Estudio de la dinámica de sedimentos asociada al impacto de la explotación minera sobre cauces de ríos andinos

Abstract

El principal objetivo de esta investigación es determinar el impacto de la explotación minera en la cuenca del río Risaralda, determinando las variables que más influyen en el aumento de las tasas de incisión cuando se genera una disminución en el aporte de sedimentos. Este estudio se desarrolló acoplando el modelo hidrológico TETIS distribuido con el modelo de incisión por carga total haciendo usos de la geometría hidráulica de Leopold. Inicialmente se realizó una comparación del de los modelos TETIS agregado, TETIS distribuido y SWAT, con lo cual se obtuvo que el modelo que mejor se ajusta a la zona de estudio por resultados obtenidos, por incluir la variabilidad espacio-temporal y por la representación de los procesos hidrológicos y sedimentológicos es el modelo TETIS distribuido. Seguidamente se realizó la calibración de los parámetros de la geometría hidráulica de Leopold en seis puntos de aforo, cuatro ubicados sobre el río Risaralda y dos ubicados sobre el río Mapa utilizando cinco campañas de aforo líquido y sólido y los resultados arrojados por el modelo TETIS distribuido para el periodo de calibración. La comparación de ambos resultados arrojó que existe un ajuste adecuado entre las variables hidráulicas y geométricas generadas por el modelo y las medidas en campo. Finalmente, se emplearon los caudales líquidos y sólidos en suspensión generados por el modelo TETIS distribuido, las variables geométricas e hidráulicas medias ajustadas y el transporte de fondo calculado con la fórmula de Engelund-Hasen para determinar las tasas de incisión calculadas por el modelo de incisión en cada uno de los eventos de simulación del periodo de calibración comprendido entre 01/01/1997 al 31/08/1998. Se concluye que el impacto más grande producido por la extracción de material se da en la parte alta de la cuenca en los sitios de Lázaro y X Estudio de la dinámica de sedimentos asociada a la explotación minera sobre cauces de ríos Andinos La Cristalina donde se presentan los mayores aportes de sedimentos y el mayor tamaño de sedimentos. Asimismo, se encontró que se pueden acoplar los modelos hidrológicos y sedimentológicos a nivel de cuenca con los modelos hidráulicos a nivel de cauce utilizando la geometría hidráulica que emplea las variables hidráulicas y geométricas medias de las secciones.

Abstract: the main objective of this research is to determinate the impact of mining on the Risaralda´s river basin, identifying variables that influence the rising rates of incision when decreases the sediment input. This study was developed by coupling the distributed hydrological model TETIS and total load erosion model making use of Leopold´s hydraulic geometry. In order to answer the investigation problem the text includes a comparison between TETIS models (aggregate and distributed) and SWAT. The best adjustment was achieved with the model distributed TETIS because the results obtained, developments analysis distributed in the space and time of the hydrological and erosion module. The calibration of the hydraulic geometry Leopold in the six points of analysis, four over Risaralda´s river and two over Mapa´s river, was obtained using field measurements and the results of the TETIS distributed model for the period of calibration. Comparing both results they showed that there is an adequate adjustment between the hydraulic and geometric variables generated by the model and field measurements. Finally, liquid and suspended solid flows generated by the distributed model TETIS, geometric and hydraulic variables adjusted and bed load calculated with the formula Engelund-Hasen, were used to determine rates of incision by the incision model in each simulation events of the calibrated period (01/01/1997 to 31/08/1998). The research concluded that the greatest impact caused by the extraction of material occurs in the upper part of the basin at sites of Lazaro and Cristalina rivers where the greatest contributions of sediments suspended is presented. Also, the study found that a hydrological and erosion model at the basin can be coupled to a hydraulic model at the river using hydraulic and geometric variables of the sections. XII Estudio de la dinámica de sedimentos asociada a la explotación minera sobre cauces de ríos Andinos.