Seediscussions,stats,andauthorprofilesforthispublicationat:http://www.researchgate.net/publication/249315401

HidrogeologaregionaldelaSabanadeBogotCHAPTERJANUARY2010

DOWNLOADS531

VIEWS275

2AUTHORS,INCLUDING:

FranciscoVelandiaIndustrialUniversityofSantander37PUBLICATIONS27CITATIONS

SEEPROFILE

Availablefrom:FranciscoVelandiaRetrievedon:23July2015

HIDROGEOLOGIA REGIONAL DE LA SABANA DE BOGOTA

Francisco Velandia P

INGEOMINAS

E-mail de contacto: obermud@ingeominas.gov.co

RESUMEN

Con base en las particularidades geolgicas, estructurales e hidrogeolgicas del rea se presenta una caracterizacin hidrogeolgica regional de la Sabana de Bogot y se define su estructura hidrogeolgica. Se analizan los aspectos hidrodinmicos para proponer el esquema regional del flujo subterrneo. Tambin se concluye que los acuferos en la escala regional forman una unidad hidrulicamente conectada. Este enfoque permite dar pautas para reevaluar los recursos subterrneos disponibles. INTRODUCCION La Sabana de Bogot, situada en la parte central de la Cordillera Oriental de Colombia, geogrficamente corresponde a la cuenca alta del ro Bogot. Dentro de esta rea se diferencian el relieve montaoso y la zona plana que ocupa su parte central. La temperatura media anual vara entre 10C en los cerros y 14C e n la parte plana. La precipitacin media anual oscila entre 800 mm en la parte plana hasta llegar a 1500 mm en los lugares ms altos de la cuenca. El principal drenaje de la cuenca lo constituye el ro Bogot, que nace en el municipio de Villapinzn sobre los 3400 m.s.n.m. y atraviesa el rea en direccin NE-SW. En su recorrido recibe varios importantes afluentes que conforman a su vez subcuencas hidrogrficas independientes. En el lmite de su cuenca alta (cota aprox. 2400 m.s.n.m.) el ro Bogot cae bruscamente formando un escarpe denominado Salto del Tequendama. El caudal promedio anual que produce toda la cuenca alta de este ro es de 27 m3/seg.

La alta presin sobre el recurso hdrico subterrneo y el conocimiento insuficiente del sistema hidrogeolgico de la cuenca alta del ro Bogot, ste debe ser mejorado para garantizar la sostenibilidad del recurso y evitar los efectos ambientales negativos asociados a su uso.

ANTECEDENTES

La Sabana de Bogot cuenta con varios estudios hidrogeolgicos realizados por INGEOMINAS durante las ltimas dcadas. Algunos de estos se realizaron para complementar y actualizar la informacin hidrogeolgica; otros, para evaluar las posibilidades de abastecimiento con agua subterrnea a distintos sectores de la Sabana. El estudio hidrogeolgico ms importante sobre el tema (con informacin geolgica, geofsica e hidrogeolgica), se llev a cabo entre 1989 y 1993, mediante el Convenio CAR-INGEOMINAS, con el fin de proporcionar a la CAR los conocimientos tcnicos suficientes para el manejo adecuado de las aguas subterrneas en su jurisdiccin. Para llevar a cabo este estudio, el rea total de la Sabana de Bogot se dividi en

ToshibaMquina de escribirOlga de Bermoudes

ToshibaMquina de escribir

nueve subcuencas superficiales. En cada una de ellas se adelant el estudio hidrogeolgico y se calcularon las reservas y los recursos de aguas subterrneas, presentndose un dficit en algunas subcuencas. El estudio aport informacin bsica muy valiosa, sin embargo su principal inconveniente fue de carcter conceptual debido a que cada subcuenca se trat como unidad hidrogeolgica independiente y en cierto modo cerrada, desconociendo los lmites hidrogeolgicos reales y por consiguiente afectando el balance real de agua. El alcance de este estudio no permiti aclarar las incertidumbres existentes a cerca del funcionamiento de los acuferos de la Sabana.

En opinin de algunos autores la Sabana de Bogot es una cuenca hidrogeolgica cerrada, completamente saturada y por consiguiente los acuferos no reciben la recarga, en particular el del Grupo Guadalupe (Rodrguez, 1994). Otros afirman que se est sacando ms agua de la que se est recargando, llevando la cuenca a una sobreexplotacin y que hay desconocimiento inaceptable de la hidrogeologa (Alvarez, 1997; Van der Hammen, 1998). Estas discrepancias demuestran que el conocimiento hidrogeolgico de la Sabana de Bogot an no es suficiente y debe ser mejorado para garantizar el aprovechamiento adecuado de aguas subterrneas. Ante esta necesidad y con el propsito de contribuir al modelo hidrogeolgico regional de la cuenca alta del ro Bogot, INGEOMINAS en cooperacin con el Organismo Internacional de Energa Atmica, realiz durante el perodo 1998-2000 el estudio para responder en forma especfica a las preguntas relacionadas con la continuidad de las unidades hidrogeolgicas, posible interaccin entre las unidades acuferas, origen y zonas de recarga, y el tiempo de residencia del agua subterrnea en el sistema. Todas las evaluaciones y el anlisis se basaron en la informacin de los estudios anteriores, especialmente estudio CAR-INGEOMINAS (1989-1993). Adicionalmente en el estudio realizado con el OIEA, se analizaron nuevos datos hidroqumicos e isotpicos, que se recolectaron durante su ejecucin.

RASGOS GEOLGICOS Y ESTRUCTURALES

Estructuralmente la Sabana de Bogot corresponde a una cuenca intramontana de origen tectono-sedimentario, conformada por una secuencia de unidades litolgicas consolidadas y no consolidadas, con edades que van desde el Cretcico Superior hasta el Reciente. Esta espesa capa de rocas y sedimentos se encuentra sobre un basamento complejo de rocas metamrficas de edad Paleozica-Mesozica Inferior (Fig.1). Las rocas ms antiguas de carcter regional estn representadas por el Grupo Guadalupe, compuesto por areniscas, limonitas y arcillolitas de origen marino. Sobre stas se encuentra una espesa capa de rocas palegenas con predominancia de las litologas arcillosas (Formaciones Guaduas, Bogot y Usme) y algunos niveles arenosos (Formaciones Cacho y Arenisca La Regadera) depositados en condiciones continentales. Los sedimentos lacustres y fluvio-lacustres (Formaciones Tilat=Subachoque y Terraza Alta=Sabana) compuestos por materiales de diferente tamao, desde gravas hasta limo-arcillosos constituyen el relleno Negeno-Cuaternario. Estos sedimentos cubren la mayor parte de la superficie plana de la cuenca. Las unidades de rocas sedimentarias estn fracturadas y sus contactos desplazados por fallas longitudinales con direccin predominante al NE. El esquema estructural presentado en la Fig. 2 (Velandia y De Bermoudes, 2002) complementa la cartografa conocida y adems propone la existencia de fallas bajo la cobertura

cuaternaria, las cuales pueden ejercer control importante sobre el sistema hidrogeolgico del rea.

Las fallas longitudinales se han caracterizado como estructuras inversas con distinto ngulo de inclinacin, en su mayora de cabalgamiento. La interaccin de los movimientos de estas fallas hacia el SE y NW, conform las alturas y depresiones topogrficas que se extienden longitudinalmente en la Sabana de Bogot, en sentido NE y N (Fig. 3). Se encontr un relativo mximo abatimiento topogrfico entre los cerros de Cota y Tabio-Tenjo y su correspondiente bloque hacia el sur, donde se detectaron espesores mayores de 500 m en los depsitos inconsolidados. Las fallas de El Salitre y Ro Bojac constituyen quizs, los lmites transversales

de acumulacin de los depsitos inconsolidados. La interaccin de los dos sistemas de fallas forma un enrejado bastante irregular de bloques tectnicos hundidos y levantados, que influyen en el sistema hidrogeolgico de la Sabana controlando el espesor de los depsitos inconsolidados. Los cortes geolgicos esquemticos (Fig. 4) ilustran el efecto de las fallas y distribucin en bloques de las rocas cretcicas con relacin a las palegenas, reevaluando el concepto de continuidad lateral de una unidad terciaria entre el Grupo Guadalupe y los depsitos del Negeno-Cuaternario, especialmente hacia el occidente de la Sabana y en la cuenca del ro Chic.

Figura 1. Mapa geolgico de la Sabana de Bogot (INGEOMINAS, 1999). Lneas de cortes de Fig. 4

HIDROESTRATIGRAFA Y ESTRUCTURA HIDROGEOLGICA

Con base en las caractersticas geolgicas e hidrogeolgicas de las rocas y sedimentos que conforman el subsuelo de la cuenca alta del ro Bogot, se definieron varios complejos hidrogeolgicos que agrupan distintas unidades geolgicas formales presentes en el rea. El carcter hidrogeolgico del complejo, como acufero o acuitardo, se le asign segn la predominancia de la permeabilidad de las rocas y sedimentos que lo integran (Tabla 1).

Figura 2. Esquema estructural de la Sabana de Bogot.

Partiendo del anlisis hidrogeolgico-estructural regional y de acuerdo con los principios bsicos de la hidrogeologa regional, el rea de la Sabana de Bogot hace parte de una cuenca hidrogeolgica intramontana (=cuenca artesiana) constituida por varios complejos hidrogeolgicos. Los complejos Acufero Negeno-Cuaternario y Acuitardo Palegeno constituyen la cobertura de la cuenca, mientras que el del Acufero Guadalupe, se considera como piso intermedio entre la cobertura y el basamento representado por la Formacin Chipaque. De acuerdo con esta definicin los lmites de la cuenca artesiana no coinciden con la divisoria de las aguas superficiales de la Sabana de Bogot y se extienden fuera de sta.

La cuenca hidrogeolgica presenta un basculamiento en direccin NE-SW; su parte extrema nororiental est levantada. La complejidad tectnica del rea, reflejada en un alto grado de fracturamiento y presencia de fallas de distinto orden, determina su estructura de bloques. Estas condiciones influyen en las dimensiones y la continuidad de las unidades hidrogeolgicas y por lo tanto afectan el sistema hidrulico. La superficie de la cuenca tampoco es homognea y presenta diferencias topogrficas, morfolgicas, hidrogeolgicas e hidrolgicas que juegan un papel importante en la disponibilidad y calidad de aguas subterrneas.

Figura 3. Mapa de los depsitos precuaternarios de la parte central de la Sabana de Bogot.

ASPECTOS HIDRODINMICOS, RECARGA Y DESCARGA Debido a las particularidades lito-estructurales de las rocas y sedimentos que conforman la cuenca artesiana, en la escala regional se considera que todas las unidades hidrogeolgicas estn relacionadas y forman una unidad hidrulicamente conectada. Dentro de la cuenca hidrogeolgica se establecen dos zonas de inters (Interior y Exterior) donde la recarga y la descarga de las aguas subterrneas estn determinadas por procesos y mecanismos distintos.

La zona Interior, corresponde a la superficie de la cobertura de la cuenca. Dentro de esta zona los acuferos negeno-cuaternarios y del palegeno reciben recarga por la infiltracin de las aguas lluvias en reas muy limitadas ubicadas hacia los bordes internos de la cuenca, donde afloran depsitos ms permeables. En el resto del rea la recarga por precipitacin se dificulta debido a los niveles arcillosos aflorantes, aunque sta puede tener importancia para los acuferos superficiales de carcter local. Otra fuente de recarga en la zona Interior proviene de las corrientes superficiales durante los perodos hmedos. La relacin hidrulica entre los principales acuferos y los ros tambin se limita a las partes altas de los valles internos, dado que en la parte plana sus cauces por ser poco profundos generalmente se encuentran colgados en medio de los sedimentos arcillosos. La descarga en esta zona se produce bsicamente en forma de flujo base o mediante los manantiales.

Caractersticas generales de las unidades hidrogeolgicas

FORMACION LITOLOGIA PREDOMINANTE Profund. de los pozos

(m) Caudal (l/seg)

Transmisividad

(m2/dia)

Conductividad hidrulica

(m/da)

Capacidad especfica (l/seg/m)

Complejo Acufero de los Depsitos Inconsolidados Negeno Cuaternario

Depsitos Aluviales (Qal)

Arenas, limos y gravas. < 30 0.1 - 2 - - < 0.1

Terraza Alta (Qta)

Arcillas. Limos, arenas y gravas. 30 - 300 1 - 8 5 -100 0.1 - 5 0.1 0.5

Tilat (NgQt) Gravas con matriz arenosa, arenas cuarzosas, limos, arcilla y turba. 200 - 600 10 - 50 5 - 940 < 9 0.5 7

Complejo Acuitardo del Palegeno

Usme (Pgu) Limolitas y arcillolitas con intercalaciones de areniscas de diferente tamao. < 100 < 1 < 3 - -

Regadera (Pgr) Areniscas cuarzosas de diferente tamao, con matriz arcillosa intercaladas con arcillolitas y limolitas .

< 100 < 1 < 3 - -

Bogot (Pgb) Arcillolitas con intercalaciones de areniscas en la parte inferior. 30 150 0.3 1.5 < 3 - < 0.03

Cacho (Pgc) Areniscas cuarzosas de grano medio a conglomertico con capas delgadas de arcillolitas.

45 160 0.2 6 9 500 0.3 - 2 0.1 - 0.6

Guaduas (KPgg)

Arcillolitas con estratos de areniscas y mantos de carbn. 50 150 0.3 2 < 5 - < 0.03

Complejo Acufero Guadalupe

Labor y Tierna (Klt)

Areniscas de grano fino a grueso interestratificadas con arcillolitas y limolitas.

60 - 600 2 - 60 15 - 600 0.3 - 15 0.1 - 6

Plaeners (Kp) Arcillolitas, limolitas y liditas. 100 - 600 1 - 4 5 - 10 0.1 0.3 0.1

Arenisca Dura (Kad)

Areniscas cuarzosas finas con cementacin silcea, interestratificadas con limolitas y arcillolitas.

100 - 600 4 - 30 5 - 350 0.5 - 8 0.1 - 2

Unidad Confinante

Formacin Chipaque (Kch)

Lutitas intercaladas con calizas y areniscas. < 150 2 5 - < 0.05

Tabla 1. Caractersticas generales de las unidades hidrogeolgicas.

Figura 4. Cortes geolgicos esquemticos de la Sabana de Bogot. (Exageracin vertical con fines hidrogeolgicos).

La zona Exterior corresponde a las cadenas montaosas, donde se alimentan directamente los acuferos del Complejo Guadalupe. La principal fuente de recarga es la infiltracin de las precipitaciones; despus, la condensacin del vapor de agua contenido en los poros y fisuras de las rocas aflorantes. Las aguas infiltradas se descargan en las vertientes en forma de manantiales o se dirigen hacia los valles como flujos subsuperficiales. Tambin existe la descarga frontal de los acuferos libres que se forman en la zona meteorizada del Complejo Acufero Guadalupe. Las aguas freticas se dirigen hacia los valles y en la zona de contacto con los depsitos recientes ocurre su descarga (flujo lateral). Dentro del complejo acufero Guadalupe se generan sistemas ascendentes de flujo que estn relacionadas con diferencias topogrficas entre la parte plana de la cuenca hidrogeolgica y las zona de recarga exterior que en algunos casos superan los 1000 m. A travs de estos flujos ocurre la descarga de los acuferos confinados del complejo Guadalupe hacia los acuferos profundos de la cobertura. La presencia de las fuentes termominerales en diversos sectores de la Sabana de Bogot, donde probablemente sus aguas ascienden desde profundidades mayores a 2 km, es la mejor evidencia de los flujos ascendentes.

La importancia de la recarga que reciben los acuferos negeno-cuaternarios a travs del complejo Guadalupe se corrobor mediante la modelacin numrica realizada para la cuenca alta del ro Bogot (De Bermoudes, 2000). De manera orientativa se pudo determinar que la recarga frontal equivale al 30-40 % de las entradas totales y que los flujos ascendentes aportan un 10%.

Debido a la configuracin y la estructura de la cuenca artesiana el esquema general del flujo subterrneo regional adquiere el carcter tridimensional, con la importancia de los movimientos verticales del agua. Dentro de la cobertura de la cuenca artesiana se forman dos tipos verticales de flujo con direccin opuesta: uno es de carcter descendente, debido a los procesos de infiltracin de las aguas lluvias, el cual ocurre en la parte superior del sistema, y el otro, con carcter ascendente, que se inicia en el Complejo Acufero Guadalupe. Dentro del Complejo Acutardo del Palegeno, debido al desalojamiento del agua de constitucin de las rocas arcillosas por los efectos compresivos, tambin se generan los flujos ascendentes que aumentan la presin hidrosttica del sistema. Los datos hidroqumicos e isotpicos de los dos complejos acuferos, las aguas superficiales y metericas, analizados durante el estudio con OIEA (INGEOMINAS, 2001) tambin aportaron informacin para reconocer las particularidades del flujo subterrneo, la interconexin de los distintos acuferos y las posibles reas de recarga y descarga.

BIBLIOGRAFIA

Alvarez O.,A., 1997. Gestin del agua subterrnea en la Sabana de Bogot. Geologa Colombiana, No.22. Santaf de Bogot.

De Bermoudes, O., 2000. Regionalizacin hidrogeolgica de Colombia y la formacin de las aguas subterrneas en la parte alta de la Cuenca del Ro Bogot. En Ruso. Tesis Universidad Estatal de Minas de San Petersburgo, San Petersburgo.

INGEOMINAS, 1995. Estudio hidrogeolgico cuantitativo de la Sabana de Bogot. Informe ejecutivo. Bogot.

INGEOMINAS, 1999. Mapa geolgico de la Sabana de Bogot. Escala 1:100.000. Indito. Bogot.

INGEOMINAS, 2001. Caracterizacin geoqumica e isotpica de los acuferos de la cuenca alta del ro Bogot. Informe interno. Bogot.

INGEOMINAS, 2002. Modelo hidrogeolgico conceptual de la Sabana de Bogot. Informe interno. Bogot.

Rodrguez, C.O., 1994. El recurso hdrico subterrneo en la Sabana de Bogot. Memorias: Seminario de aguas subterrneas en la Sabana de Bogot. Santaf de Bogot. Van der Hammen, T., 1998. Plan ambiental de la cuenca Alta del ro Bogot. Santaf de Bogot.

Velandia, F., De Bermoudes, O., 2002. Fallas Longitudinales y transversales en la Sabana de Bogot, Colombia. Boletn Geolgico UIS, Vol.24, No.39: 37-48. Bucaramanga.