RIO CAUCA – LA MOJANA COLORADO (ANTIOQUIA) - ACHI (BOLIVAR)

ESTUDIOS HIDRAULICOS, SEDIMENTOLOGICOS Y MORFOLÓGICOS, CON ENFASIS EN MODELACIÓN MATEMATICA, RELACIONADOS

CON EL PLAN INTEGRAL DE INTERVENCIÓN A CORTO, MEDIANO Y LARGO PLAZO EN LA ZONA DE LA MOJANA

CONVENIO 1069-2011

INFORME PRELIMINAR

CARTAGENA 22 DE OCTUBRE DE 2012

MANEJO ANCESTRAL DE LAS INUNDACIONES MANEJO ANCESTRAL DE LAS INUNDACIONES MANEJO ANCESTRAL DE LAS INUNDACIONES MANEJO ANCESTRAL DE LAS INUNDACIONES

Se daba un manejo armónico con las condiciones naturales, buscando el aprovechamiento de áreas secas y áreas inundadas para la productividad ( desarrollo cultivos).

Se daba un manejo armónico con las condiciones naturales, buscando el aprovechamiento de áreas secas y áreas inundadas para la productividad ( desarrollo cultivos).

ANTECEDENTES

ANTECEDENTES :SIGUEN VIGENTES LOS CONCEPTOS ESTUDIO FAO – DNP (2003).

• Durante los siglos IX aC – XI dC, se aprovecharon las inundaciones del río Cauca y el sedimento como abono.

• La colonización española favoreció la ganadería. Empezaron taponando los caños naturales que salían por el río Cauca.

• Posteriormente, las tierras inundables fueron aisladas con diques para secarlas. El río Cauca se transformó en el principal enemigo de la comunidad (el culpable de las inundaciones y todas las tragedias agrícolas y sociales, porque impide consolidar la ganadería).

• La explotación minera en el norte de Antioquia, ha contribuido con la contaminación con mercurio en el área de La Mojana.

Rio Cauca – Guaranda (1953)

El hombre es el que tiene que adaptarse a los sistemas naturales, y no trata de invertir el proceso, porque finalmente termina perdiendo la posibilidad de ocupar sosteniblemente el territorio, poniendo en peligro el desarrollo de las generaciones venideras

PROBLEMA

………” el problema central en el tema de ordenamiento territorial, es la falta de conocimiento sobre el sistema de drenaje, que además de generar el marco físico de la problemática ambiental, impide la racionalización de la infraestructura de transporte y comunicaciones, así como la gestión adecuada del territorio mediante herramientas de ordenamiento y control institucional.”…..

………” el problema central en el tema de ordenamiento territorial, es la falta de conocimiento sobre el sistema de drenaje, que además de generar el marco físico de la problemática ambiental, impide la racionalización de la infraestructura de transporte y comunicaciones, así como la gestión adecuada del territorio mediante herramientas de ordenamiento y control institucional.”…..

“Los diferentes caños a través de los cuales ocurre el drenaje, parten de la margen izquierda del Cauca como distributarios, dado que el Río no tiene suficiente capacidad para conducir los caudales de avenida; este comportamiento señala con claridad el derrotero de cualquier proyecto de control de inundaciones en la zona, diferente al que actualmente se ha implementado, con el cierre de todos los caños mediante un dique perimetral, y preservando en cambio esas avenidas de flujo, que además de aminorar los caudales del Río, abastecen el sistema de ciénagas de la zona y permiten la distribución de los sedimentos que es básica para la elevación de los terrenos del Delta, única forma última de controlar las inundaciones.”

“Los diferentes caños a través de los cuales ocurre el drenaje, parten de la margen izquierda del Cauca como distributarios, dado que el Río no tiene suficiente capacidad para conducir los caudales de avenida; este comportamiento señala con claridad el derrotero de cualquier proyecto de control de inundaciones en la zona, diferente al que actualmente se ha implementado, con el cierre de todos los caños mediante un dique perimetral, y preservando en cambio esas avenidas de flujo, que además de aminorar los caudales del Río, abastecen el sistema de ciénagas de la zona y permiten la distribución de los sedimentos que es básica para la elevación de los terrenos del Delta, única forma última de controlar las inundaciones.”

CONVENIO INTERADMINISTRATIVO UN-DNP NO. 336/2011ESTUDIOS, ANALISIS Y RECOMENDACIONES PARA EL ORDENAMIENTO

AMBIENTAL Y EL DESARROLLO TERRITORIAL DE LA MOJANA

DIQUE Y OBRAS PROTECCIÓN CAREGATO DIQUE MARGINAL ASTILLEROS

DIQUE MARGINAL SECTOR BRISAS DIQUE SECTOR POTRERO NUEVO (CERCA A SAN JACINTO)

CAMBIOS ALINEAMIENTO ORIGINAL DEL DIQUE

OBRAS EJECUTADAS PARA EL CONTROL DE INUNDACIONES EN LA REGIÓN DE LA MOJANA OBRAS EJECUTADAS PARA EL CONTROL DE INUNDACIONES EN LA REGIÓN DE LA MOJANA 2006 – 20102006 – 2010

ALTO RIESGO EVIDENTEALTO RIESGO EVIDENTE

PROBLEMAS PERSISTENTES EN LA REGIÓN DE LA MOJANAPROBLEMAS PERSISTENTES EN LA REGIÓN DE LA MOJANAPROCESOS DE EROSIÓN MARGINAL GENERALIZADAPROCESOS DE EROSIÓN MARGINAL GENERALIZADA

EROSIÓN MARGINAL – SECTOR NUEVO MUNDO

EROSIÓN MARGINAL – SECTOR SAN JACINTO ESPOLON AFECTADO POR EROSIÓN MARGINAL – SECTOR TENCHE

EROSIÓN MARGINAL – ENTRE BOCA DEL CURA Y ACHÍEROSIÓN MARGINAL – SECTOR NUEVO MUNDO

EROSIÓN MARGINAL – SECTOR SAN JACINTO ESPOLON AFECTADO POR EROSIÓN MARGINAL – SECTOR TENCHE

EROSIÓN MARGINAL – ENTRE BOCA DEL CURA Y ACHÍ

ALCANCES CONVENIO 1069-2011

• Estudios de geología y geomorfología en una franja de 25 – 30 Km entre Caucasia (K0) y la

desembocadura en el brazo de Loba – río Magdalena (K185).

• Valoración económica regional y estudio de transporte.

• Caracterización hidráulica y sedimentológica entre Caucasia (K0) y la desembocadura en

el brazo de Loba – río Magdalena.

• Inventario de las estructuras hidráulicas que se encuentran en el lecho del río Cauca entre

Colorado – Antioquia (K47) y Achí – Bolívar (K139).

• Modelación matemática en los sitios donde se encuentran estructuras hidráulicas en el

lecho del río Cauca, para valorar su recuperación o abandono.

• Definición de acciones a corto, mediano y largo plazo.

• Montaje del Sistema de Asistencia Satelital a la Navegación en el río Cauca – SNS - III

También se atendieron las solicitudes de INVIAS, relacionadas con información adicional sobre mediciones hidráulicas en los chorros o desbordamientos que se presentan sobre la margen izquierda del río Cauca, entre las poblaciones de Colorado – Antioquia (K47) y Achí – Bolívar (K139).

LOCALIZACIÓN RIO CAUCA – ZONA DE ESTUDIO

ABCISADO•Caucasia (K0)•Colorado (K37)•Achí (K139)•Desembocadura (K185)CA

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a Las obras construidas el borde del río (diques carreteables) han limitado la condición natural reguladora de caudales, favoreciendo el desarrollo agropecuario.

GEOLOGÍA GEOMORFOLOGÍA

RESISTENCIA RELATIVA DINÁMICA FLUVIAL1985 - 2011

GEOLOGÍA Y GEOMORFOLOGÍA

SECTOR SUR

GEOLOGÍA Y GEOMORFOLOGÍA

ZONAS SUSCEPTIBLES A ROMPEDEROS

INVENTARIO DE ROMPEDEROS Y DESBORDES

PROCESOS DE EROSIÓN Y SEDIMENTACIÓN LINEA BASE 2002 - 2011

ZONIFICACIÓN DINÁMICA FLUVIAL

1. IMPLEMENTAR LAS MEDIDAS DE CONTROL DE LOS ROMPEDEROS A CORTO, MEDIANO Y LARGO PLAZO

2. REALIZAR UN ESTUDIO INTEGRAL DE LA REGIÓN DE LA MOJANA 1:25.0003. REALIZAR UN ESTUDIO DETALLADO DE LA ZONA DE SUSCEPTIBILIDAD A LOS

ROMPEDEROS ESCALA 1:25004. EVITAR O LIMITAR LA CONSTRUCCIÓN DE OBRAS RIGIDAS DENTRO DEL

LECHO MAYOR DEL RÍO5. REALIZAR LA EVALUACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD, AMENAZA,

VULNERABILIDAD Y RIESGO DE LAS POBLACIONES EXISTENTES EN EL LECHO MAYOR DE L RIO CAUCA Y REGIÓN DE LA MOJANA

6. REALIZAR LOS ESTUDIOS DE VIABLILIDAD Y FACTIBILIDAD DE LA REUBICACIÓN DE LA POBLACIÓN DE NECHI

7. CONTINUAR CON EL MONITOREO ANUAL DE LA MEDICIONES Y LA DINÁMICA DEL RÍO CAUCA PARA EL ESTABLECIMIENTO DE ALERTAS TEMPRANAS

1. IMPLEMENTAR LAS MEDIDAS DE CONTROL DE LOS ROMPEDEROS A CORTO, MEDIANO Y LARGO PLAZO

2. REALIZAR UN ESTUDIO INTEGRAL DE LA REGIÓN DE LA MOJANA 1:25.0003. REALIZAR UN ESTUDIO DETALLADO DE LA ZONA DE SUSCEPTIBILIDAD A LOS

ROMPEDEROS ESCALA 1:25004. EVITAR O LIMITAR LA CONSTRUCCIÓN DE OBRAS RIGIDAS DENTRO DEL

LECHO MAYOR DEL RÍO5. REALIZAR LA EVALUACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD, AMENAZA,

VULNERABILIDAD Y RIESGO DE LAS POBLACIONES EXISTENTES EN EL LECHO MAYOR DE L RIO CAUCA Y REGIÓN DE LA MOJANA

6. REALIZAR LOS ESTUDIOS DE VIABLILIDAD Y FACTIBILIDAD DE LA REUBICACIÓN DE LA POBLACIÓN DE NECHI

7. CONTINUAR CON EL MONITOREO ANUAL DE LA MEDICIONES Y LA DINÁMICA DEL RÍO CAUCA PARA EL ESTABLECIMIENTO DE ALERTAS TEMPRANAS

RECOMENDACIONES

GEOLOGÍA Y GEOMORFOLOGÍA

ACCIONES A MEDIANO Y LARGO PLAZO

REMOCIÓN DE LA VÍA O DIQUE QUE ESTA DENTRO DEL LECHO DEL RÍO

ESTUDIO HIDROLÓGICO

• Se contó con la información de niveles caudales y transporte de sedimentos, facilitadas gentilmente por el IDEAM.

• ES URGENTE remplazar las actuales estaciones por automáticas y el montaje de nuevas entre Caucasia y Guaranda, para contar con información segura para los análisis hidráulicos que se requieren.

REALIZACIÓN DE 7 CAMPAÑAS DE CAMPO RIO CAUCASe mejoró el conocimiento hidráulico del río Cauca para la toma de decisiones y uso de la navegación.•Batimetría del Río - Orillas.•Detalles batimétricos en sitios de interés.•Mediciones de corrientes y aforos de caudal.•Muestreo de sedimentos del lecho.•Se elaboraron cartillas por cada campaña.

Solo se pudo medir en una campaña entre Caucasia (K0) y Colorado (K47) por problemas de inseguridad en la región.

Modelación 1D: HEC-RAS

• Hidráulica: flujo permanente y no permanente

• Determinación de curvas de remanso

• Extracción de condiciones de frontera para sectores evaluados con modelo 2D

Modelación 2D: MIKE 21C

• Hidrodinámica, sedimentológica y morfológica

• Sectores de estudio: Guranda-Achí, Nuevo Mundo, San Jacinto-Tenche, Caregato-Santa Anita

• Evaluación de estructuras existentes y alternativas

MODELACION NUMERICA

Calibración y modelación inicial• Los resultados evidenciaron

incertidumbre en información de niveles y caudales debido a lecturas de miras y ceros. Campañas 1 a 3.

• Las curvas de remanso construidas a partir de solo 3 estaciones no aportaban información de calidad para los modelos.

• El modelo 2D no calibró con la información inicial. Fue necesario repetir todo el proceso de calibración y validación.

Calibración y modelación final• Dadas la incertidumbre en la

información de niveles durante las primeras campañas, se procedió a realizar una calibración basada en las campañas 5 y 6 y en un modelo 1D (HecRAS) previo a la calibración 2D.

• De la calibración 1D se obtuvieron las curvas de remanso y condiciones de frontera para los modelos 2D.

• Desarrollo de nuevas grillas con sectores más largos.

• Calibración hidrodinámica, sedimentología y aproximación morfología de lecho.

• Los resultados de la calibración fueron consistentes.

CALIBRACION Y VALIDACION

Modelación numérica 1D

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 1600000

10

20

30

40

50

60

hecras_cauca_camp5_v1 Plan: Plan 35

Main Channel Distance (m)

Ele

va

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Legend

WS 4000

WS 3500

WS 3000

WS 2500

WS 2000

WS 1750

WS 1500

WS 1250

WS 1000

WS 700

WS 600

WS 500

Ground

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Rio Cauca Coquera_TresCruc

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500

1000

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20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

CA

UD

AL

(m

3/s

)

NIVEL (m.s.n.m)

CALIBRACION MODELO 1D - RIO CAUCAESTACIÓN LAS VARAS - IDEAM

UNINORTE CAMPAÑA I - IVRELACIÓN NIVELES Y CAUDALES AÑO 2010

UNINORTE-Sim1D UNIORTE-CampañaI UNIORTE-CampañaIIUNIORTE-CampañaIII UNIORTE-CampañaIV IDEAM-2010

HEC-RASHEC-GeoRAS

Calibración: n = 0.029 s/m0.33

Curvas de remanso

Sectores evaluados: Modelo 2D

Boca del Cura

Nuevo Mundo

Sectores definidos por el INVIAS

Caregato

San Jacinto

Tenche

Santa Anita

Achí

Guaranda

Calibración 2D: Hidrodinámica

Vectores de velocidad ADCPNiveles

Coeficiente de Chezy: Entre 42 y 44 m0.5/s

Hidrograma del 50% de excedencia

Calibración 2D: Sedimentológico y Morfológico

1.0E+03

1.0E+04

1.0E+05

1.0E+06

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Tran

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sión

(Ton

/día

)

Caudal líquido (m3/s)

Calibración de Factor de Transporte en Suspensión

Estaciones IDEAM - Las Varas y Tres Cruces

Caudal 50% - San Jacinto

Caudal Máximo Guaranda - Achí

Caudal 50% - Santa Anita-Tenche

Caudal 50% - Nuevo Mundo

Transporte de sedimentoMorfología

Esfuerzo Cortante y Geomorfología: Guaranda - Achí

Sectores sensibles a la erosión por efectos hidrodinámicos

Q = 2,000 m3/s Q = 4,000 m3/s Q = 5,770 m3/s

Esfuerzo Cortante y Geomorfología: San Anita - Tenche

Sectores sensibles a la erosión por efectos hidrodinámicos

Q = 5,770 m3/s

Santa Anita

Caregato

San Jacinto

Tenche

Esfuerzo Cortante y Geomorfología: Nuevo Mundo

Sector sensible a la erosión por efectos hidrodinámicos

Sector Santa Anita Susceptibilidad a erosión de orillas

Alta susceptibilidad a la erosión

Día 0 Día 365 Hidrograma de máximos

Escenario hipotético espolones en Santa Anita

Escenario hipotético espolones - CaregatoUbicación de espolones existentes

Espolones adicionales

Erosión potencialErosión contralada

PLAN DE ACCION A CORTO, MEDIANO Y LARGO PLAZO

• Producción de La Mojana (Agrícola y ganadera)

• Contaminación mercurio (explotación de oro)

• Calidad del suelo por efecto de las obras de control de inundaciones (CORPOICA – DNP)

• Valoración del suelo (CORPOICA – DNP)

• Construcción presas río Cauca (próximos 25 años)

• Mejores condiciones de transporte (comercialización)

PLAN DE ACCION A CORTO, MEDIANO Y LARGO PLAZO

CAÑAFISTO

ITUANGO

ESPIRITU SANTO

EL DOCEProyectos hidroeléctricos próximos 25 años

PLAN DE ACCION A CORTO, MEDIANO Y LARGO PLAZO

Incluye valorar a futuro los efectos de los proyectos hidroeléctricos sobre el río Cauca entre Bolombolo y Caucasia - Antioquia.

•Cañafisto

•Ituango

•Apavi

•Espíritu Santo

Efectos Ríos Cauca y Magdalena•Efecto en la navegación.

Efectos en La Mojana:

•Retención de sedimentos en los embalses.•Regulación Hidráulica (eliminación de las inundaciones).•Reducción de la fertilidad de los suelos.

• La única alternativa es llevar el arroz en canoas hasta Magangué – San Marcos, utilizando los caños internos (alto costo, largo viaje).

• Carece de distritos de riesgo y drenaje, además, están sometidos a los cambios climáticos que muchas veces traen las plagas que atacan a los cultivos.

PRODUCCIÓN LA MOJANA - 2009

• Total producción arroz= 300.000 toneladas.

• Consumo interno arroz= 100.000 toneladas.

• Ganado Bovino= 400.000 cabezas (75% hembras)

• Ordeño= 85.000 vacas (78.4 millones de litros).

• Otros ganados= 148.307 cabezas (51.7% porcino)

• Aves= 446.100

OPTIMIZACION TRANSPORTE

• Centro de la economía regional (Magangué, San Marcos, Caucasia), conectadas

con la red vial nacional.

• Caños Mojana (hacia Majagual) y Rabón – San Matías (hacia San Marcos), solo

utilizables parte del año.

• Transporte local de 600.000 pasajeros (2009).

• Rio Cauca con bajo movimiento de carga: Caucasia 50.000 Ton/año (2009).

La carretera San Marcos - Majagual, no se

utiliza hace dos años debido a que el invierno

destruyó seis puentes y arrasó parte de su

banca. La vía fue destruida antes de su

terminación. Ambientalmente la vía represa la

inundación afectando el sur de La Mojana.

Consideramos que debería ser un viaducto.

LA MOJANA VS COLOMBIA

LA MOJANA COLOMBIA

TIPO CULTIVO Área Cultivada (Ha) Producción (Ton) Área Cultivada (Ha) Producción (Ton)

Cultivos Transitorios 100.480 313.823 1.670.602 10.812.195

Cultivos Permanentes 6.337 60.904 2.229.752 17.836.765

TOTAL 106.817 374.727 3.900.354 28.648.960

Fuente: Encuesta Nacional Agropecuaria, 2009.

Producción agrícola en Colombia – 2009

LA MOJANA COLOMBIA

PRODUCTO

Área

Cultivada

(ha)

Producción

(Ton)

Rendimiento

(Ton/Ha)

Área

Cultivada (ha)

Producción

(Ton)

Rendimiento

(Ton/Ha)

Arroz mecanizado 67.719 253.137 3.74 215.168 1.010.122 4.69

Arroz Manual 20.667 36.539 1.77 59.248 97.267 1.64

Maíz mecanizado 1.610 3.526 2.19 152.036 612.104 4.03

Maíz Tradicional 9.420 14.527 1.54 411.593 626.924 1.52

Patilla 537 4.474 8.33 8.670 126.914 14.64

Ahuyama 100 1.018 10.18 4.196 51.185 12.20

Algodón 427 602 1.41 38.528 81.914 2.13

Yuca 4.557 48.990 10.75 180.560 1.950.833 10.80

Ñame 146 1.299 8.90 35.918 380.873 10.60

Plátano 706 4.379 6.21 348.886 2.736.956 7.84

Caña Panelera 258 1.253 4.86 194.786 1.198.183 6.15

Coco 291 1.802 6.19 13.524 101.719 7.52

Mango 259 3.145 12.14 19.607 239.745 12.23

Cacao 120 35 0.29 109.357 58.500 0.53

TOTAL 106.817 374.727 3.51 1.792.077 9.273.239 5.17

LA MOJANA VS COLOMBIA

Fuente: informes de Coyuntura Agropecuaria 2009 de Sucre, Córdoba, Bolívar y Antioquia y estadísticas de AGRONET

Producción Agrícola – 2009, productos de La Mojana

TRANSPORTE

•El sistema es extremadamente vulnerable a las condiciones ambientales, específicamente en las épocas invernales. En especial, el sistema de vías de acceso (carreteables y trochas de conexión a las vías principales - Se debe definir un programa de actividades de mantenimiento permanente sobre este conjunto de caminos.

•El deterioro de la arteria terrestre más importante de La Mojana, la vía Majagual – San Marcos, ha exacerbado los problemas de conectividad de la región central, incidiendo negativamente en el incremento de los costos de transporte, tanto de carga como de pasajeros.

•Los potenciales de carga agrícola producida en La Mojana, susceptibles de ser comercializados y por ende transportados a Magangué, San Marcos y Caucasia.

•Producción promedio: En los últimos 10 años, 230.000 toneladas de carga agrícola anual transportable. , 75% de la producción agrícola total (1.3% del total agrícola del país). Potencial: 300,000 toneladas anuales, en los años de mayor productividad.

•Los volúmenes pueden llegar a ser incluso mayores, si se tiene en cuenta que el 60% (unas 230.000 hectáreas) del territorio es apto para la actividad agropecuaria, pudiéndose producir hasta 900.000 toneladas anuales de carga para comercialización, bajo condiciones de alto rendimiento.

•Producción agrícola transportada, Arroz mecanizado 90%; Maíz 5% Varios (mango, ahuyama, coco y patilla). 5%

• Volúmenes de carga transportados por cada ruta del sistema vial. 50% de la carga total transportable: Magangué por el Rio Cauca y el Caño Mojana 30% : San Marcos, por los caños Rabón, San Matías y la carretera Majagual - San Marcos. El rio Cauca podría transportarse hasta 700 toneladas diarias en el mes de máxima demanda (con un máximo de 2500 toneladas, si se aprovecha el potencial agrícola de la región),

• Embarcación de diseño recomendada para el rio Cauca y Mojana: Tipo R – B (Remolcador + 1 Barcaza), capacidad de 700 toneladas (si se dan las condiciones de transporte mayor de carga)

• Embarcación de diseño para los caños Rabón y San Matías: MOTOCANOA de capacidad de 22 ton (Eslora: 22m; Manga: 1,4m; Calado: 1,5m)

• Número de pasajeros de transporte público por rio Cauca: 600.000 pasajeros anuales con posibilidades de crecimiento de hasta 700.000 en los próximos 10 años. }

• 61% realizan sus viajes al interior de La Mojana.

• Embarcación de diseño tipo para transporte de pasajeros: Embarcación, tipo CHALUPA, capacidad de 18 pasajeros, y calado máximo de 1,0 m.

TRANSPORTE

SISTEMA DE ASISTENCIA SATELITAL A LA NAVEGACIÓN – SNS III • Herramienta diseñada por la Universidad del Norte desde 2006 (SNS, SNS II),

para utilización de navegación diurna y nocturna.

• Es un sistema eficiente probado en el río Magdalena que remplaza el sistema de señalización físico.

• Solución modular de bajo costo que integra software y hardware de posicionamiento y comunicaciones para visualizar el canal navegable medido.