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Aguas superficiales




Partes: 1, 2

  1. Definiciones
  2. Generalidades
  3. Usos del agua
  4. Módulos de consumo
  5. Demanda de agua
  6. Sistemas de abastecimiento de agua
  7. Captación de agua superficial

Definiciones

Aducción: componente a través del cual se transporta agua cruda, ya sea a flujo libre o a presión.

Afluente o río tributario: corriente de agua que desemboca en otra corriente más importante por su longitud, caudal, superficie de la cuenca y los aluviones que transporta

Aforador: dispositivo que sirve para determinar el caudal de una corriente de agua: el aforador suele estar montado en el lecho de un río o de una conducción hidráulica.

Aforar: medir la cantidad de agua que lleva una corriente en una unidad de tiempo.

Aforo: medida del caudal de un curso de agua en un punto y durante un periodo determinado

Agua potable: es el agua que por reunir los requisitos organolépticos, físicos, químicos y microbiológicos es apta y aceptable para el consumo humano y cumple con las normas de calidad de agua

Aguas Públicas: conjunto de las aguas que forman parte del dominio público hidráulico.

Aguas subsuperficiales. Fuente de agua subterránea que se encuentra cerca de la superficie del terreno, a poca profundidad y que puede aflorar espontáneamente (manantial) o ser fácilmente extraída pormedio de pozos excavados o perforados. En algunos casos, cuando existe una contaminación de esta fuente antes del punto en que es aprovechada, se requerirá de un tratamiento mayor que el de simple desinfección.

Alcantarillado condominial. Alcantarillado en el cual el diámetro de las tuberías es igual o mayor que 6", requiere de excavaciones menos profundas y un menor número de buzones que el alcantarillado simplificado, aunque unmayor número de cajas de inspección. El nivel de participación del usuario en la operación y mantenimiento del sistema es mayor que en los sistemas convencionales y simplificados y su costo de instalación esmenor.

Alcantarillado convencional. Recolección de las aguas residuales a través de una red de tuberías, cuyo diámetro es igual o mayor a 8", con velocidades mayores a 0,6 m/s. Consta de una red de tuberías que requieren profundas excavaciones para su instalación y de buzones ubicados cada cambio de dirección, cambio de desnivel, cruce de tuberías o cada 100 m comomáximo.La participación del usuario en elmantenimiento del sistema es mínima o nula.

Alcantarillado simplificado. Alcantarillado que difiere del sistema convencional en la simplificación y minimización del uso de materiales y criterios constructivos. Está formado por colectores de diámetros menor o igual a 6", con velocidades menores a 0,6 m/s. Requieren de excavaciones menos profundas y de un menor número de buzones que el alcantarillado convencional, además de emplear cajas de inspección o de limpieza. La participación del usuario en el mantenimiento del sistema es mínima o nula. El costo de construcción de este sistema es menor que el del alcantarillado convencional.

Azolve. Acumulación dematerial sólido y sedimentos en las presas,pozos, cajas de captación, etc., los cuales obstruyen el componente Otros términos utilizados: azolvamiento, colmatación.

Barraje. Muro construido a lo largo del cauce con el objetivo de elevar el nivel del agua del río para poder recolectarla e incorporarla al sistema. Otros términos utilizados: presa.

Bocatoma: estructura hidráulica que capta el agua desde una fuente superficial y la conduce al sistema de acueducto.

Brocal. Anillo de protección ubicado en la parte superior del pozo (en sistemas de agua) y/o letrinas (en sistemas de saneamiento), que se emplea para estabilizar las paredes y sostener firmemente la estructura que se apoya en éste. Impide el ingreso de contaminantes y materiales extraños.

Buzones de inspección. Puntos de inspección a lo largo del recorrido de las redes de alcantarillado y colectores. Otros términos utilizados: pozos de inspección, pozos de revisión.

Captación de agua: extracción del agua de una fuente, un río, un lago o un pozo.

Captación de aguas superficiales. Componente del sistema de abastecimiento de agua de fuente superficial destinado a la captación del agua necesaria para el abastecimiento de la población. Otros términos utilizados: captación de quebrada, obras de toma.

Captación: conjunto de estructuras necesarias para obtener el agua de una fuente de abastecimiento.

Cárcavas. Zanjas provocadas por la erosión debido al escurrimiento de agua no permanente, como en el caso de lluvias en pendientes pronunciadas. Se caracterizan por la remoción de grandes cantidades de terreno e incremento de la erosión. Otros términos utilizados: barrancos, zanjas, hoyas, zanjones, zanjas,huaycos.

Caudal ecológico: es el caudal mínimo requerido para asegurar la supervivencia y dinámica de las especies permanentes y estacionales, que habitan en condiciones normales sin proyecto, en cuerpo o cuerpos de agua, que van a ser afectados por el mismo. (Decreto 1421 de 1996 art. 2do.)

Componente. Parte del sistema que opera independientemente pero está diseñado, construido y operado como parte integral del sistema. Ejemplos de componentes: captación,pozo, línea de conducción, reservorio, etc.

Concesión de aguas: es el permiso que otorga la autoridad ambiental para hacer uso y aprovechamiento óptimo del recurso hídrico, teniendo en cuenta las condiciones técnicas de disponibilidad, demanda y propósito del recurso.

Cuenca hidrográfica: zona terrestre a partir de la cual toda la escorrentía superficial fluye a través de una serie de corrientes, ríos y, en ocasiones, lagos, hasta el mar por una única desembocadura (estuario o delta) y las aguas subterráneas y costeras asociadas.

Cunetasde coronación. Canales que se construyen para controlar la erosión del agua sobre el terreno, especialmente en terrenos demucha pendiente o donde se ha efectuado un corte del terreno para la instalación de alguna estructura (unidad de captación reservorio, etc.). Otros términos utilizados: zanjas de coronación, zanjas de recolección de agua de lluvia.

Deforestación. Pérdida de la cobertura vegetal del suelo producto de la tala excesiva,quema de pastos, etc. Los problemas de erosión son más frecuentes en los terrenos deforestados por la poca resistencia al paso del agua sobre el terreno.

Deslizamiento. Movimiento de terreno deleznable, piedras, lodo debido a la acción de la gravedad,pendiente abajo.Puede darse demanera espontánea, por efecto de un sismo o por el humedecimiento del terreno. Otros términos utilizados: alud, huayco, lloclla, mazamorra.

Emboquillado de piedra. Recubrimiento de la superficie del terreno con mortero y piedra contra la erosión del agua, tanto por la caída o el escurrimiento superficial. Otros términos utilizados:mampostería de piedra, enrocado.

En la  microcuenca es donde podemos apreciar las relaciones entre la vegetación, el  agua y suelo. Por tanto  la conservación de la cuenca es la protección de la vegetación, del suelo, de la vida silvestre y  del agua.

Foso negro o sumidero. Excavación en el terreno recubierta con mampostería, grava y arena, destinada para la disposición de orina, heces y aguas residuales en los sistemas de saneamiento in situ húmedo.

Gaviones. Muros flexibles compuestos por mallas de acero rellenas de rocas. Son muy recomendados para obras de protección de riveras de cauces afectados por socavación lateral de ríos y quebradas.

Lahares. Flujos de lodo, rocas y agua que se originan en las pendientes de los volcanes cuando el agua de lluvia se combina con las rocas y cenizas volcánicas o son inducidos por una erupción.

Manantial. Fuente de agua subterránea que emana a la superficie de forma natural. Otros términos utilizados:afloramiento,nacimiento,ojo de agua,puquio.

Mapa comunitariode riesgo.Herramienta para la identificación de los componentes, amenazas y vulnerabilidades de la comunidad y los sistemas de abastecimiento de agua y saneamiento.Para su elaboración es indispensable la participación de los miembros de la comunidad, instituciones y autoridades locales y la coordinación con otros actores importantes (oficinas locales de los sectores salud, vivienda, saneamiento, educación, entre otros).

Microcuenca: es el área natural que rodea la fuente que abastece a una comunidad. Toda microcuenca hace parte de una cuenca. La cuenca es el área geográfica conformada por varias fuentes de agua superficial o subterránea que corren hacia una quebrada o río principal, que a la vez desemboca en una corriente de agua mayor, como un río, ciénaga o el mar.

Mortero. Mezcla de cemento, arena y agua usado en albañilería para la construcción de paredes, enlucido y como elemento de unión entre bloques de albañilería, piedras y otros. Dependiendo de la resistencia que se necesite, las proporciones de arena y cemento son variables.

Niple. Fragmento de tubería de pequeña longitud (generalmente menor de medio metro), utilizado para la instalación de acoples o reparaciones de tramos pequeños en las líneas de conducción, aducción o bombeo; y también en la instalación de accesorios. Otros términos utilizados: neplo.

Nivel máximo de inundación. Máximo nivel al que llegan las aguas debido al incremento de lluvias, crecidas de ríos, desbordes u otros, en un determinado lapso (recomendable 50 años). En el medio rural, donde la información documentada suele ser escasa, es posible determinarlo a partir de la información local, utilizando metodologías como los mapas

Otros términos utilizados: agua subálvea.

Poliestireno. Material plástico espumado, usado como aislante térmico, acústico y en construcción. Otros términos utilizados: teknopor, telgopor, porespan, porexpan, poliexpan, goma espuma o corcho blanco.

Pozo de absorción. Excavación en el terreno con la finalidad de promover la infiltración del agua residual en el terreno permeable.

Represa: obra de cemento armada para retener o controlar el curso del las aguas, Lugar donde las aguas se encuentran retenidas o almacenadas natural o artificialmente.

Reservorio. Componente destinado al almacenamiento de agua antes de su distribución. Su función es regular las variaciones en el consumo de la población en el transcurso de un día. En los reservorios se realiza generalmente la desinfección del agua. Otros términos utilizados: tanque de reserva, almacenamiento, distribución o compensación.

Servidumbre: Es el derecho que tiene una persona de usar un bien de propiedad de un tercero

Sistema de abastecimiento de agua. Conjunto de componentes y actividades destinados a la provisión del servicio de agua potable a una población beneficiaria. Contempla la captación de la fuente, tratamiento (si es necesario), conducción, almacenamiento y distribución. Otros términos utilizados: acueducto.

Socavación. Erosión causada por el agua por debajo de una estructura que produce el asentamiento del terreno, deja la unidad sin apoyo, la desestabiliza y causa daños estructurales.

Sostenibilidad.Mantenimiento de un nivel de servicio aceptable de abastecimiento de agua y saneamiento a lo largo de la vida útil o de diseño de los sistemas. Involucra los aspectos: técnico, social, económico/financiero, ambiental e institucional.

Subcuenca: zona terrestre a partir de la cual toda la escorrentía superficial fluye a través de una serie de corrientes, ríos y, en ocasiones, lagos hacia un punto particular de un curso de agua que, por lo general, es un lago o una confluencia.

Tanque Imhoff. Unidad para el tratamiento centralizado de aguas residuales. Es una alternativa a las lagunas de estabilización porque se requiere de una menor área para su instalación. Debido a que los procesos de tratamiento son más sensibles, se requiere de un mayor nivel de operación y mantenimiento que en el caso de las lagunas.

Tanque séptico. Unidad para el tratamiento primario de las aguas residuales que combina los procesos de sedimentación y digestión de la materia orgánica. A diferencia de las lagunas y tanques Imhoff el proceso de tratamiento en los tanques sépticos es menor.

Tapa sanitaria. Dispositivo de cierre para el ingreso a pozos, cámaras de captación, cajas rompepresión, reservorios y otros destinados a impedir el ingreso de agua de escorrentía, lluvia y otros contaminantes y para proteger la calidad del agua almacenada en ellos. Son fabricadas de metal y recubiertas con pintura anticorrosiva para brindar mayor protección a la intemperie.

Trinchos. Pequeñosmuros transversales que se construyen en las cárcavas o quebradas para provocar la sedimentación y reducir la velocidad del agua, y en ciertos casos, para cortar la pendiente del terreno. Otros términos utilizados: compuerta, barricada.

Tubería de rebose. Dispositivo empleado para evacuar el agua de un reservorio, captación, etc., que excede el nivel máximo de almacenamiento.

Vertedero. Estructura hidráulica destinada a permitir el paso, libre o controlado, del escurrimiento del agua superficial. Otros términos utilizados: vertedor.

Generalidades

  • Aguas superficiales

Exceptuando las meteóricas y las subterráneas las demás aguas se consideran superficiales; son las que circulan o se hallan estancadas sobre la superficie terrestre, procedentes de los ríos, los pantanos, lagos, lagunas, nieves perpetuas y casquetes polares o el mar.

  • La importancia del agua para la vida

La vida en la tierra depende del agua. El agua constituye el 80% del cuerpo de la gran parte de los organismos, además es el hábitat natural para la mayoría de ellos. El agua es el único elemento de la naturaleza que puede cambiar de estado físico; es decir, que puede ser sólida, líquida y gaseosa. Esta característica hace que el agua sea  el elemento principal en el equilibrio ambiental.

El desarrollo de una nación, su nivel de vida, la actividad industrial, agrícola y ganadera, depende de este recurso fundamental.

Dada la importancia del agua para la vida de todos los seres vivos, y debido al aumento de las necesidades de este recurso por el crecimiento y continuo desarrollo de la humanidad, el hombre está en la obligación de proteger el agua y evitar toda influencia nociva sobre las fuentes del preciado líquido (contaminación). En cualquiera de sus tres formas (sólido, líquido o gaseoso) el agua está siempre presente en grandes cantidades, llegando a cubrir 3/4 partes de la superficie terrestre. La cantidad de agua en el planeta es siempre la misma debido al ciclo hidrológico, proceso continuo por el cual el agua se regenera experimentando distintos cambios o procesos. El hecho que sea un recurso renovable nos lleva a pensar que nunca se va a agotar, independiente de cuánto se utilice. Sin embargo, la mayor parte del agua es salada (97%), por lo que la cantidad disponible para consumo humano (agua dulce) es muy escasa y al mismo tiempo está sujeta a grandes presiones - sociales, económicas, políticas y ambientales - que pueden afectar su calidad y uso.

  • Ciclo hidrológico

Es el proceso mediante el cual el agua de los mares, ríos, lagos, e incluso los seres vivos, se evapora constantemente, hacia la atmósfera; allí se condensa, para luego precipitarse a tierra en forma de lluvia, nieve o granizo. Parte de esta agua se evapora, otra se va por escorrentía hasta los mares, ríos y lagos, una parte es utilizada por las plantas, otra se infiltra en la tierra, alimentando los acuíferos subterráneos.

  • Métodos de aforo de corrientes naturales de agua más utilizados[1]

  • Aforo volumétrico. Se aplica generalmente en los laboratorios de hidráulica, ya que solo es funcional para pequeños caudales; sin embargo se pueden implementar también en pequeñas corrientes naturales de agua. Figuras 1 y 2.

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El aforo volumétrico consiste en medir el tiempo que gasta el agua en llenar un recipiente de volumen conocido para lo cual, el caudal es fácilmente calculable con la siguiente ecuación: Q=V/t.

  • Aforo con vertederos y canaletas. Se utilizan principalmente en la medición de caudales en pequeñas corrientes, en canales artificiales y de laboratorio; su uso en corrientes naturales es muy restringido. Un funcionamiento típico de un vertedero para aforar corrientes naturales se muestra en la Figura 3.

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Figura 3. Secciones de control artificiales para aforar corrientes naturales

  • Aforo con tubo de pitot. Su mayor aplicación se encuentra en la medición de velocidades en flujo a presión, es decir, flujos en tuberías. Sin embargo, también se utiliza en la medición de velocidades en canales de laboratorio y en pequeñas corrientes naturales. El tubo de pitot permite medir la velocidad de la corriente a diferentes profundidades, por lo cual se puede conocer la velocidad media en la sección, que multiplicada por el área de ésta, produce el caudal de la corriente.

  • Aforo con trazadores fluorescentes o colorantes. El empleo de colorantes para medir la velocidad del flujo en corrientes de agua es uno de los métodos más sencillos y de mayor éxito. Una vez elegida la sección de aforo, en la que el flujo es prácticamente constante y uniforme se agrega el colorante en el extremo de aguas arriba y se mide el tiempo de llegada al extremo de aguas abajo. Conocida la distancia entre los dos extremos de control, se puede dividir esta por el tiempo de viaje del colorante, obteniéndose así la velocidad superficial o subsuperficial de la corriente liquida. La velocidad media de flujo se obtendrá dividiendo la distancia entre los dos extremos o puntos de control, por el tiempo medio de viaje.

Si se inyecto un colorante de tipo brillante, como la eosina, y si se suspende horizontalmente una lámina brillante, de longitud conocida, en un sitio aguas debajo de la inyección, es posible detectar los instantes en que desaparecen y aparecen los colorantes en los extremos de dicha lamina. La medida del tiempo que transcurre entre los instantes de desaparición y aparición del colorante se puede emplear como representativo del tiempo medio del flujo a lo largo de la lámina. La velocidad media superficial del flujo se obtendrá dividiendo la longitud de la lámina por el tiempo medio del flujo.

Otros colorantes, común y eficazmente empleados como trazadores, son la fluoresceína, el rojo congo, el permanganato de potasio, la rodamina b y el pontacil rosa B brillante. Este último es especialmente útil en estudios de dispersión de contaminantes en el agua. En los últimos años se han logrado considerables mejoras en las técnicas de medición con trazadores fluorescentes, especialmente con la rodamina B, rodamina WT, las sulfurrodaminas B y G la uramina y el bromuro 82.

  • Aforos con trazadores químicos y radioactivos. Es un método muy adecuado para corrientes turbulentas como las de montañas. Estos trazadores se utilizan de dos maneras: como aforadores químicos, esto es, para determinar el caudal total de una corriente y como medidores de velocidad de flujo.

En los aforos químicos y radioactivos, se inyecta una tasa constante qt, de la sustancia química, radioactiva o trazador, de concentración conocida, Cti, a la corriente cuyo caudal, Q, desee determinarse y cuya concentración de la sustancia, Ca , en la corriente, también se conoce. A una distancia corriente abajo, suficientemente grande para asegurar que se han mezclado totalmente el trazador y el agua, se toman muestras de ésta, y se determina la concentración de la sustancia química o radioactiva, Ct. (Figura 4)

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Figura 4. Procedimiento de inyección y muestreo en un aforo con trazador

El caudal de la corriente se puede determinar, entonces, empleando la siguiente ecuación.

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En su empleo como medidores de velocidad, los trazadores químicos y radioactivos se inyectan aguas arriba del primer punto de control de la corriente. Se calcula el tiempo de paso del prisma de agua que contiene el trazador entre dicho punto de control y otro situado aguas abajo a una distancia previamente determinada. El cociente entre esta distancia y el tiempo de paso es la velocidad media de la corriente.

Cuando se emplea la sal común (NaCl) como trazador químico, se mide el tiempo de paso entre los dos puntos de control, utilizando electrodos conectados a un amperímetro, esto es, un conductímetro. Este método de medición es posible debido a que la sal inyectada aumenta la concentración de sólidos disueltos y, por lo tanto, la conductividad del agua.

Un compuesto químico comúnmente empleado como trazador es la mezcla de 2g de Anhídrido Tático con 0.1259 de Difenil - Carbazida y 50 cm3 de alcohol de 98º. También, se utiliza el clorato de sódico, la fluorina y el bicromato de sodio.

Los trazadores radioactivos más usuales son: el Tritio (T, isótopo del Hidrógeno, con tres protones).

Las sustancias químicas y radioactivas empleadas para medición de caudales deben reunir las siguientes condiciones:

  • Debe mezclarse fácil y homogéneamente con el agua, para lo cual se requiere de una fuerte turbulencia en el trayecto comprendido desde donde se inyecta la sustancia al cauce, hasta donde se recogen las muestras.

  • Debe ser barato, soluble en agua, inocuo, no corrosivo, ni tóxico, de densidad cercana a la del agua.

  • Debe ser fácilmente detectable en el agua, aún en concentraciones pequeñas.

  • Debe ser conservativo, es decir, no degradable ni reactivo, entre el momento de la inyección y el momento del análisis final de las muestras.

  • Debe ser foto estable, es decir, no decolorable ni reactivo ante la acción de la luz.

  • Aforo con flotadores. Este método consiste en determinar la velocidad de la corriente, utilizando flotadores en una longitud determinada previamente. Sobre una de las orillas de la corriente, se marcan a una distancia fija dos puntos de referencia A y B (figura 5), se suelta un flotador (tapón de corcho, pelota de hule, taco de madera, etc) a la altura del punto A, en la mitad de la corriente. Se toma el tiempo que tarda el flotador en llegar desde A hasta B.

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Son los más sencillos de realizar, pero también son los más imprecisos; por lo tanto, su uso queda limitado a situaciones donde no se requiera mayor precisión. Con este método se pretende conocer la velocidad media de la sección para ser multiplicada por el área, y conocer el caudal, según la ecuación de continuidad.

Q = velocidad *área

Para la ejecución del aforo se procede de la siguiente forma. Se toma un techo de la corriente de longitud L; se mide el área A, de la sección, y se lanza un cuerpo que flote, aguas arriba de primer punto de control, y al paso del cuerpo por dicho punto se inicia la toma del tiempo que dura el viaje hasta el punto de control corriente abajo. Como se muestra en la siguiente figura.

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Se pueden obtener resultados algo más precisos por medio de flotadores lastrados, de sumersión ajustable, como muestra en la figura 5. Estos flotadores consisten en un tubo delgado de aluminio, de longitud Lfl, cerrado en ambos extremos y con un lastre en su extremo inferior, para que pueda flotar en una posición próxima a la vertical, de tal manera que se sumerjan hasta una profundidad aproximadamente de 25 a 30 cm sobre el fondo, y emerjan unos 5 a 10 cm.

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Donde y es la profundidad de la corriente de agua.

Generalmente, cuando se efectúan aforos por el método del flotador, es muy común cometer errores típicos, lo que conlleva a resultados erróneos duplicando a veces los datos reales. Para evitar cometer estos errores se recomienda tener en cuenta las siguientes sugerencias:

  • Disponer de flotadores del mismo tamaño y peso (bolas de icopor)

  • Colocar los flotadores en la mitad de la corriente principal y unos 3 m aguas arriba de la primera sección

  • Tomar un número de tiempos (mínimo 6) para poder realizar un promedio representativo y poder descartar datos errados.

  • La sección transversal solo debe considerarse entre las plumas de la corriente principal

  • No olvidar multiplicar la velocidad calculada por el factor (0.75 ó 0.80) para obtener la velocidad media.

  • Medidor de corriente (molinete)

El medidor de corriente o molinete es un dispositivo constituido por una serie de paletas las cuales giran al estar en contacto con una corriente de agua, siendo el número de revoluciones proporcional a la velocidad de la corriente.

Las mediciones de velocidad se hacen generalmente a una profundidad de 0.6h por debajo del agua o también a profundidades de 0.2 y 0.8 h, siendo h la profundidad total de la lámina de agua.

Los pasos a seguir para efectuar un aforo son:

Seleccionar la sección adecuada. Debe ser uniforme sin cambios bruscos, no necesariamente debe estar ubicada en la misma sección de la mira (en caso de existir), preferiblemente en un tramo recto.

Fijar un punto de referencia. Puede ser una estaca o una marca visible, que servirá como referencia para los demás aforos. A partir de este punto se coloca la cinta métrica para poder obtener el seccionamiento del área del río (figura 6).

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  • A partir del punto de referencia y con una longitud fija de incremento (10 cm, 20 cm, etc.) dependiendo de las características de la sección, (entre mas corta sea esta longitud, más exacto será el valor del caudal aforado), se efectúa el seccionamiento del área del río; para cada incremento establecido se mide la profundidad total y el número de revoluciones del rotor.

  • Antes de iniciar el aforo se debe revisar el equipo y verificar sus condiciones, se establece un lapso de tiempo en el cual se realizará el conteo de las revoluciones del rotor, generalmente el tiempo establecido para este tipo de aforos es de 40 segundos, pero puede variarse de acuerdo al criterio del aforador, mientras más grande sea el periodo de tiempo más exacto será el caudal aforado pero también mayor será el tiempo de aforo.

  • Si se quiere obtener directamente la velocidad media, es necesario efectuar el aforo a 0.6h por debajo del agua; en cada punto se mide la profundidad total y se multiplica por 0.4 (1-0.6), se fija el rotor en el soporte a la altura calculada, se introduce el soporte en el agua y en el punto señalado cuidando que la hélice quede en dirección contraria a la que lleva la corriente del río, se presiona el botón de arranque en el contador y se espera la señal que indica que la lectura ha terminado, se anota el número obtenido en el contador.

  • Si el aforo se realiza durante épocas de lluvias, se debe tener en cuenta los posibles incrementos de niveles en el tiempo en que dura el aforo y se debe dejar constancia en el informe de aforo.

El cálculo de caudal se hace por medio de la siguiente expresión:

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La velocidad se calcula con las curvas de calibración del molinete, las cuales están expresadas en función del número de revoluciones de la hélice.

Para calcular el área transversal total del río y teniendo en cuenta que la mayoría de subsecciones en las que se divide el río, son de forma trapezoidal, se utiliza la siguiente ecuación:

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La velocidad para cada área, es el promedio de las velocidades encontradas en la abscisa "i" y en la abscisa "i+1".

Usos del agua

El Acuerdo No. 010 de 1989 reglamentario de Decreto 1541/78 establece en su articulo 13 los usos del agua.

Artículo 13: Toda persona natural o jurídica, pública o privada, requiere concesión para obtener el derecho al aprovechamiento de las aguas para los siguientes fines:

  • Abastecimiento doméstico en los casos que requiera derivación

  • Riego y silvicultura;

  • Abastecimiento de abrevaderos cuando se requiera derivación;

  • Uso industrial;

  • Generación térmica o nuclear de electricidad;

  • Explotación minera y tratamiento de minerales;

  • Explotación petrolera;

  • Inyección para generación geotérmica;

  • Generación hidroeléctrica;

  • Generación cinética directa;

  • Flotación de maderas;

  • Transporte de minerales y sustancias tóxicas;

  • Acuicultura y pesca;

  • Recreación y deportes;

  • Usos medicinales, y

  • Otros usos similares.

Módulos de consumo

Acuerdo 31 de 2005 "…Que en el año 1993, contrató el "Estudio para la determinación de los Módulos de consumo para Beneficio Hídrico" elaborado por el Consorcio Hidroplan Ltda., los cuales técnicamente fueron obtenidos para las cuencas de los ríos Bogotá y Ubaté y Suárez, y que han venido siendo aplicados dentro del trámite de concesión de aguas para toda la jurisdicción de la CAR…"

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  • Módulo para uso doméstico pecuario de riego, industriales, institucional y recreativo

Según acuerdo No. 04/06 "Por el cual se modifica parcialmente el artículo tercero del Acuerdo 31-2005, mediante el cual se adoptan los módulos de consumo para los diferentes usos del recurso hídrico en jurisdicción de la CAR" , el cual quedará así: "Declarar como zonas críticas para el aprovechamiento de aguas subterráneas a los Municipios de Tenjo, El Rosal Madrid, Funza, Facatativa, Mosquera, y parte de los municipios de Cota, Tabio y Subachoque, los cuales se encuentran delimitados dentro del polígono No 1, así como también el municipio de Soacha y parte del Municipio de Sibate enmarcados dentro del polígono No 2".

PARÁGRAFO.- En las zonas declaradas como criticas de acuerdo con el presente artículo, se aplicarán los siguientes módulos de consumo:

  • Módulo para uso doméstico: Tanto para el abastecimiento rural como urbano se utilizará un módulo de consumo de 125lts/habitante x día. Para efectos de abastecer habitantes transitorios, se debe utilizar el mismo módulo establecido para escuelas primarias, por persona y jornada o colegios sin gimnasio, cafetería y duchas, de 45 lts/habitantes x día.

  • Módulo pecuario: Se mantendrán los módulos de consumo adoptados en el artículo primero del presente Acuerdo.

  • Módulos de riego: Para efectos de la aplicación de los módulos de riego, se acogerán los adoptados en el artículo primero del presente acuerdo, según tipo de cultivo y cuenca correspondiente, ajustando su valor al factor que contempla la eficiencia del sistema de riego así:

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  • Módulos Industriales: Se debe establecer las necesidades industriales, bajo un marco de eficiencia en el uso y ahorro del agua, generando procesos de reuso y adoptando principios de producción más limpia. No obstante lo anterior, los módulos adoptados en el Artículo Primero del presente acuerdo, servirán como referente dentro del trámite dentro de las zonas críticas.

  • Institucional y recreativo: Para efectos de los hospitales se adoptará el valor consignado en el Estudio de Módulos de Consumo (200lts/habitante x cama). Para los demás tipos de establecimiento se utilizará el valor correspondiente, sin superar un valor de 125lts/habitante – día.

  • Módulo de consumo para riego de flores

Acuerdo 29 de 2006 "Por medio del cual se modifica el Acuerdo 31 del 19 de Septiembre de 2005, en el sentido de adicionar un nuevo módulo de consumo para riego en la fase de propagación de plantas en cultivos de flores en el área de la jurisdicción de la CAR y se adoptan otras determinaciones"

Artículo primero.- Modulo de consumo para riego de flores.- adicionar a los módulos de consumo para riego de flores, adoptados en el Artículo Primero del Acuerdo 31 de 2005, la etapa correspondiente a la propagación de plantas del sector floricultor, adjuntando a las "Tablas 2.1 a 2.25 Uso Consuntivo y Módulos de Riego", referidas en el numeral 7 del parágrafo del citado artículo, la Tabla de Módulo de Propagación, que se enuncia a continuación:

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PARÁGRAFO PRIMERO. El módulo de consumo obtenido (0.65 Litro/Hectárea/segundo) es aplicable para la distribución porcentual del 70% para plantas madres y del 30% para bancos de enraizamiento; cualquier otra distribución, generará un ajuste en el módulo de consumo dependiendo de la distribución particular que se adopte en cada cultivo.

PARÁGRAFO SEGUNDO. Las concesiones de agua se otorgarán de conformidad con los porcentajes de ocupación de cada actividad establecidos en el numeral 5.2.4 "Explotaciones bajo invernadero" del artículo primero del Acuerdo 16 de 1.998.

  • Estudio de módulos de consumo agrícola en las cuencas de tercer orden de la Jurisdicción CAR

Según acuerdo No. 21 de 2007 "Por medio del cual se modifica el Acuerdo No. 31 del 19 de septiembre de 2005, modificado a su vez por el Acuerdo 04 de 27 de febrero de 2006 y Acuerdo 29 de 22 de agosto de 2006, en lo referente a módulos de consumo para usos agrícola del recurso hídrico en la jurisdicción de la CAR."

ARTÍCULO SEGUNDO.- Adoptar los siguientes módulos de consumo agrícola en la jurisdicción CAR, con base en el "Estudio de Módulos de Consumo Agrícola en las Cuencas de Tercer Orden de la Jurisdicción CAR", elaborado por la Subdirección de Administración de Recursos Naturales y Áreas protegidas de la Corporación, el cual consta de los siguientes tomos y anexos que hacen parte integral del presente Acuerdo:

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PARÁGRAFO.- Para efectos de aplicación de los módulos de consumo agrícola referidos anteriormente, se aplicarán los módulos de riego adoptados en el artículo anterior, según el tipo de cultivo y cuenca correspondiente, debiendo ajustar su valor al factor que contempla la eficiencia del sistema de riego, así:

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Demanda de agua

La determinación de los caudales requeridos se establece de acuerdo con la Tabla 5 anexa:

Tabla 5. Determinación de los caudales

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Sistemas de abastecimiento de agua

Las formas en que se encuentra en la naturaleza, las distintas fuentes de provisión de agua, son las siguientes:

  • Aguas Meteóricas

  • Aguas Superficiales

  • Aguas Sub-Álveas

  • Aguas Subterráneas

El agua proveniente de estas fuentes puedan ser naturalmente potables, y otras necesitan un tratamiento correcto previo a su entrega al consumo.

La selección de la fuente de provisión constituye tarea fundamental de la que ha de depender la seguridad del servicio que se preste. Deben balancearse cuidadosamente dos aspectos: sanitario y económico, de manera de elegir una fuente que nos asegure la provisión de agua en cantidad y calidad necesaria, y al mismo tiempo nos permita la máxima economía de construcción y posterior operación y mantenimiento de servicio.

Con este enfoque, se puede establecer un orden de carácter orientador en la elección de la fuente de agua:

  • Agua naturalmente potable y conducción por gravedad

  • Agua naturalmente potable con toma y conducción por bombeo

  • Tratamiento del agua y conducción por gravedad

  • Tratamiento del agua con toma y conducción por bombero

Cuando existan varias alternativas conviene hacer un estudio de todas, desarrollándolas hasta la etapa de anteproyecto con estimación de los gastos de explotación para poder elegir la solución mas conveniente.

Haremos ahora una descripción de los distintos tipos de fuentes, las características que proveen la calidad y sus posibilidades de aplicación.

Aguas meteóricas: Para el caso de comunidades rurales o pequeñas poblaciones parece como posible fuente de provisión la captación de aguas de lluvia, la que debe ser recogida sobre el terreno preparado adecuadamente. En cuanto a la calidad de esta agua podemos mencionar que tienen sólidos disueltos en baja cantidad, muy baja turbiedad; por su composición química se consideran de baja alcalinidad y dureza, y a su vez de alto contenido de CO2 (las aguas de lluvia al caer disuelven el CO2 de la atmósfera). Esto se corrige mediante el agregado de cal, Para este tipo de tratamiento es conveniente no utilizar cañerías de plomo por la agresividad de las aguas. 

Aguas superficiales. Se denominan así a las aguas provenientes de los ríos, arroyos, lagos, etc. En nuestro país las aguas superficiales proveen a más del 70 % de la población servida. Son en general aguas turbias y con color, y además, por ser superficiales están sujetas a contaminarse. Por estas causas exigen tratamiento potabilizador, incluido desinfección previa a su entrega al consumo.

Aguas Sub-alveas. Son las aguas que corren por el subálveo del rió. Se captan en general mediante pozos filtrantes o galerías filtrantes. Son en general aguas de muy buena calidad ya que han sufrido un proceso natural de filtración. El costo de las obras para utilización de esta agua es algo elevado.

Manantiales: Pueden constituir una solución para el caso de pequeñas localidades rurales, siempre que tengan caudal suficiente y calidad adecuada. La captación debe estar adecuadamente protegida.

El manantial será tanto más seguro como cuanto menos variable sea su caudal, influenciado este por el régimen de lluvias y menos alterable sea la calidad del agua.

  • Componentes de un sistema de Abastecimiento:

Partes: 1, 2

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