Período de Retorno (años) Post-Salvajina Post-Salvajina Estación Pre- Salv Post- Salv Global Pre- Salv Post- Salv Pre- Salv Post- Salv Fecha de Expedic. Ecuación 10% 50% 90% 10 20 50 Salvajina 141.2 126.6 137 1070 698 18 21 - - - - - 634 683 746 Efluente - 126.0 126 - 478 - - - - 198 114 63 420 451 491 La Balsa 198.7 176.7 194 1360 707 35 18 96/03/01 Q = -0.18h² +198.09h – 214.10 276 160 99 625 691 776 Tablanca 198.9 179.5 187 853 666 42 20 89/02/01 Q = 31.43h² + 98.15h + 2.39 285 160 100 617 679 760 La Bolsa 238.2 205.7 225 763 762 44 48 96/07/18 Q = 1.71h² + 166.12h + 8.34 330 184 116 709 783 876 Hormiguero 269.7 249.3 266 1054 892 51 66 98/01/01 Q = -6.01h²+ 173.47h + 55.77 408 224 131 811 904 1024 Juanchito 276.8 258.8 274 1074 943 48 77 97/03/01 Q = 8.14h² + 70.03h + 45.08 428 228 140 853 948 1072 Mediacanoa 334.3 297.6 321 991 946 57 92 97/02/01 Q = 16.40h² + 18.83h + 55.61 492 263 158 860 947 1060 Guayabal 383.9 343.6 371 1244 1142 61 95 97/02/01 Q = 7.47h² + 99.04h + 51.90 585 302 168 998 1098 1228 La Victoria 390.6 348.6 378 1324 1152 63 104 97/02/01 Q = 7.67h²+7 1.57h +16.57 594 306 171 1003 1102 1230 Anacaro 418.1 360.1 399 1361 1227 75 109 97/02/01 Q = 9.27h² + 99.52h + 3.63 606 317 178 1061 1166 1302 La Virginia 551.6 472.3 531 2182 1861 87 126 93/01/01 Q = 26.52h² + 112.01h + 127.02 754 448 250 1564 1720 1923 (1) La curva de duración de caudales diarios en la estación Salvajina corresponde a todo el período de registros disponibles. Por consiguiente, los caudales diarios indicados para los diferentes porcentajes de tiempo (10, 50 y 90 %) fueron extraídos de esta curva. (2) Para la estación La Virginia se dispone de la curva de duración de caudales mensuales, por lo cual los valores indicados corresponden a caudales mensuales. C o p ia N o C o n tro lad a C V C Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo Figura No. 4 CURVAS DE CALIBRACION NIVEL – CAUDAL RIO: CAUCA ESTACION: JUANCHITO VIGENTE DESDE: 99/03/01 Q = 8.14h2 + 70.03h + 45.08 0 200 400 600 800 1000 1200 0 1 2 3 4 5 6 7 8 NIVEL DE MIRA h (m) C A U D A L Q ( m 3 /s ) CAUDALES MEDIOS MENSUALES MULTIANUALES Y MEDIOS MULTIA- NUALES Con base en los registros consignados en el Boletín Hidrológico de CVC del año 1996 se calcularon los caudales medios mensuales multianuales para los períodos Pre-Salvajina y Post- Salvajina. El histograma correspondiente a la estación Juanchito se consigna en la Figura No. 5. A partir de los histogramas de caudales medios obtenidos es posible realizar las siguientes observaciones: El Río Cauca presenta un régimen de caudales bimodal, con dos períodos de verano o de caudales bajos (Enero-Marzo y Julio-Septiembre) y dos de invierno o de caudales altos (Abril- Junio y Octubre-Diciembre). El rango de variación de los caudales medios mensuales multianuales en el período Post– Salvajina es menor al rango de variación del período Pre–Salvajina. Así, durante los meses de estiaje los caudales medios mensuales registrados en el período Post-Salvajina son superiores a los registrados en el período Pre-Salvajina y durante la época de invierno los caudales medios mensuales del período Pre-Salvajina son superiores a los caudales medios mensuales del período Post-Salvajina. El mayor efecto de regulación del embalse Salvajina se aprecia durante los períodos de invierno y en las estaciones ubicadas más próximas al embalse. Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 21 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo C A U D A L (m 3 /s ) En la en las y en l Salva dismi En la aprox del or Salva efecto los ca La Fig 1998 año. E mínim cauda presen hidróg Enero en 19 Escuel C Figura No. 5 HISTOGRAMAS DE CAUDALES MEDIOS MENSUALES MULTIANUALES RIO: CAUCA ESTACION: JUANCHITO 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450500 550 600 Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic MES Período: Pre-Salvajina (1934 - 1984) Período: Post-Salvajina (1985 - 1996) Figura No. 6 se presentan los caudales medios multianuales para todo el período de registro estaciones hidrométricas ubicadas sobre el Río Cauca y sus tributarios. En el Cuadro No. 8 a Figura No. 7 se presentan los caudales medios multianuales del río para los períodos Pre- jina y Post-Salvajina. Los caudales medios multianuales del período Post-Salvajina han nuido aproximadamente en un 11 % con relación a los caudales del período Pre-Salvajina. parte alta de la zona de estudio (estación La Balsa) la variación de caudales es de imadamente 20 m3/s y en la parte baja (estación La Virginia) la diferencia de caudales es den de 80 m3/s. Este incremento en la variación de los caudales entre los períodos Pre- jina y Post-Salvajina a lo largo del cauce indica la influencia de factores adicionales al regulador del embalse de Salvajina, tales como, la deforestación de las cuencas tributarias, mbios en el uso del suelo, los fenómenos climáticos, etc. VARIACION TEMPORAL DE LOS CAUDALES ura No. 8 ilustra la variación inter-anual de caudales en la estación Juanchito en el período y 1999. Se aprecia el amplio rango de variación de caudales del Río Cauca a lo largo del n el año 1998 el caudal máximo (799.8 m3/s) se presentó el 23 de Noviembre, el caudal o (83.8 m3/s) el 3 de Febrero y el caudal medio fue de 240 m3/s. En el año 1999 el máximo l fue de 966.2 m3/s y se presentó el 24 de Febrero; el caudal mínimo fue de 122.3 m3/s y se tó el 23 de Agosto y el caudal medio fue de 422.4 m³/s. Entre Mayo y Diciembre las rafas para los años 1998 y 1999 presentan comportamientos similares mientras que entre y Mayo los caudales difieren ampliamente de un año a otro, encontrando valores muy altos 98 y valores muy bajos en 1999. a de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 22 opia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo Figura No. 6 CAUDALES MEDIOS DEL RIO CAUCA Y SUS PRINCIPALES TRIBUTARIOS de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 23 Escuela TULUA CARTAGO 274 m /s3 3321 m /s 371 m /s3 378 m /s3 3399 m /s Río Mediacanoa Río Yumbo 150 200 0.3 m /s 0.8 m /s 0.8 m /s 3.8 m /s Río Arroyohondo Río Cali 3 3 0.83 m /s 0.8 m /s Río Yotoco Río Vijes 3 3 CALI 3 3 3 Río Chanco Canal RUT Río Risaralda Río Pescador Río Riofrío Q. La Negra Río Piedras Q. Robledo Q. S Francisco Río Catarina 250 300 350 400 500 Km 450 1.0 m /s ROLDANILLO 6.7 m /s 0.7 m /s 0.96 m /s 0.8 m /s 3 3 3 3 3.0 m /s 0.84 m /s 3 LA VIRGINIA 4.2 m /s 26.8 m /s 6.0 m /s 3 3 3 3 Río Guachal Río Zabaletas Río Amaime Río Guabas Río Guadalajara PALMIRA 11.53 m /s 4.0 m /s BUGA 3.22 m /s 1.92 m /s 3 4.5 m /s E. Juanchito E. Mediacanoa 3 3 7.8 m /s 3 3 3 Río Sonso Río Cerrito2.0 m /s3 (L = 207 Km) Río Tuluá Q. Los Micos Río Bugalagrande Río Morales Río La Paila 15.7 m /s 3.3 m /s3 3 14.5 m /s 4.63 m /s 3 3 0.58 m /s3 Q. Obando Río La Vieja 0.41 m /s 395 m /s 3 E. Guayabal E. La Victoria E. Anacaro (L = 110 Km) Río Cañaveral Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo Figura No. 7 CAUDAL MEDIO MULTIANUAL A LO LARGO DEL CAUCE Figura No. 8 VARIACION DE CAUDALES DIARIOS RIO: CAUCA ESTACION: JUANCHITO AÑO 1998 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 TIEMPO (meses) C A U D A L (m 3 /s ) ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 24 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo En la Figura No. 9 se presentan las curvas de variación anual de caudales máximos, medios y mínimos en la estación hidrométrica Juanchito durante el período de registros disponibles. No obstante que el período de caudales disponibles para el período Post-Salvajina es de menor extensión que el del período Pre-Salvajina en la mayoría de las estaciones hidrométricas, es posible observar ciertas tendencias de la variación en el tiempo de los caudales característicos en cada una de ellas. Los caudales máximos promedios multianuales para el período Post-Salvajina en comparación con el período Pre-Salvajina han disminuido un 22% en promedio para todas las estaciones. Los caudales medios multianuales en el período Post-Salvajina se han reducido en un 11% en comparación con el período Pre-Salvajina. Los caudales mínimos promedios multianuales en el período Post-Salvajina en comparación con el período Pre-Salvajina han aumentado en un 19% en promedio para todas las estaciones. Figura No. 9 CAUDALES MAXIMOS, MEDIOS Y MINIMOS ANUALES RIO: CAUCA ESTACION: JUANCHITO 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 TIEMPO (años) C A U D A L (m ³/s ) CAUDAL MAXIMO CAUDAL MEDIO CAUDAL MINIMO Período Post-Salv. Período Pre-Salvajina CAUDALES MINIMOS Y MAXIMOS HISTORICOS En el Cuadro No. 8 se presentan los caudales mínimos y máximos históricos registrados en cada una de las estaciones hidrométricas del Río Cauca. En general, con excepción de la estación La Bolsa, los caudales máximos históricos son superiores en el período Pre-Salvajina a los del período Post-Salvajina, lo cual evidencia el efecto regulador del embalse. Con relación a los caudales mínimos históricos, con excepción de las estaciones de La Balsa y Tablanca, los caudales del período Post-Salvajina presentan valores superiores a los del período Pre-Salvajina. Se destaca el caudal máximo histórico registrado en la estación La Balsa (1360 m3/s en 1966) muy superior a los caudales de la mayoría de las estaciones localizadas aguas abajo de ella. Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 25 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo A pesar de las variaciones observadas en las hidrógrafas, en términos generales no existe una diferencia importante entre el caudal máximo histórico y el promedio de los caudales máximos anuales. Tampoco se observa una diferencia apreciable entre el caudal mínimo histórico y el promedio de los caudales mínimos anuales. Lo anterior indica que la hidrología del Río Cauca no presenta grandes diferencias entre sus caudales extremos anuales (máximos y mínimos), mostrando por el contrario cierta regularidad tanto en los caudales máximos como en los caudales mínimos. CURVAS DE DURACION DE CAUDALES MEDIOS DIARIOS La Figura No. 10 presenta las curvas de duración de caudales en la estación Juanchito para los períodos Pre-Salvajina y Post-Salvajina. En estas curvas también se aprecia la mayor homogeneidad de la hidrología del Río Cauca en el período Post-Salvajina con relación al período Pre-Salvajina, ya que los caudales considerados altos para cada estación presentan una menor permanencia o duración en el período Post-Salvajina y los caudales que son excedidos durante un gran porcentaje de tiempo son superiores en este mismo período. 10 100 1000 10000 0 C A U D A L D IA R IO ( m ³/s ) Los caudales par Salvajina en toda Escuela de Ingenier Cop Figura No. 10 CURVAS DE DURACION DE CAUDALES DIARIOS ESTACION: JUANCHITO 25 50 75 100 PORCENTAJE DE TIEMPO EN QUE UN CAUDAL ES IGUALADO O EXCEDIDO (%) Período Pre - Salvajina 1934 -1984 Período Post - Salvajina 1985 - 1996 a los períodos de duración del 10, 50 y 90 % del tiempo para el período Post- s las estaciones de medición se presentan en el Cuadro No. 8. ía de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 26 ia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo ANALISIS DE EVENTOS EXTREMOS Con base en la serie de caudales máximos instantáneos anuales del período Post-Salvajina se calcularon los caudales extremos en las estaciones ubicadas en los principales tributarios para períodos de retorno de 10, 20 y 50 años. Los caudales máximos para los diferentes periodos de retorno se obtuvieron al aplicar en el modelo MOPROHID (Echeverri y Pérez, 1989). Los resultados obtenidos se presentan en el Cuadro No. 8. Para el cálculo se utilizó el método de Gumbel, por cuanto la población hidrológica del Valle del Cauca se ajusta mejor a la distribución de Gumbel (CVC – Erazo A., 1999) Los caudales máximos calculados para el período Post-Salvajina son inferiores en promedio en un 30% a los caudales máximos calculados para el período Pre-Salvajina. Los registros máximos de caudales del Río Cauca coinciden aproximadamente con los caudales para un período de retorno de 50 años. En la estación Juanchito los caudales máximos estimados para períodos de retorno de 10, 20 y 50 años son 853 m3/s, 948 m3/s y 1072 m3/s, respectivamente. Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 27 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 28 55 CCAARRAACCTTEERRIISSTTIICCAASS HHIIDDRRAAUULLIICCAASS YY MMOORRFFOOLLOOGGIICCAASS El Río Cauca en el tramo Salvajina – La Virginia presenta un ancho medio de 105 metros y una profundidad media a banca llena de 7.4 metros. El ancho a banca llena puede fluctuar desde 80 metros en la parte alta del cauce (sector Salvajina – La Balsa) hasta 150 metros en la parte baja (sector Anacaro – La Virginia). La profundidad media a banca llena puede variar entre 3.5 y 8.0 metros. El perfil longitudinal del río presenta una forma cóncava con pendiente hidráulica que puede oscilar entre valores promedios de 7x10-4 (Salvajina-La Balsa) y 1.5x10-4 (tramo Mediacanoa-Anacaro). El coeficiente de rugosidad de Chezy presenta un valor promedio de 47 m1/2/s. Se presenta en este capítulo algunos de los resultados de los aspectos más destacados del análisis de las características y parámetros hidráulicos y morfológicos del cauce. En desarrollo del estudio se realizaron análisis de la variación de los diferentes parámetros en los períodos Pre-Salvajina, Post-Salvajina y el período más reciente (1995 – 1999). La mayor parte de estos análisis se realizaron a partir de información disponible en las distintas estaciones hidrométricas ubicadas a lo largo del tramo en estudio: La Balsa, La Bolsa, Hormiguero, Juanchito, Mediacanoa, Guayabal, La Victoria, Anacaro y La Virginia. Los cambios observados en las tendencias de los distintos parámetros reflejan la dinámica del río como respuesta a las condiciones impuestas por una hidrología irregular y a las diferentes intervenciones a que vienen siendo sometido el río y su cuenca, como pueden ser la extracción de materiales del lecho, las captaciones de agua para diferentes propósitos, la intensa deforestación en las cuencas de los tributarios, el embalse de Salvajina, los cambios en el uso del suelo, etc. 5.1 RELACIONES ENTRE EL CAUDAL Y LOS PARAMETROS HIDRAULICOS Y GEOMETRICOS Para los períodos Pre-Salvajina y Post-Salvajina se correlacionaron con el caudal las propiedades hidráulicas y geométricas de las secciones transversales del río (caudal, área, velocidad, ancho, profundidad hidráulica y coeficiente de rugosidad de Chezy). Los resultados obtenidos se registran en el Cuadro No. 9. La Figura No. 11 ilustra las relaciones obtenidas para la estación de Juanchito. En general las relaciones halladas entre los parámetros hidráulicos y geométricos de área, profundidad hidráulica y velocidad de la corriente y los caudales presentan ajustes bastante aceptables en casi todas las estaciones hidrométricas. Las relaciones entre el caudal y el ancho superior (o ancho de la lámina de agua) arrojan coeficientes de determinación poco aceptables. Copia No Controlada CVC Cuadro No. 9 Características Hidráulicas y Geométricas del Río Cauca Velocidad (m/s) Area (m²) Profundidad Hidráulica (m) Ancho Superior (m) Rugosidad .de Chezy (m1/2/s)Estación Caudal (m³/s) Pre-Salv Post-Salv Pre-Salv Post-Salv Pre-Salv Post-Salv Pre-Salv Post-Salv Q medio (m³/s) Q banca Llena (m3/s) Pre- Salv Post- Salv Ecuación 0.163Q0.416 - 6.123Q0.584 - 0.247Q0.443 - 24.76Q0.142 - 137 1.26 - 108.35 - 2.18 - 49.79 - 200 1.48 - 135.13 - 2.58 - 52.54 - Salvajina 350 1.86 - 187.37 - 3.31 - 56.89 - 137 - 17.40 - Ecuación 0.039Q0.640 0.047Q0.631 25.849Q0.360 21.238Q0.369 0.427Q0.351 0.452Q0.291 - - 194 1.14 1.31 172.21 148.36 2.71 2.09 - - 200 1.16 1.33 174.11 150.04 2.74 2.11 - -La Balsa 350 1.66 1.89 212.97 184.45 3.34 2.49 - - 194 492 36.87 48.96 Ecuación 0.035Q0.655 0.042Q0.631 0.035Q0.657 25.484Q0.351 0.545Q0.321 0.518Q0.316 24.76Q0.142 48.291Q0.041 187 1.08 1.14 175.30 159.84 2.92 2.71 52.04 59.84 200 1.13 1.19 179.41 163.65 2.99 2.76 52.54 60.01Tablanca 350 1.62 1.69 217.62 199.18 3.57 3.30 56.89 61.40 187 - - - Ecuación 0.140Q0.346 0.078Q0.429 7.161Q0.654 12.791Q0.571 0.134Q0.599 0.168Q0.537 - - 200 0.88 0.76 229.01 263.51 3.20 2.89 - - 225 0.91 0.80 247.34 281.84 3.44 3.08 - -La Bolsa 350 1.06 0.96 330.21 362.72 4.48 3.90 - - 225 737 32.22 41.33 Ecuación 0.424Q0.188 0.128Q0.369 2.358Q0.812 7.815Q0.631 0.130Q0.526 0.173Q0.494 15.717Q0.314 45.091Q0.137 200 1.15 0.90 174.17 221.25 2.11 2.37 82.96 93.18 266 1.21 1.00 219.56 264.87 2.45 2.73 90.74 96.89Hormiguero 350 1.28 1.11 274.36 314.95 2.83 3.12 98.90 100.61 266 656 39.90 47.74 Ecuación 0.288Q0.249 0.225Q0.290 3.472Q0.751 4.453Q0.710 0.092Q0.617 0.11Q0.599 40.674Q0.119 40.516Q0.111 200 1.08 1.05 185.63 191.59 2.42 2.63 76.41 72.95 274 1.17 1.15 235.14 239.58 2.94 3.17 79.32 75.55Juanchito 350 1.24 1.23 282.60 285.06 3.42 3.68 81.67 77.63 274 785 - 46.50 Ecuación 0.133Q0.322 0.224Q0.236 7.498Q0.678 4.462Q0.764 0.123Q0.608 0.077Q0.678 62.85Q0.064 65.862Q0.062 200 0.73 0.78 272.30 255.62 3.08 2.80 88.22 91.47 321 0.85 0.87 375.28 366.93 4.11 3.85 90.93 94.20Mediacanoa 350 0.88 0.89 397.95 391.99 4.33 4.09 91.44 94.70 321 456 41.66 54.53 C o p ia N o C o n tro lad a C V C Cuadro No. 9 Características Hidráulicas y Geométricas del Río Cauca (Continuación) Velocidad (m/s) Area (m²) Profundidad Hidráulica (m) Ancho Superior (m) Rugosidad .de Chezy (m1/2/s) Estación Caudal (m³/s) Pre-Salv Post-Salv Pre-Salv Post-Salv Pre-Salv Post-Salv Pre-Salv Post-Salv Q medio (m³/s) Q banca Llena (m3/s) Pre- Salv Post- Salv Ecuación 0.113Q0.355 0.127Q0.337 8.890Q0.643 7.879Q0.663 0.166Q0.517 0.115Q0.585 65.794Q0.087 75.639Q0.061 200 0.74 0.76 268.20 264.27 2.57 2.55 104.32 104.50 350 0.90 0.91 384.36 382.99 3.43 3.54 109.53 108.13 Guayabal 371 0.92 0.93 399.03 398.08 3.54 3.66 110.08 108.51 371 869 45.27 - Ecuación 0.223Q0.240 0.256Q0.213 4.484Q0.760 3.9Q0.787 0.056Q0.69 0.058Q0.691 86.413Q0.056 67.829Q0.096 200 0.80 0.79 251.45 252.33 2.17 2.26 116.26 112.80 350 0.91 0.89 384.73 391.96 3.19 3.32 119.96 119.03La Victoria 378 0.93 0.91 407.91 416.443.36 3.50 120.48 119.91 378 826 29.21 43.16 Ecuación 0.091Q0.404 0.146Q0.352 10.96Q0.597 6.871Q0.648 0.181Q0.511 0.157Q0.526 60.576Q0.086 43.818Q0.122 200 0.77 0.94 259.13 212.86 2.71 2.55 95.54 83.63 350 0.97 1.15 361.93 305.90 3.61 3.42 100.25 89.54 Anacaro 399 1.02 1.20 391.37 333.00 3.86 3.66 101.39 90.99 399 1745 57.06 49.57 Ecuación 0.091Q0.394 - 10.96Q0.606 - 0.084Q0.594 - 119.31Q0.027 - 200 0.73 - 271.79 - 1.95 - 137.66 - 350 0.91 - 381.52 - 2.73 - 139.75 -La Virginia 531 1.08 - 491.15 - 3.49 - 141.34 - 531 1557 41.46 - C o p ia N o C o n tro lad a C V C Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo Figura No. 11 RELACIONES CAUDAL vs PARAMETROS HIDRAULICOS Y GEOMETRICOS CORRIENTE: RIO CAUCA ESTACION: JUANCHITO PERIODO: 1995 - 1999 A = 4.654Q0.706 R2 = 0.98 50 150 250 350 450 550 650 0 200 400 600 800 1000 1200 CAUDAL Q (m3/s) A R E A A (m 2 ) B = 32.991Q0.144 R2 = 0.93 40 50 60 70 80 90 100 0 200 400 600 800 1000 1200 CAUDAL Q (m3/s) A N C H O B (m ) H = 0.141Q0.562 R2 = 0.96 0.0 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5 9.0 0 200 400 600 800 1000 1200 CAUDAL Q (m3/s) PR O FU N D ID A D H ID R A U L IC A H (m ) V = 0.215Q0.294 R2 = 0.90 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 0 200 400 600 800 1000 1200 CAUDAL Q (m3/s) V E L O C ID A D V (m /s ) Al comparar las relaciones halladas para los períodos Pre-Salvajina y Post-Salvajina, las mayores variaciones se aprecian en las estaciones La Balsa, Tablanca, La Bolsa, Hormiguero y Anacaro. En las estaciones Mediacanoa, Guayabal y La Victoria no se observan cambios significativos en las tendencias de los parámetros hidráulicos. 5.2 PENDIENTE HIDRAULICA La información disponible respecto a la variación de la pendiente hidráulica a lo largo del cauce y para diferentes condiciones del río es muy limitada. La escasa información existente permitió identificar tres tramos de pendientes diferentes: (i) Tramo Salvajina - La Balsa con una pendiente del orden de 7x10-4; (ii) Tramo La Bolsa-Juanchito, con una pendiente aproximada de 2x10-4; y, (iii) Tramo Mediacanoa-Anacaro con pendiente media del orden de 1.5x10-4. Estos valores de las pendientes se ajustan a la forma cóncava que presenta el Río Cauca en la zona de estudio. Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 31 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo 5.3 CAUDAL Y ANCHO A BANCA LLENA No se dispone de información del caudal a banca llena en el período Pre-Salvajina. Para el período Post-Salvajina el caudal a banca llena presenta una gran dispersión a lo largo del cauce, con valores altos para estaciones ubicadas en la primera parte de la zona de estudio (tramo Tablanca-Juanchito) y valores muy bajos en la zona intermedia del río (Mediacanoa), lo cual convierte esta zona en un sector de alta vulnerabilidad a desbordamientos (ver Cuadro No. 9). Esta dispersión podría explicarse en términos de los siguientes factores: (i) las amplias variaciones que presenta la profundidad hidráulica a banca llena a lo largo de todo el tramo de estudio entre 3.5 m y 8 m, lo cual indica la gran irregularidad de la geometría del cauce; (ii) los cambios en la pendiente a lo largo del río; y, (iii) las posibles variaciones en la rugosidad del cauce. El Río Cauca presenta un ancho a banca llena en el tramo Salvajina-La Balsa entre 75 y 90 m. En el tramo La Balsa-Anacaro el ancho fluctúa entre 90 y 120 m, en tanto que en el tramo Anacaro– la Virginia varía entre 120 y 150 m. Al analizar la evolución temporal en el ancho del cauce no se observan grandes diferencias entre los períodos Pre-Salvajina y Post-Salvajina. En términos generales se presentan pequeñas disminuciones en el ancho del cauce en los tramos Salvajina-La Balsa, Juanchito-Guayabal y Anacaro-La Virginia. 5.4 RUGOSIDAD Se dispone de información muy limitada relativa al factor de resistencia o rugosidad del cauce. En el Cuadro No. 9 se consignan los valores promedios del coeficiente de rugosidad de Chezy en las estaciones hidrométricas calculados en el Estudio Morfológico del Río Cauca (Universidad del Valle – CVC, 1980) y la metodología planteada por Van Rijn. En términos generales, no existe una correlación aceptable entre el caudal y el coeficiente de rugosidad de Chezy. En el período Pre-Salvajina la rugosidad tiende a disminuir en dirección aguas abajo. La mayor resistencia al flujo se presenta en la parte alta del tramo en estudio (Estación Salvajina C=17.4 m1/2/s) y la menor resistencia se presenta en la parte baja del tramo analizado (estación Anacaro C=57.1 m1/2/s). Para el período Post-Salvajina el coeficiente de Chezy permanece relativamente constante a lo largo del río, presentando un valor promedio de 47 m1/2/s para todo el tramo en estudio. 5.5 SECCIONES TRANSVERSALES Y PERFILES LONGITUDINALES El Cuadro No. 10 presenta un resumen de las principales características y la evolución temporal de las secciones transversales del río en las estaciones hidrométricas. En la Figura No. 12 se presentan secciones transversales de la estación Juanchito correspondientes a diferentes fechas. El análisis de la variación temporal de la geometría del cauce en la mayoría de las estaciones hidrométricas indica que el cauce es bastante estable en los tramos o sectores donde se hallan las estaciones hidrométricas. Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 32 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo Cuadro No. 10 Características de las Secciones Transversales del Río Cauca Localiza- ción Abscisa (Km) Fechas Ancho a Banca Llena (m) Prof. Banca Llena (m) Características de la Sección Transversal Estabilidad y/o Cambios La Balsa 27.384 Sep/77, Feb/84, May/86, Oct/98 65 4.0 Sección ubicada en una curva. Thalweg localizado en el pie de la banca derecha. Tables- taca en margen derecha. Sección estable entre 1977 y 1984. Desde 1986 hasta 1998 se presenta una degradación del orden de 0.5 a 1 m. Tablanca 37.702 Feb/78, Jul/84, May/86, Feb/93, Oct/98 60 6.0 Forma aproximadamente rec-tangular. Sección estable, aunque se destaca una fuerte sedimen- tación temporal del fondo en el año 1986. La Bolsa 80.892 Sep/77, May/86, Ago/95, Mar/97 90 5.0 Forma aproximadamente rec- tangular. Tablestacado en la margen derecha. Entre 1977 y 1986 se presentó una erosión severa de 20 m en la margen izquierda. Entre 1986 y 1995 el fondo descendió aproximadamente 1 m Hormi- guero 117.120 Jun/84, Jun/88, Ago/95, Abr/97, Oct/98 130 6.0 Sección ubicada en una curva. Thalweg junto al pie de la margen izquierda Entre 1984 y 1998 se presentó una degradación del fondo del río del orden de 2 a 3 m. Juanchito 143.197 Jun/78, Jul/84, Oct/90, Mar/95, Mar/97 90 8.0 Sección de forma trapezoidal, con taludes de relación 2V:5H. Fondo relativamente uniforme. Entre 1978 y 1984 se presentó un estrechamiento del orden de 5 a 10 m. A partir de 1984 la sección ha permanecido estable. Media- canoa 226.399 Feb/89, Oct/90, Mar/95, Oct/995 90 7.0 Forma aproximadamente tra- pezoidal, con taludes de rela- ción 1V:2H Entre 1989 y 1990 se presentó un ensanchamiento de unos 8 m. A partir de 1990 la sección presenta cierta estabilidad. Guayabal 357.262 Mar/95, Oct./98 100 7.0 Sección de forma trapezoidal. Talud margen izq.: 1V:2H Talud margen der.: 3V:4H Sección relativamente estable. La Victoria 380.251 Oct/75, Dic/84, Oct/88, Dic/88, Oct/95 y Oct/98 120 8.0Sección de forma trapezoidal con taludes de relación 1V:2H Sección altamente estable. Anacaro 427.954 Feb/84, Oct/92, Nov/92, Abr/96, Oct/98 140 10.0 Sección trapezoidal. Talud margen izq.: 1V:5H. Talud margen der.: 1V:2H Sección de alta estabilidad. La Virginia 456.966 Sep/77, Mar/85, Oct/90, Oct/98 140 6.5 Sección trapezoidal. Talud margen izq.: 1V:2H. Talud margen der.: 1V:3H Sección estable entre 1977 y 1990. Entre 1990 y 1998 se presenta un estrechamiento de 20 m. El análisis de los perfiles del thalweg del Río Cauca de los años 1973, 1977, 1986 y 1998 (Figura No. 13) muestra que el río ha sufrido algunos procesos de degradación desde Salvajina hasta el sector de Mediacanoa aproximadamente; a partir de este sitio el río presenta una mayor estabilidad. Existen sectores o tramos cortos en los cuales se vienen presentando procesos de socavación local, generando descensos bruscos en los niveles del fondo del río. Estos procesos erosivos se han originado muy posiblemente por las intervenciones en el río, principalmente las extracciones de materiales del lecho. Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 33 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo 944 946 948 950 952 954 956 958 960 -10 10 N IV E L ( m sn m ) Figura No. 13 P 880 900 920 940 960 980 1000 1020 0 50 N IV E L (m sn m ) La B al sa Ta bl an ca Escuela de Ingeniería de R Copia Figura No. 12 SECCIONES TRANSVERSALES RIO: CAUCA ESTACION: JUANCHITO 30 50 70 90 110 130 150 170 DISTANCIA (m) Jun-1978 (Q = 222 m³/seg) Jul-1984 (Q = 235 m³/seg) Oct-1990 (Q = 166 m³/seg) Mar-1995 (Q = 194 m³/seg) Mar-1997 (Q = 535 m³/seg) ERFIL LONGITUDINAL DEL RIO CAUCA POR EL THALWEG RIO: CAUCA TRAMO: SALVAJINA - LA VIRGINIA 100 150 200 250 300 350 400 450 DISTANCIA (Km) Perfil año 1973 Perfil año 1977 Perfil año 1998 La B ol sa H or m ig ue ro Ju an ch ito M ed ia ca no a G ua ya ba l La V ic to ria A na ca ro La V irg in ia ecursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 34 No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo En enero de 2000, en desarrollo de este estudio, se realizó un levantamiento batimétrico detallado del Río Cauca, en el cual se determinaron los niveles medios del fondo y del thalweg en el tramo Salvajina – La Virginia. El análisis de estos dos perfiles muestra algunas diferencias entre ellos (entre 2 y 5 m), lo cual refleja la irregularidad en la geometría del cauce. Esta irregularidad se podría asociar, entre otros factores, a la meandricidad (entre moderada y alta) del cauce y a las intervenciones a que viene siendo sometido el río. 5.6 SINUOSIDAD DEL CAUCE El Río Cauca es un cauce aluvial caracterizado por la movilidad de sus meandros, donde el lecho, las orillas y las planicies aluviales están conformados por materiales aluviales que pueden ser transportados por el mismo río. La sinuosidad del Río Cauca en la zona de estudio fue determinada para 10 tramos (Cuadro No. 11). La sinuosidad más baja (1.21) se presenta en el tramo superior, comprendido entre Salvajina y una sección localizada unos 2 Km aguas arriba de la desembocadura del Río Timba, en tanto que la máxima se presenta en el tramo comprendido entre la abscisa K53+000 (unos 16 Km aguas abajo de la estación Tablanca) y la desembocadura del Río Desbaratado (K125+490) con 3.06. La sinuosidad media de todo el tramo Salvajina – La Virginia es igual a 2.0, por lo que el Río Cauca se considera un cauce de meandricidad media- alta. Cuadro No. 11 Sinuosidad del Río Cauca Tramo No. (1) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Abscisa K2+870-K22+842 K22+842- K53+222 K53+222- K125+490 K125+490- K154+458 K154+548- K197+866 K197+866- K275+090 K275+090- K351+303 K351+303- K400+919 K400+919- K415+328 K415+328- K454+554 Long río (Km.) 19.97 30.38 72.27 28.97 43.41 77.22 76.21 49.62 14.41 39.23 Long. Valle (Km.) 16.61 13.06 23.61 23.01 27.77 35.22 38.87 27.91 12.13 22.75 Sinuosidad 1.21 2.33 3.06 1.26 1.56 2.19 1.96 1.78 1.19 1.72 (1) Ver Figura No. 6 5.7 MOVILIDAD HORIZONTAL DEL RIO CAUCA La sinuosidad media del Río Cauca en el tramo Salvajina – La Virginia se puede considerar entre media y alta, con un valor promedio cercano a 2.0. Sin embargo, es posible identificar subtramos con mayor o menor sinuosidad. El tramo superior comprendido entre Salvajina y la desembocadura del Río Timba presenta una sinuosidad baja igual a 1.2, lo cual se debe a los controles litológicos existentes en ambas márgenes del río en este sector. El tramo 3 comprendido entre las abscisas K 53 + 222 y K 125 + 490 presenta la mayor sinuosidad, con un valor igual a 3.06. Cabe destacar que en este tramo descargan algunos de los más importantes tributarios del Río Cauca, como son los ríos Palo, Jamundí, Claro y Desbaratado. Los tramos 2, 3 y 6 presentan índices de sinuosidad mayores de 2.0, los cuales en las últimas décadas han mostrado ser los más inestables, especialmente los tramos 2 y 3, de acuerdo con el estudio de la movilidad lateral del Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle 35 Copia No Controlada CVC Proyecto de Modelación del Río Cauca Informe Ejecutivo río, realizado mediante el análisis de las fotografías aéreas disponibles en CVC de los años 1957, 1977 y 1986. Para el análisis del comportamiento histórico de la movilidad lateral del Río Cauca se emplearon las fotografías aéreas de los años 1957 y 1977 y el alineamiento obtenido por medio de equipo GPS durante el recorrido de reconocimiento efectuado en Enero de 1998 en desarrollo del presente proyecto. Sin embargo, las fotografías aéreas disponibles del año 1957 corresponden solamente a los tramos 2, 3 y 8 y las fotografías aéreas del año 1977 corresponden a los tramos 3, 4, 5, 6 y 7 en los que se sectorizó el río para el análisis morfológico. En el Cuadro No. 6 se presentan las características geométricas (profundidad y ancho a banca llena y pendiente) y la sinuosidad de cada uno de los 10 tramos del río para los años 1977 y 1998, años para los cuales se dispone de la más completa información de estos parámetros. En términos generales, es posible afirmar que el patrón meándrico, en cuanto a la sinuosidad se refiere no ha variado significativamente desde 1957. Algunos meandros se han ampliado ligeramente o han sufrido desplazamientos o se han producido algunos cortes de curva, pero la sinuosidad general del cauce presenta variaciones muy pequeñas en todo este período, indicando la relativa estabilidad del cauce. Los tramos 2 y 3 (K 22 + 842 a K 125 + 490) son los que han presentado cierta movilidad y las mayores variaciones, mientras que el tramo 6 (K 197 + 866 a K 275 + 090) ha presentado los menores cambios. De acuerdo con el análisis efectuado, en el tramo 3 (K 53 + 222 a K 125 + 490) la sinuosidad se redujo de 2.87 en el año 1957 a 2.67 en el año 1977 y posteriormente aumentó a 3.06 en el año 1998. En las fotografías aéreas de 1957 y 1977 se observan dos cauces abandonados de longitudes de alguna consideración, con una sinuosidad mucho mayor a la del cauce actual y aproximadamente paralelos a éste, localizados en los sectores comprendidos entre las abscisas K 120 + 000 - K 144 + 000 y K 139 + 000 – K 147 + 000, respectivamente. Existen diferentes hipótesis sobre las posibles causas de este cambio drástico experimentado por el cauce. Una de ellas sugiere que un movimiento telúrico de cierta intensidad originó el desplazamiento del cauce unos 2 Km hacia el este. Otra hipótesis
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