1 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA  
Maestría en Ecohidrología  

 
 
 

Tesis de Maestría en Ecohidrología  
 
 
 

Para la obtención del título de  
Magíster en Ecohidrología  

 
 
 
 

 EVALUACIÓN QUÍMICA AMBIENTAL DEL RECURSO HÍDRICO SUBTERRÁNEO DE LA 
CUENCA DEL RIO CHICÚ. SABANA DE BOGOTÁ, COLOMBIA 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Cristian Camilo López Velandia, Licenciado en Química, Universidad Pedagógica Nacional. 
 

Director: Carlos Molano Cajigas, Ingeniero Civil, Universidad de los Andes (Colombia), 
Magister en Ingeniería Hidrológica del Instituto de Ingeniería Hidráulica y Ambiental IHE-
UNESCO en Delft (Holanda). 
Codirectora: Nilda González, Licenciada en Geología, Universidad Nacional de la Plata 
(Argentina). 

 
 

 
La Plata, Buenos Aires, 10 de noviembre de 2016 

 
 

 



 

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA  
Maestría en Ecohidrología  

 
 
 

Tesis de Maestría en Ecohidrología  
 
 
 

Para la obtención del título de  
Magíster en Ecohidrología  

 
 
 
 

 EVALUACIÓN QUÍMICA AMBIENTAL DEL RECURSO HÍDRICO SUBTERRÁNEO DE LA 
CUENCA DEL RIO CHICÚ. SABANA DE BOGOTÁ, COLOMBIA 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Cristian Camilo López Velandia, Licenciado en Química, Universidad Pedagógica Nacional. 
 

Director: Carlos Molano Cajigas, Ingeniero Civil, Universidad de los Andes (Colombia), 
Magister en Ingeniería Hidrológica del Instituto de Ingeniería Hidráulica y Ambiental IHE-
UNESCO en Delft (Holanda). 
Codirectora: Nilda González, Licenciada en Geología, Universidad Nacional de la Plata 
(Argentina). 

 
 

 
La Plata, Buenos Aires, 10 de noviembre de 2016 

 
 

 



 

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A mi madre, brindarme el 
apoyo, paciencia y energía 
para soportar la ardua tarea 
de terminar este trabajo. 

A mi padre, por apoyarme y 
darme energía positiva 
para poder culminar con 
esta meta. 

 

 

 



 

4 
 

AGRADECIMIENTOS 
 

Agradezco a tantas personas que hicieron parte en el desarrollo de esta tesis. Inicialmente a 
el Ingeniero Rómulo Camacho y su asistente Fanny Ríos de la Corporación Autónoma 
Regional (CAR) por su ayuda en torno a la obtención de los permisos de ingreso a los 
predios para la toma de muestras de agua subterránea.  
 
A la profesora Msc. Dora Luz Gómez y a la Universidad Pedagógica Nacional, 
Departamento de Química, que me abrieron sus puertas con el fin de poder realizar el 
análisis fisicoquímico de estas muestras, a su vez agradezco infinitamente a los estudiantes 
Hanzel Suarez, Andrea Duque y Miguel Solórzano por su colaboración a la hora de los 
muestreos y análisis químico. 
 
A mi Director y codirectora cuya ayuda fue inconmensurable en torno a la dirección de este 
trabajo. 
 
A las personas en los municipios de Tabio y Tenjo, que amablemente me abrieron las 
puertas de sus hogares y las llaves de sus pozos para poder extraer el agua tan necesaria 
para completar esta investigación. 
 
A la alcaldía de Tenjo que me suministró el transporte para poder acceder a esos sitios tan 
remotos que conforman la cuenca del Rio Chicú. 
 
A mis compañeros que cada viernes me acompañaron sin desfallecer a recibir nuestras 
clases en la Facultad. 
 
Por último, pero no menos importante a mi madre que me dio la fortaleza para continuar 
esta investigación y me soporto todos los días diciendo “Tengo que terminar la tesis”. A mi 
padre que me brindo la tranquilidad para poder concluir este trabajo. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 



 

5 
 

ÍNDICE GENERAL 
1. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 18 
1.1. FUNDAMENTOS DE LA ELECCIÓN DEL TEMA Y ANTECEDENTES SUMARIOS ... 19 
1.2. OBJETIVOS ............................................................................................................... 22 
1.2.1. OBJETIVO GENERAL ............................................................................................ 22 
1.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................... 22 
1.3. RESULTADOS ESPERADOS .................................................................................... 22 
2. INFORMACIÓN GENERAL ...................................................................................... 25 
2.1. METODOLOGÍA ........................................................................................................ 25 
2.2. LOCALIZACIÓN Y EXTENSIÓN ................................................................................ 25 
2.3. POBLACIÓN Y ACTIVIDADES ECONÓMICAS ......................................................... 25 
2.4. VÍAS DE COMUNICACIÓN ........................................................................................ 26 
3. HIDROLOGÍA ........................................................................................................... 28 
3.1. METODOLOGÍA ........................................................................................................ 28 
3.1.1. INFORMACIÓN HIDROCLIMATOLÓGICA PRELIMINAR ....................................... 28 
3.1.2. ANÁLISIS TEMPORAL Y ESPACIAL DE LA PRECIPITACIÓN ............................... 28 
3.1.2.1. Estimación de Datos Faltantes ............................................................................ 28 
3.1.2.1.1. Método de Regresión Lineal Múltiple ............................................................... 28 
3.1.2.1.2. Método de Cociente Normal ............................................................................. 29 
3.1.2.2. Análisis Temporal de la Precipitación y Temperatura .......................................... 29 
3.1.2.3. Análisis Espacial de la Precipitación .................................................................... 29 
3.1.3. BALANCE HÍDRICO ............................................................................................... 30 
3.1.3.1. Evapotranspiración Potencial (ETP) .................................................................... 30 
3.1.3.2. Reserva de Agua Útil (RAU) ................................................................................ 31 
3.1.3.3. Almacenamiento de humedad en el suelo (Almt) ................................................. 32 
3.1.3.4. Diferencia de humedad en el suelo (ΔAlmt) ......................................................... 32 
3.1.3.5. Evapotranspiración Real (ETr)............................................................................. 32 
3.1.3.6. Déficit de humedad en el Suelo (Def) .................................................................. 32 
3.1.3.7. Exceso de Humedad en el Suelo (Exc) ............................................................... 32 
3.1.3.8. Almacenamiento en la cuenca y descarga fluvial (S) ........................................... 33 
3.1.3.9. Infiltración (Inf) ..................................................................................................... 33 
3.1.3.10. Cálculos para la realización del balance hídrico de Thornthwaite-Mather .......... 33 
3.2. CLIMA, HIDROLOGÍA Y VEGETACIÓN ..................................................................... 34 
3.3. PARÁMETROS HIDROMETEOROLÓGICOS ............................................................ 35 
3.3.1. PRECIPITACIÓN .................................................................................................... 35 
3.3.1.1. Análisis Estacional de la Precipitación ................................................................. 37 
3.3.1.2. Análisis Espacial de la Precipitación .................................................................... 38 
3.3.1.2.1. Elaboración de mapas de isohietas para la precipitación intermensual ............ 38 
3.3.1.3. Análisis Espacial de la Precipitación .................................................................... 39 
3.3.1.3.1. Precipitación Media Intermensual (Normal: 25 años; 1987 – 2012) .................. 39 
3.3.1.3.2. Precipitación Media Intermensual para el mes de julio (Normal: 25 años; 1987 – 
2012) 39 
3.3.1.3.3. Precipitación Media Intermensual para el mes de octubre (Normal: 25 años; 
1987 – 2012)........................................................................................................................ 39 
3.3.2. TEMPERATURA .................................................................................................... 39 
3.3.3. EVAPOTRANSPIRACIÓN POTENCIAL (ETP) ....................................................... 40 
3.3.4. SUELOS ................................................................................................................. 40 
3.3.4.1. Suelos de Planicie ............................................................................................... 40 

 



 

6 
 

3.3.4.1.1. Complejo Pachic Melanudands – Andic Dystrudepts, Símbolo RLQ. Fase RLQa
 41 
3.3.4.1.2. Asociación Typic Endoaquepts – Aeric Endoaquepts – Thaptic Hapludands. 
Símbolo RLO. Fase: RLOa. ................................................................................................. 41 
3.3.4.2. Suelos de Montaña .............................................................................................. 41 
3.3.4.2.1. Consociación Typic Eutrudepts. Símbolo MLS Fase MLSg .............................. 41 
3.3.4.2.2. Asociación Humic Lithic Eutrudepts – Typic Placudands – Dystric Eutrudepts. 
Símbolo MLV Fases MLVe, MLVf ........................................................................................ 42 
3.3.4.2.3. Complejo Pachic Melanudands - Typic Hapludands – Andic Dystrudepts. 
Símbolo MLK. Fase: MLKc, MLKd ....................................................................................... 42 
3.3.4.2.4. Asociación Typic Hapludands – Pachic Melanudands- Humic Lithic 
Dystrustepts. Símbolo MGT Fase MGTd ............................................................................. 43 
3.3.5. COBERTURA Y USO DE SUELOS ......................................................................... 43 
3.3.5.1. Zonas Urbanas (Zu) ............................................................................................ 43 
3.3.5.2. Zonas Agrícolas y Ganaderas (T) ........................................................................ 44 
3.3.5.2.1. Categoría TF2-y ............................................................................................... 44 
3.3.5.3. Zonas esencialmente agrícolas (C) ..................................................................... 44 
3.3.5.3.1. Categoría CF1-x ............................................................................................... 44 
3.3.5.3.2. Categoría CF2-s ............................................................................................... 44 
3.3.5.4. Zonas esencialmente de pastoreo (P) ................................................................. 45 
3.3.5.4.1. Categoría PF1-t ................................................................................................ 45 
3.3.5.4.2. Categoría PF2-r ............................................................................................... 45 
3.3.5.5. Zonas de Vegetación Natural o Artificial (B, V, RF) ............................................. 45 
3.3.5.5.1. Categoría BF1 .................................................................................................. 45 
3.3.5.5.2. Categoría VN1 ................................................................................................. 46 
3.4. BALANCE HÍDRICO .................................................................................................. 46 
3.4.1. ANÁLISIS ESTACIONAL ........................................................................................ 46 
3.4.2. ANÁLISIS ESPACIAL ............................................................................................. 47 
4. GEOLOGÍA Y ESTRATIGRAFÍA .............................................................................. 51 
4.1. METODOLOGÍA ........................................................................................................ 51 
4.2. ESTUDIOS ANTERIORES ......................................................................................... 51 
4.3. GEOGRAFÍA FÍSICA ................................................................................................. 51 
4.3.1. ZONA PLANA ......................................................................................................... 51 
4.3.2. ZONA MONTAÑOSA .............................................................................................. 51 
4.3.3. ZONA DE COLINAS SUAVES ................................................................................ 52 
4.4. ESTRATIGRAFÍA ...................................................................................................... 52 
4.4.1. ESTRATIGRAFÍA REGIONAL ................................................................................ 52 
4.4.2. ESTRATIGRAFÍA LOCAL ....................................................................................... 53 
4.4.2.1. Formación Chipaque (Ksc) .................................................................................. 53 
4.4.2.2. Grupo Guadalupe ................................................................................................ 53 
4.4.2.2.1. Formación Arenisca Dura (Kgd) ....................................................................... 54 
4.4.2.2.2. Formación Plaeners (Kgpl) ............................................................................... 55 
4.4.2.2.3. Formación Labor y Tierna (Kglt) ....................................................................... 55 
4.4.2.3. Formación Guaduas (TKgu) ................................................................................ 56 
4.4.2.4. Formación Bogotá (Teb) ...................................................................................... 57 
4.4.2.4.1. Conjunto Inferior (Tebi – E1b) ........................................................................... 57 
4.4.2.4.2. Conjunto Superior (Tebs – E2b) ........................................................................ 57 
4.4.2.5. Depósitos Cuaternarios ....................................................................................... 57 

 



 

7 
 

4.4.2.5.1. Depósitos de Terraza Alta (Qta) ....................................................................... 57 
4.4.2.5.2. Depósitos Aluviales (Qal) ................................................................................. 57 
4.4.2.5.3. Depósitos Coluviales (Q2c) ............................................................................... 58 
4.5. GEOLOGÍA ESTRUCTURAL ..................................................................................... 58 
4.5.1. SECTOR NOROESTE ............................................................................................ 58 
4.5.2. SECTOR SURESTE ............................................................................................... 59 
4.6. GEOLOGÍA ECONÓMICA ......................................................................................... 59 
5. INVENTARIO DE POZOS, ALJIBES Y MANANTIALES .......................................... 61 
5.1. METODOLOGÍA ....................................................................................................... 61 
5.2. RESULTADOS DEL INVENTARIO ............................................................................ 61 
5.2.1. POZOS ................................................................................................................... 61 
5.2.2. ALJIBES ................................................................................................................. 62 
5.2.3. MANANTIALES ...................................................................................................... 62 
5.3. RED DE MONITOREO ............................................................................................... 63 
6. HIDROGEOLOGÍA.................................................................................................... 66 
6.1. METODOLOGÍA ........................................................................................................ 66 
6.2. ESTUDIOS ANTERIORES ......................................................................................... 66 
6.3. CONCEPTOS DE HIDROGEOLOGÍA ........................................................................ 66 
6.4. EL CONCEPTO DE VULNERABILIDAD Y SUS LIMITACIONES................................ 66 
6.4.1. METODOLOGÍAS PARA LA DETERMINACIÓN DE LA VULNERABILIDAD ........... 68 
6.4.1.1. Método GOD ....................................................................................................... 68 
6.5. ESTRUCTURA HIDROGEOLÓGICA REGIONAL DE LA SABANA DE BOGOTÁ ...... 69 
6.5.1. UNIDADES HIDROGEOLÓGICAS ......................................................................... 70 
6.5.1.1. Rocas porosas/fracturadas con gran a moderada importancia hidrogeológica .... 71 
6.5.1.1.1. Acuífero Formación Arenisca Dura (K2d) ......................................................... 71 
6.5.1.1.2. Acuífero Formación Labor y Tierna (K2t) .......................................................... 71 
6.5.1.2. Sedimentos no consolidados con moderada importancia hidrogeológica ............ 71 
6.5.1.2.1. Acuífero Formación Sabana (Q1sa) ................................................................. 72 
6.5.1.2.2. Acuífero Formación Chía (Q2ch) ...................................................................... 72 
6.5.1.3. Rocas porosas/fracturadas con poca importancia hidrogeológica ....................... 72 
6.5.1.3.1. Acuitardo Formación Guaduas (K2E1g) ............................................................ 72 
6.5.1.3.2. Acuitardo Formación Plaeners (K2p) ................................................................ 73 
6.5.1.4. Sedimentos y rocas porosas/fracturadas sin importancia hidrogeológica ............ 73 
6.5.1.4.1. Depósitos Coluviales (Q2c) y Cuaternarios sin diferenciar (Q) .......................... 73 
6.5.1.4.2. Formación Chipaque (Ksc) ............................................................................... 73 
6.6. CARACTERÍSTICAS HIDROLÓGICAS DE LOS ACUÍFEROS DE MAYOR INTERÉS75 
6.6.1. ACUÍFERO FORMACIÓN SABANA Y CHÍA ........................................................... 75 
6.6.1.1. Análisis de Niveles Freáticos ............................................................................... 75 
6.6.1.2. Análisis Espacial de los Niveles Freáticos ........................................................... 76 
6.6.1.2.1. Elaboración de mapas de Niveles Freáticos para los años 1998, 2007, 2011 y 
2012 de la zona de estudio .................................................................................................. 76 
6.6.1.2.2. Niveles Freáticos para el año 1998 .................................................................. 78 
6.6.1.2.3. Niveles Freáticos para el año 2007 .................................................................. 78 
6.6.1.2.4. Niveles Freáticos para el año 2011 .................................................................. 78 
6.6.1.2.5. Niveles Freáticos para el año 2012 .................................................................. 79 
6.6.1.2.6. Variación Interanual del nivel freático 1998 – 2007 .......................................... 79 
6.6.1.2.7. Variación Interanual del nivel freático 2007 – 2011 .......................................... 79 
6.6.1.2.8. Variación Interanual del nivel freático 2011 – 2012 .......................................... 80 

 



 

8 
 

6.6.2. VULNERABILIDAD DEL ACUÍFERO SEGÚN MÉTODO GOD ................................ 80 
6.6.2.1. Tipo de Acuífero (Groundwater Occurrence) ....................................................... 80 
6.6.2.2. Litología de la cobertura (Overall Aquifer Class) .................................................. 81 
6.6.2.3. Profundidad del nivel de agua (Depth to Groundwater) ....................................... 81 
6.6.2.4. Indicador de Vulnerabilidad de polución del acuífero ........................................... 81 
6.6.2.5. Evaluación espacial del indicador de vulnerabilidad de polución del acuífero ...... 81 
7. HIDROGEOQUÍMICA I ............................................................................................. 83 
7.1. MARCO TEÓRICO .................................................................................................... 83 
7.1.1. REVISIÓN DE INFORMACIÓN ANTECEDENTES ................................................. 83 
7.1.1.1. Estudio Hidrogeológico de la Sabana de Bogotá: Hidrogeología de la Cuenca del 
Río Chicú 83 
7.1.1.2. Estudio Hidrogeológico de la Sabana de Bogotá: Sector Tibitó – Salto de 
Tequendama y Oriente Bogotano, Sabana de Bogotá ......................................................... 84 
7.1.1.3. Plan de Manejo Ambiental realizado por la Corporación Autónoma Regional de 
Cundinamarca ..................................................................................................................... 85 
7.1.2. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA ........................................ 87 
7.1.2.1. Origen de las sustancias disueltas en el agua subterránea ................................. 87 
7.1.2.2. Sustancias disueltas en el agua subterránea ....................................................... 89 
7.1.2.2.1. Cationes Mayoritarios ....................................................................................... 90 
7.1.2.2.1.1. Sodio (Na+) ................................................................................................... 90 
7.1.2.2.1.2. Potasio (K+) ................................................................................................... 90 
7.1.2.2.1.3. Calcio (Ca2+) ................................................................................................. 91 
7.1.2.2.1.4. Magnesio (Mg2+) ........................................................................................... 91 
7.1.2.2.2. Aniones Mayoritarios ........................................................................................ 92 
7.1.2.2.2.1. Cloruro (Cl-) ................................................................................................... 92 
7.1.2.2.2.2. Sulfato (SO4

2-) ............................................................................................... 92 
7.1.2.2.2.3. Bicarbonato (HCO3

-), Carbonato (CO3
2-) y Dióxido de carbono (CO2) ........... 93 

7.1.2.2.2.4. Nitratos (NO3
-) ............................................................................................... 94 

7.1.2.2.3. Elementos Minoritarios o Traza ........................................................................ 96 
7.1.2.2.3.1. Hierro ............................................................................................................ 96 
7.1.2.2.3.2. Cobre ............................................................................................................ 97 
7.1.2.2.3.3 Plomo ............................................................................................................. 97 
7.2. METODOLOGÍA ........................................................................................................ 98 
7.2.1. MUESTREO ........................................................................................................... 98 
7.2.1.1. Materiales de muestreo y procedimiento de lavado ............................................. 98 
7.2.1.2. Etiquetado de botellas y cuaderno de campo ...................................................... 98 
7.2.1.3. Procedimiento en campo ..................................................................................... 99 
7.2.1.3.1. Purga de la captación y método de toma de la muestra ................................... 99 
7.2.1.3.2. Análisis en campo ............................................................................................ 99 
7.2.1.3.3. Preservación de Muestras .............................................................................. 100 
7.2.2. ANÁLISIS DE LABORATORIO ............................................................................. 100 
7.2.2.1. Equipamiento Instrumental y técnicas utilizadas. ............................................... 100 
7.2.2.2. Tratamiento preliminar de la muestra ................................................................ 101 
7.2.2.3. Preparación de reactivos y disoluciones patrón. ................................................ 101 
7.2.2.3.1. FAAS.............................................................................................................. 101 
7.2.2.3.2. Volumetría ...................................................................................................... 102 
7.2.2.3.3. Gravimetría .................................................................................................... 102 
7.2.2.3.4. Potenciometría ............................................................................................... 102 

 



 

9 
 

7.2.2.3.5. Espectrofotometría UV/VIS ............................................................................ 102 
7.2.2.4. Condiciones Experimentales ............................................................................. 102 
7.2.2.4.1. FAAS.............................................................................................................. 102 
7.2.2.4.2. Espectrofotometría UV/VIS ............................................................................ 103 
7.3. RESULTADOS ........................................................................................................ 103 
7.3.1. VALIDACIÓN DE RESULTADOS ......................................................................... 103 
7.3.2. BASE DE DATOS HIDROQUÍMICOS ................................................................... 104 
7.3.3. ANÁLISIS EXPLORATORIO ................................................................................. 107 
7.3.3.1. Muestreo julio/2014 ........................................................................................... 107 
7.3.3.2. Muestreo octubre/2014 ...................................................................................... 108 
7.3.4. COMPARACIÓN CON LA NORMATIVIDAD COLOMBIANA ................................. 110 
7.3.4.1. Carbonato sódico residual (RSC, por sus siglas en inglés) ................................ 113 
7.3.4.1.1. Muestreo julio/2014 ........................................................................................ 113 
7.3.4.1.2. Muestreo octubre/2014 .................................................................................. 113 
7.3.4.2. Porcentaje de sodio Posible (PSP) .................................................................... 113 
7.3.4.2.1. Muestreo julio/2014 ........................................................................................ 114 
7.3.4.2.2. Muestreo octubre/2014 .................................................................................. 115 
7.3.4.3. Otros indicadores .............................................................................................. 115 
7.3.4.3.1. Muestreo julio/2014 ........................................................................................ 115 
7.3.4.3.2. Muestreo octubre/2014 .................................................................................. 115 
7.3.5. HIDROQUÍMICA GENERAL ................................................................................. 116 
7.3.5.1. Facies Hidroquímicas ........................................................................................ 116 
7.3.5.2. Relaciones Iónicas ............................................................................................ 118 
7.3.5.3. Análisis Multivariante ......................................................................................... 123 
7.3.5.3.1. Análisis de conglomerados jerárquico (HCA) ................................................. 125 
7.3.5.3.1.1. Muestreo julio/14 ......................................................................................... 125 
7.3.5.3.1.2. Muestreo octubre/14 ................................................................................... 127 
7.3.5.3.2. Análisis de componentes principales .............................................................. 129 
7.3.5.3.2.1. Muestreo julio/14 ......................................................................................... 129 
7.3.5.3.2.2. Muestreo octubre/14 ................................................................................... 134 
8. HIDROGEOQUÍMICA II .......................................................................................... 141 
8.1. METODOLOGÍA ...................................................................................................... 141 
8.2. MARCO TEÓRICO .................................................................................................. 141 
8.2.1. KRIGING .............................................................................................................. 141 
8.3. DISTRIBUCIÓN ESPACIAL PARA LAS VARIABLES FISICOQUÍMICAS ................. 142 
8.3.1. PARÁMETROS PARA LA ELABORACIÓN DE MAPAS DE DISTRIBUCIÓN 
ESPACIAL ......................................................................................................................... 143 
8.3.2. EVOLUCIÓN DE LAS FACIES HIDROQUÍMICAS ................................................ 145 
8.3.3. POTENCIAL DE HIDRÓGENO (PH) ..................................................................... 148 
8.3.4. TEMPERATURA (T) ............................................................................................. 148 
8.3.5. SÓLIDOS TOTALES DISUELTOS (TDS) .............................................................. 149 
8.3.6. SODIO (NA+) ......................................................................................................... 149 
8.3.7. POTASIO (K+) ....................................................................................................... 150 
8.3.8. CALCIO (CA2+) ...................................................................................................... 150 
8.3.9. MAGNESIO (MG2+) ............................................................................................... 151 
8.3.10. BICARBONATO (HCO3

-) .................................................................................... 151 
8.3.11. SULFATO (SO4

2-) ............................................................................................... 152 
8.3.12. CLORURO (CL-) ................................................................................................. 152 

 



 

10 
 

8.3.13. NITRATOS (NO3
-) ............................................................................................... 153 

8.3.14. HIERRO (FE) ...................................................................................................... 153 
8.3.15. COBRE (CU) ....................................................................................................... 154 
9. CONCLUSIONES ................................................................................................... 156 
10. RECOMENDACIONES ........................................................................................... 167 
11. BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................... 168 
1. ANEXO 1. ............................................................................................................... 178 
2. ANEXO 2. ............................................................................................................... 186 
3. ANEXO 3. ............................................................................................................... 191 
4. ANEXO 4. ............................................................................................................... 194 
5. ANEXO 5. ............................................................................................................... 202 
6. ANEXO 6. ............................................................................................................... 202 
7. ANEXO 7. ............................................................................................................... 202 
8. ANEXO 8. ............................................................................................................... 202 
 

ÍNDICE DE FIGURAS 
 

Figura 2.1. Caracterización de áreas sembradas y cosechadas. Cultivo de Papa. 
Departamento de Cundinamarca ..................................................................................... 26 
Figura 3.1. El reservorio del suelo y cómo se conecta con el caudal de descarga en la salida 
de la cuenca, Qo .............................................................................................................. 30 
Figura 3.2. Boxplot Estaciones climatológicas seleccionadas en la zona de estudio........ 36 
Figura 3.3. Variables ordenadas y coloreadas según correlación .................................... 37 
Figura 3.4. Climatograma de la estación Providencia Gja. ............................................... 38 
Figura 3.5. Hietograma de la estación Tabio. ................................................................... 38 
Figura 3.6. Semivariogramas experimentales y ajuste del modelo teórico para mapas de 
precipitación espacial ....................................................................................................... 38 
Figura 3.7. Resultado de BHC para el uso de suelo Zu. .................................................. 47 
Figura 3.8. Resultado de BHC para el uso de suelo PF1-t. .............................................. 47 
Figura 4.1. Zona Plana, Municipio de Tabio ..................................................................... 51 
Figura 4.2. Zona Montañosa, Municipio de Tenjo ............................................................ 51 
Figura 4.3. Zona de Colinas  Suaves, Municipio de Tabio................................................ 51 
Figura 4.4. Mapa Geológico de la Sabana de Bogotá ...................................................... 52 
Figura 4.5. Columna Estratigráfica Generalizada ............................................................. 54 
Figura 6.1. Sistema empírico para la evaluación de la vulnerabilidad a la contaminación de 
un acuífero ....................................................................................................................... 68 
Figura 6.2. Esquema estructural de la Sabana de Bogotá ............................................... 70 
Figura 6.3. Boxplot Niveles freáticos de los años 1998, 2007, 2011 2012 en la zona de 
estudio ............................................................................................................................. 75 
Figura 6.4. Semivariogramas experimentales y ajuste del modelo teórico para mapas de 
niveles freáticos: A) Año 1998; B) Año 2007; C) Año 2011; D) Año 2012; E) Diferencia Años 
1998 – 2007; F) Diferencia Años 2007 – 2011; G) Diferencia Años 2011 – 2012 ............. 77 
Figura 7.1. Flujos predominantes en un acuífero ............................................................. 88 
Figura 7.2. Secuencia de Chevotareb .............................................................................. 89 
Figura 7.3. Distribución de las especies del ácido carbónico como porcentajes del contenido 
total de carbono, CT. ....................................................................................................... 94 
Figura 7.4. Diagrama de Pourbaix para el hierro en función del Eh y pH a 25 °C y 1 atm de 
presión. ............................................................................................................................ 96 

 



 

11 
 

Figura 7.5. Etiquetas para la toma de muestras ............................................................... 99 
Figura 7.6.a. Boxplot resultado de concentraciones de iónes mayoritarios de muestras de 
agua de pozo extraídas en el muestreo de julio/2014 .................................................... 108 
Figura 7.6.b. Boxplot resultado de concentraciones de iónes minoritarios de muestras de 
agua de pozo extraídas en el muestreo de julio/2014 .................................................... 108 
Figura 7.6.c. Boxplot resultado de determinaciones in-situ y de TDS de muestras de agua de 
pozo extraídas en el muestreo de julio/2014 .................................................................. 108 
Figura 7.7.a. Boxplot resultado de concentraciones de iónes mayoritarios de muestras de 
agua de pozo extraídas en el muestreo de octubre/2014 ............................................... 109 
 Figura 7.7.b. Boxplot resultado de concentraciones de iónes minoritarios de muestras de 
agua de pozo extraídas en el muestreo de octubre/2014 ............................................... 109 
Figura 7.7.c. Boxplot resultado de determinaciones in-situ y de TDS de muestras de agua de 
pozo extraídas en el muestreo de octubre/2014 ............................................................ 110 
Figura 7.8.a. Diagrama de Piper para las muestras tomadas del Acuífero de Sedimentos 
Chía y Sabana, Cuenca del Río Chicú, Cundinamarca, Colombia (Muestreo julio/14). .. 117 
Figura 7.8.b. Diagrama de Piper para las muestras tomadas del Acuífero de Sedimentos 
Chía y Sabana, Cuenca del Río Chicú, Cundinamarca, Colombia (Muestreo octubre/14).117 
Figura 7.9.a. Relaciones Iónicas entre iónes mayoritarios y minoritarios analizados (julio/14).
 ...................................................................................................................................... 119 
Figura 7.9.b. Relaciones Iónicas entre iónes mayoritarios y minoritarios analizados 
(octubre/14). .................................................................................................................. 119 
Figura 7.10. Relaciones Iónicas entre iónes a) Na+:HCO3

-; b) K+:SO4
2-; c) Mg2+:HCO3

-. . 120 
Figura 7.11. Relación iónica (Na+ + K+) – Cl- : (Ca2+ + Mg2+) – (HCO3

- + SO4
2-) .............. 120 

Figura 7.12. Relación Iónica CAI-1: CAI-2 ..................................................................... 121 
Figura 7.13. Relación Iónica Cationes mayoritarios menos cloruro: Bicarbonato ........... 122 
Figura 7.14. Relación Iónica Cationes mayoritarios menos cloruro: Bicarbonato más Sulfato
 ...................................................................................................................................... 122 
Figura 7.15. Relación Iónica HCO3

-+SO4
2- : Ca2++Mg2+ .................................................. 122 

Figura 7.16.  Relaciones iónicas Ca2+ : HCO3
- ............................................................... 123 

Figura 7.17.  Relaciones iónicas Ca2+ : SO4
2- ................................................................. 123 

Figura 7.18. Dendograma HCA modo-R muestreo julio ................................................. 125 
Figura 7.19. Dendograma HCA modo-Q muestreo julio ................................................. 127 
Figura 7.20. Dendograma HCA modo-R muestreo octubre ............................................ 128 
Figura 7.21. Dendograma HCA modo-Q muestreo octubre ............................................ 129 
Figura 7.22. Gráfico de valores propios ......................................................................... 130 
Figura 7.23. Diagrama de dispersión PC1: PC2 ............................................................. 131 
Figura 7.24. Diagrama de dispersión PC2: PC3 ............................................................. 132 
Figura 7.25. Grafica de componentes principales modo Q; a)Diagrama de dispersión PCA1: 
PCA2; b) Diagrama de dispersión PCA1: PCA3; c)Agrupación según facies químicas PCA1: 
PCA2 modo Q; d)Agrupación según facies químicas PCA1: PCA3 modo Q; e)Agrupación 
según conglomerados HCA modo Q PCA1: PCA2; f)Agrupación según conglomerados HCA 
modo Q PCA1: PCA3 .................................................................................................... 134 
Figura 7.26. Gráfico de valores propios ......................................................................... 134 
Figura 7.27. Diagrama de dispersión PC1: PC2 ............................................................. 135 
Figura 7.28. Diagrama de dispersión PC1: PC3 ............................................................. 136 
Figura 7.29. Grafica de componentes principales modo Q; a)Diagrama de dispersión PCA1: 
PCA2; b) Diagrama de dispersión PCA1: PCA3; c)Agrupación según facies químicas PCA1: 
PCA2 modo Q; d)Agrupación según facies químicas PCA1: PCA3 modo Q; e)Agrupación 

 



 

12 
 

según conglomerados HCA modo Q PCA1: PCA2; f)Agrupación según conglomerados HCA 
modo Q PCA1: PCA3 .................................................................................................... 137 
Figura 8.1. Semivariogramas experimentales y ajuste del modelo teórico para mapas de 
variación hidrogeoquímica julio/14: A) pH; B) T; C)TDS; D) Na+; E) K+; F)Ca2+; G) Mg2+; H) 
HCO3

-: I) SO4
2-; J) N-NO3

-; K) Fe; L) Cu ......................................................................... 144 
Figura 8.2. Semivariogramas experimentales y ajuste del modelo teórico para mapas de 
variación hidrogeoquímica octubre/14: A) pH; B) T; C)TDS; D) Na+; E) K+; F)Ca2+; G) Mg2+; 
H) HCO3

-:I) SO4
2-: J) N-NO3

-; K) Fe; L) Cu ..................................................................... 144 
Figura A4.1. Acuífero Libre o no-confinado .................................................................... 196 
Figura A4.2. Acuífero Confinado .................................................................................... 197 
Figura A4.3. Acuífero Semi-confinado ........................................................................... 197 
Figura A4.4. Porosidad eficaz ........................................................................................ 198 
Figura A4.5. Variación de la porosidad con la granulometría en materiales detríticos no 
consolidados. ................................................................................................................. 198 
Figura A4.6. Transmisividad en acuíferos bajo régimen de explotación ......................... 199 
Figura A4.7. Coeficiente de almacenamiento en un acuífero confinado ......................... 200 

  
LISTA DE TABLAS 

 
Tabla 2.1. Población de los municipios insertos en la cuenca 2005 y proyección a 2014 25 
Tabla 2.2. Área cubierta por fincas con cultivos de papa ................................................. 25 
Tabla 3.1. Número máximo diario de horas de sol según latitud Norte............................. 31 
Tabla 3.2. Valores de capacidad de retención de humedad por cobertura y textura ........ 31 
Tabla 3.3. Resumen de los cálculos para el balance de Thornthwaite-Mather ................. 34 
Tabla 3.4. Estaciones Climatológicas e Hidrometeorológicas presentes en la Zona de 
Estudio............................................................................................................................. 35 
Tabla 3.5. Estaciones climatológicas seleccionadas en la zona de estudio ..................... 37 
Tabla 3.6. Parámetros de Ajuste del modelo teórico del semivariograma experimental para 
mapas de precipitación espacial. ..................................................................................... 38 
Tabla 3.7. Resultados Evapotranspiración Potencial según el modelo de Thornthwaite .. 40 
Tabla 3.8. Valores de recarga anual de las series de suelo en la Cuenca ....................... 48 
Tabla 5.1. Datos Generales de los Pozos ........................................................................ 62 
Tabla 5.2. Puntos de extracción de agua subterránea que conforman la red de monitoreo64 
Tabla 6.1. Características hidrogeológicas de la Cuenca del Río Chicú........................... 74 
Tabla 6.2. Parámetros de Ajuste del modelo teórico del semivariograma experimental para 
mapas de niveles freáticos. .............................................................................................. 76 
Tabla 6.3. Semáforo de Colores para mapa de vulnerabilidad ......................................... 80 
Tabla 7.1. Resultados Plan de Manejo Ambiental de agua subterránea en la Sabana de 
Bogotá y Zona Crítica. ..................................................................................................... 84 
Tabla 7.2. Resultados Plan de Manejo Ambiental de agua subterránea en la Sabana de 
Bogotá y Zona Crítica. ..................................................................................................... 85 
Tabla 7.3. Técnicas y equipos utilizados para el análisis de aguas. ............................... 101 
Tabla 7.4. Condiciones de trabajo para la determinación de cationes por FAAS ........... 103 
Tabla 7.5.a. Concentración de iónes mayoritarios y minoritarios de las muestras del Acuífero 
de sedimentos Sabana y Chía para el muestreo del mes de julio/2014 ......................... 105 
Tabla 7.5.b. Concentración de iónes mayoritarios y minoritarios de las muestras del Acuífero 
de sedimentos Sabana y Chía para el muestreo del mes de octubre/2014 .................... 106 

 



 

13 
 

Tabla 7.6. Valores medios de concentración de iónes mayoritarios y minoritarios de las 
muestras del Acuífero de sedimentos Sabana y Chía para el muestreo del mes de julio/2014
 ...................................................................................................................................... 107 
Tabla 7.7. Valores medios de concentración de iónes mayoritarios y minoritarios de las 
muestras del Acuífero de sedimentos Sabana y Chía para el muestreo del mes de 
octubre/2014 .................................................................................................................. 109 
Tabla 7.8.a. Indicadores de calidad para riego y evolución hidroquímica julio/2014 ....... 112 
Tabla 7.8.b. Indicadores de calidad para riego y evolución hidroquímica octubre/2014 . 112 
Tabla 7.9. Clasificación de aguas para riego de acuerdo con el contenido de RSC ....... 113 
Tabla 7.10. Clasificación de aguas para riego según su salinidad efectiva .................... 114 
Tabla 7.11. Guía para la interpretación de la calidad de agua para irrigación1 ............... 115 
Tabla 7.12. Valores propios y varianza acumulada para cada factor ............................. 130 
Tabla 7.13. Matriz de coordenadas Varimax .................................................................. 132 
Tabla 7.14. Valores propios y varianza acumulada para cada factor ............................. 134 
Tabla 7.15. Matriz de coordenadas Varimax .................................................................. 135 
Tabla 8.1. Parámetros de Ajuste del modelo teórico del semivariograma experimental para 
mapas de variación hidrogeoquímica para el mes de julio/14 ........................................ 146 
Tabla 8.2. Parámetros de Ajuste del modelo teórico del semivariograma experimental para 
mapas de variación hidrogeoquímica para el mes de octubre/14 ................................... 147 
Tabla A4.1. Clasificación de las formaciones hidrogeológicas según su transmisividad 
(m2/día) .......................................................................................................................... 199 
Tabla A4.2. Valores típicos de coeficiente de almacenamiento ...................................... 201 

 
ÍNDICE DE PLANOS 

  Pág. 
Plano 1. Mapa de Localización Cuenca del Río 

Chicú……………………….................................................................... 229 
Plano 2. Mapa de Isohietas Media intermensual…………………………………. 230 
Plano 3. Mapa de Isohietas Media Mensual de julio…………………………….. 231 
Plano 4. Mapa de Isohietas Media Mensual de octubre…………………………. 232 
Plano 5. Mapa de Suelos Cuenca del Río Chicú…………………………………. 233 
Plano 6.  Mapa de uso de suelos Cuenca del Río 

Chicú………………………….. 234 
Plano 7. Mapa de Escurrimiento para el mes de julio……………………………. 235 
Plano 8. Mapa de Escurrimiento para el mes de 

octubre………………………… 236 
Plano 9.  Mapa de Infiltración para el mes de octubre…………………………… 237 
Plano 10. Mapa Geológico Cuenca del Río Chicú………………………………… 238 
Plano 11. Mapa de Localización de Pozos Censo de Usuarios de Agua 

Subterránea……………………………………………………………… 239 
Plano 12. Mapa de Nivel Freático Acuífero Formación Sabana y Chía Año 

1998……...…………………………………………………………….…… 240 
Plano 13. Mapa de Nivel Freático Acuífero Formación Sabana y Chía Año 

2007……...……………………………………………………………….… 241 
Plano 14. Mapa de Nivel Freático Acuífero Formación Sabana y Chía Año 

2011……...…………………………………………………………………. 242 
Plano 15. Mapa de Nivel Freático Acuífero Formación Sabana y Chía Año 

2012……...…………………………………………………………………. 
243 

 



 

14 
 

Plano 16. Mapa de Nivel Freático Acuífero Formación Sabana y Chía 
Variación 1998 - 
2007…………………………………………………………………………. 244 

Plano 17. Mapa de Nivel Freático Acuífero Formación Sabana y Chía 
Variación 2007 – 
2011……………………………………………………………................... 245 

Plano 18. Mapa de Nivel Freático Acuífero Formación Sabana y Chía 
Variación 2011 – 
2012……………………………………………………………................... 246 

Plano 19. Mapa de Indicadores de Vulnerabilidad Método 
GOD………………………………………………………………………… 247 

Plano 20. Mapa de Variación Hidroquímica Facies 
Hidroquímicas……………………………………………………………… 248 

Plano 21. Mapa de Variación Hidroquímica Potencial de Hidrógeno 
(pH)………………………………………………………………………….. 259 

Plano 22. Mapa de Variación Hidroquímica Temperatura 
(T)…………………………………………………………………………… 250 

Plano 23. Mapa de Variación Hidroquímica Sólidos Totales Disueltos 
(TDS).................................................................................................... 251 

Plano 24. Mapa de Variación Hidroquímica Sodio (Na+)…………………………. 252 
Plano 25. Mapa de Variación Hidroquímica Potasio (K+)…………………………. 253 
Plano 26. Mapa de Variación Hidroquímica Calcio (Ca2+)………………………... 254 
Plano 27. Mapa de Variación Hidroquímica Magnesio (Mg2+)……………………. 255 
Plano 28. Mapa de Variación Hidroquímica Bicarbonato (HCO3

-)……………….. 256 
Plano 29. Mapa de Variación Hidroquímica Sulfato (SO4

2-)………………………. 257 
Plano 30. Mapa de Variación Hidroquímica Nitratos (N-NO3

-)…………………… 258 
Plano 31. Mapa de Variación Hidroquímica Hierro (Fe) …………………………. 259 
Plano 32. Mapa de Variación Hidroquímica Cobre (Cu)………………………….. 260 

 
  

 



 

15 
 

ABSTRACT 
 

Chicú River Basin is located at Cundinamarca department, Colombia, between the 
municipalities of Tabio and Tenjo and a small portion of Cota between 74°7’ E – 4°45’ N y 
74°5’ E – 4°54’ N, its elevation is 2550 and 3100 meters, presenting a semi-wet cold weather 
with an average temperature of 13.7 ° C and an average annual rainfall of 853 mm with a 
bimodal distribution. 
 
The basin presents a favor balance (P> ETP + Ro) in terms of available water, allowing 
groundwater recharge and the availability of the resource in the excess water months. The 
estimated recharge for the Neogene – Quaternary aquifer has a value of 1.11 X 107 m3 with 
109.72 km2 and 4.03 x 106 m3 recharging of Guadalupe Group outcrops with 38.21 km2, 
having a total annual recharge of  1.52 x 107 m3 for 147.93 km2 of area. 
 
The studied aquifer (i.e. Sabana and Chia Aquifer Formation) presents unconsolidated 
sediments with moderate hydrogeological importance characteristics, whose recharge due to 
percolation of precipitated water in the flat area and the contact areas with the Guadalupe 
Group Aquifer, mainly on the eastern edge of the Tenjo – Tabio Serrania and slowly vertically 
upward from the infrayacen aquifer water. The discharge is done through wells that exploit it, 
distributed along the entire flat area, evapotranspiration and finally direct discharge into 
Bogotá River. Comparing the ground water levels of the years 1998, 2007, 2011 and 2012, 
the appearance of dejections on the recharge zone and generally significant reductions in 
water table levels (≈90 m) is evident. According to the GOD method, basin presents a 
moderate tending to low degree of intrinsic vulnerability to pollution. 
 
Based on the use of hydrochemical indicators and multivariate statistical was found that the 
main process that controls the aquifer hydrogeochemistry are the reverse cation exchange 
processes where HCO3

-, SO4
2-, Na+, Ca2+ y Mg2+ ions are involved, followed by ion 

enrichment processes suffering water as it moves and interacts with the aquifer sediments. 
 
Finally, basin does not present a high degree of anthropogenic alteration in their 
hydrochemical due to their geological characteristics, where the greatest effects are evident 
in months of water table reduction, consistent with wettest months where agricultural 
processes are accelerated. It is also noted, dilution processes at the basin that can be 
considered as self-regulation and auto-remediation phenomena. Also, the exploitation and 
over-exploitation processes from agricultural and livestock activities that make up the 
majority land use of the basin, are the most significant events that generate representative 
alterations in regional and local flows and long-term consequence may be adverse around 
the acquisition of this resource for the inhabitants of the region. 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

 



 

16 
 

RESUMEN 
 

La Cuenca del Río Chicú se encuentra ubicada en el departamento de Cundinamarca, 
Colombia, entre los municipios de Tabio y Tenjo y una pequeña porción en el municipio de 
Cota entre 74°7’ O – 4°45’ N y 74°5’ O – 4°54’ N, su elevación está comprendida entre 2550 
y 3100 m.s.n.m., presentando un clima frio semihúmedo con temperatura media de 13.7°C y 
una precipitación media anual de 853 mm con una distribución bimodal.  
 
Esta presenta un balance a favor (P > ETP + Ro) en términos de agua disponible que 
permite la recarga de los acuíferos y la disponibilidad del recurso en los meses de exceso 
hídrico. La recarga se estimó para el acuífero del Neógeno – Cuaternario con un valor de 
1.11 X 107 m3 para 109.72 km2 y 4.03 x 106 m3 de recarga para los afloramientos del Grupo 
Guadalupe para 38.21 km2, presentando una recarga total anual para un área de 147.93 km2 

de 1.52 x 107 m3. 
 
El acuífero estudiado (i.e. Acuífero de Formación Sabana y Chía) presenta características 
de sedimentos no consolidados con moderada importancia hidrogeológica, cuya recarga se 
debe a la percolación del agua precipitada en el área plana, en las zonas de contacto con el 
Acuífero Grupo Guadalupe, principalmente en el borde Oriental de la Serranía de Tenjo – 
Tabio y de manera lenta en forma vertical ascendente, de las aguas de acuíferos que la 
infrayacen. La descarga se realiza a través de los pozos y aljibes que lo explotan 
distribuidos a lo largo de toda la zona plana, la evapotranspiración y finalmente la descarga 
directa hacia el río Bogotá. Al comparar los niveles freáticos de los años 1998, 2007, 2011 y 
2012 se evidencia la aparición de abatimientos sobre la zona de recarga y en general 
reducciones significativas de los niveles (≈90 m). Según el método GOD la cuenca presenta 
un grado de vulnerabilidad intrinseco moderado tendiendo a bajo a la polución.  
 
Con base en el uso de indicadores hidroquímicos y técnicas estadísticas multivariantes se 
encontró que el principal proceso que controla la hidrogeoquímica de la cuenca son los 
procesos de intercambio catiónico reverso en los que intervienen los iónes HCO3

-, SO4
2-, 

Na+, Ca2+ y Mg2+, seguido de los procesos de enriquecimiento iónico que sufre el agua a 
medida que transita e interacciona con los sedimentos del acuífero. 
 
Finalmente, se encuentra que la cuenca no presenta un grado elevado de alteración 
antrópica en su hidroquímica producto de sus características geológicas, donde los mayores 
efectos se evidencian en meses de reducción de niveles freáticos, concordantes con meses 
húmedos donde los procesos agrícolas se aceleran. También se observa que la cuenca 
presenta procesos de dilución que pueden ser considerados como fenómenos de 
autorregulación y autorremediación, a su vez se advierte que los procesos de explotación y 
sobre-explotación generados por las actividades agrícolas y ganaderas que conforman el 
uso mayoritario del suelo en la cuenca, son los sucesos más significativos que producen 
alteraciones representativas en los flujos regionales y locales y que su consecuencia a largo 
plazo pueden ser adversas en torno a la adquisición de este recurso para los habitantes de 
la región.   
 
 
 
 

 



 

17 
 

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

1. INTRODUCCIÓN 
 

1.1. FUNDAMENTOS DE LA 
ELECCIÓN DEL TEMA Y 
ANTECEDENTES SUMARIOS 

 
1.2. OBJETIVOS 

 
1.2.1. OBJETIVOS GENERALES 

 
1.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

 
1.3. RESULTADOS ESPERADOS 

 

CAPÍTULO 1. 
INTRODUCCIÓN 



 

18 
 

1. INTRODUCCIÓN 
 
El agua es un recurso natural finito esencial para la vida, la cual se encuentra en un proceso 
de circulación dinámica en diferentes compartimentos de la hidrosfera, presentándose en las 
condiciones terrestres en los tres estados (solido, líquido y gaseoso), siendo el estado 
líquido el de mayor preferencia temporal, localizándose en mayor proporción en océanos y 
mares, y en menor medida pero con gran relevancia para el ser humano dado que en este 
reservorio se ubica el 1,7 % del total de agua en el planeta tierra y el 30,1 % del total de 
agua dulce, es el agua subterránea (Gleick, 1993). La importancia de este último 
compartimiento al igual que su demanda en las últimas décadas se ha incrementado en pro 
del desarrollo agroindustrial del ser humano y la mejora de la calidad de vida producto del 
abastecimiento de este recurso a la población doméstica, industrial y agrícola que ha 
comenzado a crecer paulatinamente, lo cual ha producido su excesiva explotación, 
transformándose en una de las principales fuentes de abastecimiento de agua para su uso 
en muchas zonas de Colombia, tales como la Sabana de Bogotá. 
 
La problemática de este recurso surge desde varios contextos: “a escala mundial, los 
acuíferos [i.e. formaciones geológicas que contienen recursos hídricos utilizables] están 
experimentando una creciente amenaza de contaminación y problemas hidrológicos, 
causados por la urbanización, el desarrollo industrial, las actividades agrícolas y 
emprendimientos mineros, [que han generado sobreexplotación].” (Foster et al, 2007). Estas 
actividades económicas, realizan emprendimientos de explotación del recurso “sin un 
adecuado conocimiento del sistema hídrico subterráneo del área, que ha provocado 
considerables descensos en los niveles freáticos y piezométricos.” (Van der Hammer, 1988) 
y contaminación de tipo biológica y química. 
 
Para la región de estudio, enmarcada dentro de la Cuenca del Rio Bogotá, el desarrollo 
agroindustria está fuertemente ligado con el uso del agua subterránea y su explotación, 
dado que esta “se ha intensificado progresivamente en los últimos quince años y se ha 
ampliado su aprovechamiento para consumo humano” (De Bermoudes y Quiroz, 2002), la 
razón particular de este suceso se produce por la insuficiencia en términos de calidad y 
cantidad en el área del recurso a nivel superficial para satisfacer la creciente demanda, 
sobre todo en las épocas de verano prolongado que acaecen en la región. 
  
La contaminación y la sobreexplotación de los acuíferos aprovechados en esta región se 
encuentran en ascenso en función del tiempo, generando el detrimento de la calidad y 
cantidad, que provocarían a largo plazo limitaciones en su uso. 
 
Por efectos de la utilización descontrolada e intensiva que se da en la región, es primordial 
realizar un control efectivo del comportamiento hidrológico y de la calidad del agua 
subterránea a escala temporal y espacial, para lo cual “se hace necesario el entendimiento 
de las variaciones espaciales y temporales del área de estudio” (Almasri and Kaluarachchi, 
2005, citado en Kaown et al. 2012), lo cual permitirá identificar las zonas de riesgo que 
reciben cargas de contaminantes (e.g. fertilizantes, pesticidas, herbicidas, entre otros) desde 
la superficie en el tiempo.  
 



 

19 
 

1.1. FUNDAMENTOS DE LA ELECCIÓN DEL TEMA Y ANTECEDENTES 
SUMARIOS 

 
En el desarrollo económico y crecimiento poblacional de la Sabana de Bogotá surgen 
sectores productivos que poseen gran demanda en torno al recurso agua, entre los que se 
pueden encontrar grupos de floricultores, agricultores e industriales en general. Gracias a 
políticas de exención de tributos y prioridad a estas empresas generadoras de empleo y 
capital, en la adquisición de servicios entre los que se encuentra incluido el suministro de 
agua, se inició la explotación intensiva de los recursos hídricos superficiales “especialmente 
de las cuencas de los ríos Chicú, Subachoque, Bojacá y Balsillas, lo que ocasionó la 
reducción de este recurso en corto plazo” (Corporación Autónoma Regional [CAR], 2008).  
 
Como consecuencia de este suceso, la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca 
[CAR] realizó el primer estudio de reglamentación en la cuenca del río Chicú en 1992, en el 
cual se dio la recomendación de no efectuar actividades de desarrollo antrópico en la zona, 
a fin de preservar el recurso hídrico superficial. Por esta razón, diversos sectores 
productivos, específicamente el sector floricultor, ante su necesidad apremiante por el agua, 
“recurrió a la prospección y perforación de pozos de aguas subterráneas, y se inició el 
aprovechamiento del acuífero freático que se encuentra en formaciones del cuaternario, 
pero igualmente por sobreexplotación se indujo a su agotamiento progresivo en la Sabana 
de Bogotá en las cuencas estudiadas” (CAR, 2008). 
 
Por efecto de la sobreexplotación en la Sabana de Bogotá y específicamente en la cuenca 
del Chicú, objeto de estudio, se observaron “impactos ambientales irreversibles, tales como 
desecación de manantiales, humedales, quebradas, ríos, bosques rivereños, subsidencia 
del terreno, entre otros (Contraloría General de la Republica, 2011).  
 
Con el fin de profundizar en el conocimiento de las aguas subterráneas en la Sabana de 
Bogotá, se realizaron estudios conjuntos entre la CAR, el Servicio Geológico Colombiano 
(SGC; anteriormente Ingeominas), el Departamento Administrativo del Medio Ambiente, 
actualmente Secretaria Distrital del Medio Ambiente y la Empresa de Acueducto y 
Alcantarillado de Bogotá (EAAB), entre los cuales cabe destacar: 
 

• “Estudio hidrogeológico cuantitativo de la Sabana de Bogotá” (1990), que permitió a 
la CAR acceder al conocimiento de sus sistemas acuíferos y definir un plan de 
manejo y administración del recurso hídrico subterráneo. 

• “Estudio Hidrogeológico Cuantitativo de la Sabana de Bogotá: Hidrogeología del 
Sector Tibito – Salto de Tequendama y Oriente Bogotano, Sabana de Bogotá” 
(1991) desarrollado por el Servicio Geológico Nacional. 

• Monitoreo de aguas subterráneas realizados por la CAR (2012), en conjunto con el 
SGC y la Agencia de Cooperación Internacional del Japón (JICA) 

 
Con base en estos trabajos específicos, la CAR en 2008 concluye en el Plan de Manejo 
Ambiental de Agua Subterránea en la Sabana de Bogotá la declaración de una Zona Crítica 
“para el aprovechamiento y uso de las aguas subterráneas y establecer una serie de 
restricciones al uso del recurso agua en dichas zonas, determinando condiciones especiales 
en los Módulos de consumo para uso doméstico, pecuario, riego, industriales, institucional y 
recreativo” (Acuerdo 31, 2005), debido que durante los últimos siete años, se han 



 

20 
 

presentado descensos en el sistema acuífero cuaternario que superan los 5 metros en las 
subcuencas de la Sabana de Bogotá. 
 
En adición, en informes que pertenecen a los planes de ordenamiento territorial (P.O.T.) de 
los municipios (Tabio y Tenjo) que se encuentran en la cuenca en estudio, se evidencia la 
disponibilidad de agua para consumo humano, sin embargo debido a “la incorrecta gestión 
de las aguas, su inadecuada utilización y conservación exponen a los municipios en muy 
corto tiempo a sequías de grandes proporciones, que se agudizan (…) por las largas épocas 
de verano en esta zona” (Riaño, 2009), que produce en consecuencia por parte de la 
comunidad, la búsqueda de soluciones alternativas, tales como la explotación de aguas 
subterráneas en su mayoría sobre los depósitos del cuaternario que se encuentran en la 
zona.  
 
En estos municipios, la extracción de agua subterránea se realiza con varios fines, según 
Robles y Sáenz (1990) de los 853 pozos que existían a la fecha, el 94% extraen del acuífero 
freático, el 1,5% se destina a abastecimiento público (acueducto del municipio de Tenjo y 
veredas), el 46,7% a uso doméstico, el 32,7% para ganadería, el 19,1% para riego; sin 
embargo, la mayoría de éstos (72,7%) no cumplen con la normativa técnica para la 
construcción de los mismos, lo cual provoca su mal funcionamiento, obstrucción y abandono 
(20%), originan el detrimento de la calidad del acuífero explotado. 
 
Además, la calidad del acuífero se puede ver afectada a través de los pozos sépticos, 
utilizados por la población rural para disponer sus efluentes, “los cuales no cuentan con las 
condiciones técnicas de funcionamiento” (Riaño, 2009), induciendo rebosamientos de los 
mismos que pueden generar contaminación al acuífero freático. También, se encuentran 
problemáticas en torno a las actividades agrícolas, que en “la mayoría de sus cultivos, 
controlan sus plagas [y su producción] a través del uso de agroquímicos, los cuales 
contaminan cuerpos de agua, [afectando] la diversidad de insectos y aves, en algunos casos 
afectan al propio operario que los aplica y finalmente generan residualidad en los productos 
cosechados” (Riaño, 2009). 
 
No obstante, se encuentra que sobre la zona de estudio y en específico sobre el municipio 
de Tenjo, se desarrolla el distrito de riego de la Ramada, el cual es un sistema desarrollado 
por el Ministerio de Minas y Energía en el año 1926, y administrado por la CAR, el cual 
permite agrupar más de 1000 productores (usuarios) a quienes se les garantiza riego y 
drenaje a las tierras enclavadas en sus límites, dentro de esquemas de administración y 
manejo del recurso hídrico con criterios de racionalización y aprovechamiento de aguas 
tratadas a nivel primario del río Bogotá y que sean aptas para su reutilización en usos como 
el riego agroindustrial (CAR, 1989).  
 
La problemática que trae consigo este distrito, es el deterioro ambiental referente a la 
calidad hídrica y de los productos cosechados en la zona, debido que se ha encontrado 
presencia de metales pesados en el suelo y vegetales de diversos municipios aledaños a la 
zona de estudio por uso de agua de riego, en la cual existe presencia de elementos como 
Cadmio y Plomo (Miranda et al, 2008). En previos estudios realizados por  el SGC (1997) en 
los horizontes del suelo en la sabana Bogotana y en específico sobre la zona en estudio, 
han encontrado presencia de algunos metales pesados en el suelo tales como el Cadmio 
(rango: 15 – 20 mg kg-1 Cd), Plomo (rango: 10 - 20 mg kg-1 Pb), Cobre (rango: 15 – 50 mg 



 

21 
 

kg-1 Cu) entre otros, situación que puede generar la contaminación difusa del acuífero 
cuaternario producto de la infiltración y acumulación de estos analítos en la matriz suelo y en 
los sedimentos que conforman el acuífero estudiado. 
 
Con este contexto, se hace necesario realizar estudios específicos en los cuales se evalúe 
los efectos generados por la actividad humana, demostrando la importancia intrínseca de los 
agrosistemas que se desarrollan principalmente en la zona, sobre la calidad del agua 
subterránea, siendo esta una oportunidad para estudiar los procesos ecohidrológicos en un 
sistema controlado, en el cual se pueden ilustrar efectos de alteración hidrogeoquímica 
producto de la actividad antrópica. La complejidad de esta temática, requiere el 
entendimiento de las interacciones funcionales entre la vegetación, suelo y los procesos 
hidrológicos a múltiples escalas (Vose et al, 2011). 
 
Al concebir a la ecohidrología como una disciplina que busca mejorar el entendimiento de 
los factores y mecanismos hidrológicos que definen los procesos y patrones en el desarrollo 
natural de los ecosistemas (Rodríguez-Iturbe, 2000), la cual según el programa internacional 
de hidrología de la UNESCO (s.f.), se basa en la suposición que el manejo sustentable de 
los recursos hídricos puede ser obtenido a través de: 
 

• Reversar la degradación y la regulación del proceso de circulación de nutrientes y 
agua establecidos a través del tiempo a una escala de captación. 

• Aumentar la capacidad de carga del ecosistema en contra del impacto humano 
(resiliencia, robustez, biodiversidad, servicios ecosistémicos) para las sociedades. 

• Usar las interacciones de la biota del agua como una herramienta de gestión del 
agua.  

 
Con el fin de cumplir estos supuestos, es necesario operar sobre niveles demostrativos, que 
permiten el entendimiento del ecosistema y su comportamiento hídrico y su respuesta frente 
a los diversos impactos generados por el hombre, entre estos niveles podemos encontrar 
(UNESCO, s.f.):  
 

A. Información (monitoreo, colecta de datos [en campo], definición de interacciones y 
retroalimentaciones entre la sociedad, la biota y la hidrología.) 

B. Conocimiento (definición de patrones, descripción y explicación de procesos). 
C. Uso de conocimiento (habilidad para formular políticas, principios para la acción, 

solución de problemas usando soluciones del sistema, educación, implementación). 
D. Cooperación para la solución de problemas (disposición de diferentes participantes 

que contribuyan activa y efectivamente en la implementación de la visión 
ecohidrológica en el sitio de demostración). 

 
Por estas razones, desde una perspectiva ecohidrológica enfocada a la hidrogeología e 
hidrogeoquímica, este proyecto procurará por: 
 

• Obtener información hidroquímica del acuífero cuaternario explotado en la Cuenca 
del Río Chicú, con el fin de conocer su estado en términos de calidad hídrica en dos 
periodos distintos de régimen hídrico (sequía y exceso hídrico), y permitir la 
definición de las interacciones entre la sociedad y la respuesta que ofrece el 
ecosistema respecto a la presión que sobre este se ejerce. 



 

22 
 

• Evaluar el impacto del uso actual del suelo (zonas de cultivo intensivo y cultivos 
transitorios en su mayoría) sobre la calidad del agua subterránea presente en el 
acuífero Cuaternario de la Cuenca del Rio Chicú, Cundinamarca, Colombia. 

• Proveer información sobre las características del agua subterránea en la zona, su 
modo de explotación y uso, constituyendo un aporte para el conocimiento de las 
condiciones ambientales del acuífero estudiado.  

• Proveer información sobre las características del agua subterránea en torno a su 
calidad y variabilidad espacial y temporal, produciendo información valiosa para los 
órganos de gestión del recurso y en específico a los usuarios directos del recurso. 

 
1.2. OBJETIVOS 

 
1.2.1. OBJETIVO GENERAL 

 
Analizar y evaluar el impacto del uso actual del suelo sobre las condiciones hidroquímicas a 
nivel espacial y temporal del acuífero freático, explotado en la cuenca del rio Chicú, en la 
Sabana de Bogotá, Colombia. 
 

1.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
• Describir y caracterizar las condiciones climáticas e hidrológicas de la cuenca del 

rio Chicú, enfatizando en el sistema hídrico subterráneo. 
• Caracterizar y clasificar fisicoquímicamente el agua subterránea de la cuenca del 

rio Chicú basado en los constituyentes iónicos, tipos de agua y facies 
hidroquímicas. 

• Identificar zonas (puntos problemáticos) que presentan conflictos respecto a la 
calidad hídrica del agua subterránea (contaminación por nitratos y/o metales 
pesados) y encontrar su relación con los usos actuales (riego, consumo humano, 
ganadería, entre otros) y usos de suelo a nivel espacial y temporal. 
 

1.3. RESULTADOS ESPERADOS 
 
La cuenca en términos hidrometeorológicos e hidrológicos presentara una variación bimodal, 
con dos periodos de exceso hídrico y dos periodos de sequía, siendo los periodos de exceso 
los momentos en los cuales se producirá la mayor recarga en el acuífero, lo cual será 
evidenciado por aumentos en los niveles freáticos del acuífero estudiado. La hidroquímica 
del acuífero presentara una gran variabilidad debido a la heterogeneidad geológica de la 
zona, no obstante se podrá evidenciar sobre todo en épocas de alta precipitación, la recarga 
local que el acuífero recibe desde las zonas montañosas que bordean dicha cuenca debido 
a la presencia en concentraciones altas del ion bicarbonato y a la baja conductividad 
eléctrica. Además se espera encontrar facies hidroquímicas con una dominancia de aguas 
bicarbonatadas cálcicas y magnésicas que a medida que se sigue el flujo regional de la 
cuenca, presentarán un enriquecimiento de ion sodio por intercambio iónico. 
 
Debido al alto grado de impacto antrópico de la zona, la presencia de agrosistemas y las 
deficiencias en la construcción de los pozos de extracción, se encontrará un porcentaje 
elevado de pozos con presencia del ion nitrato en correlación con la conductividad eléctrica 
e iónes cloruro, que podrá ser indicativo de impacto ambiental por aplicación de carga 



 

23 
 

contaminante difusa debido al uso de suelo que se encuentran sobre la zona estudiada, 
evidenciándose con mayor efecto en la época de déficit hídrico, puesto que en esta época 
se genera la mayor extracción de agua subterránea por parte de los habitantes de la zona. 
 
La presencia de metales pesados (Pb) en el agua subterránea, no presentará valores que 
sobrepasen los parámetros de calidad del recurso, su presencia será indicativa de 
contaminación, sobre todo en los sectores municipales donde se produce riego con agua 
importada del distrito de riego será mayor debido a la constante aplicación y acumulación de 
estos analítos en la matriz suelo. La presencia de Cobre, será indicativo de presencia de 
agroquímicos que presentan a este elemento en su composición (e.g. plaguicidas como 
oxicloruro de cobre o hidróxido cuproso), que se usan sobre todo en el control de cultivos de 
crucíferas (i.e. Brócoli, Coliflor, Repollo) que se producen en la zona. Su variabilidad 
espacial y temporal será influenciada por el tipo de uso de suelo que se esté generando en 
la superficie, puesto que esta variable generara modificaciones de tipo química por ejemplo 
la fluctuación del pH o potencial redox por riego o extracción de agua subterránea o por 
aplicación de diferentes tipos de agroquímicos, o por el periodo de régimen hídrico en que 
se encuentre la zona. 
 
Finalmente, se espera encontrar con base en los datos obtenidos, que el efecto generado 
por la actividad antrópica, en especial la agrícola, ha generado una presión continua en el 
tiempo sobre el recurso hídrico subterráneo sobrepasando las características de resistencia 
y resiliencia del ecosistema natural, y que se hace necesario implementar tecnologías que 
permitan la descontaminación del recurso y la minimización del impacto generado por 
actividades como el riego, explotación intensiva de los pozos de extracción, además de la 
necesidad de educar a la población respecto al uso sostenible del agua subterránea y de los 
agroquímicos utilizados en su producción. 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 



 

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2. INFORMACIÓN GENERAL 
 

2.1. METODOLOGÍA 
 

2.2. LOCALIZACIÓN Y EXTENSIÓN 
 

2.3. POBLACIÓN Y ACTIVIDADES 
ECONÓMICAS 
 

2.4. VÍAS DE COMUNICACIÓN 

CAPÍTULO 2. 
INFORMACIÓN 
GENERAL 



 

25 
 

2. INFORMACIÓN GENERAL 
 

2.1. METODOLOGÍA 
 
Se revisó y compiló la información bibliográfica disponible provista por las bases de datos 
del Servicio Geológico Colombiano [SGC], la Corporación Autónoma Regional de 
Cundinamarca [CAR], el Departamento Nacional de Estadística [DANE], el Instituto 
Geográfico Agustín Codazzi [IGAC], firmas privadas, entre otras. 
 

2.2. LOCALIZACIÓN Y EXTENSIÓN 
 
La cuenca hidrográfica del Rio Chicú, se encuentra localizada sobre los municipios 
cundinamarqueses de Tabio y Tenjo, al occidente de la sabana de Bogotá, departamento de 
Cundinamarca y de la Capital de la Republica de Colombia (Plano 1), ubicados en los 
planos del IGAC, escala 1:250000, 227-II-B, 227-II-D y 227-IV-B, con una extensión de 
147.93 km2. 
 

2.3.  POBLACIÓN Y ACTIVIDADES ECONÓMICAS 
 
Según el censo general del año 2005 realizado por el DANE, la población que habita estos 
municipios es divida en dos categorías: la primera ubicada en la cabecera urbana y la 
segunda en las zonas rurales de los municipios. En la tabla 2.1 se puede encontrar un 
resumen de la población que habita en cada uno de estos municipios: 
  

Tabla 2.1. Población de los municipios insertos en la cuenca 2005 y proyección a 2014 

 
Tenjo Tabio 

Personas 
2005 

Personas 
2014* 

Personas 
2005 

Personas 
2014* 

Área 
Cabecera 7962 9318 9330 12787 

Resto 8645 10418 11384 13604 
Total 16607 19736 20714 26391 

*Proyección de la población al año 2014 
Fuente: DANE, 2005a; DANE, 2005b; DANE, 2015, modificado por el autor 

 
Basados en los datos del DANE (2005a), sobre la cuenca habita una población aproximada 
de 27.991 habitantes  y una población proyectada de 33.340 habitantes proyectados para el 
2014, conociendo que sobre la cuenca se encuentra la totalidad del municipio de Tenjo y 
únicamente una zona rural del municipio de Tabio. Lo cual, en comparación con la población 
que habitaba la cuenca en el año 1990 de 13.687 (Robles y Sáenz, 1990) se puede notar un 
aumento del 204% para el periodo 1990 – 2005 (15 años) y un aumento del 119% para el 
periodo 2005 – 2014 (9 años proyectado). 
  
Tabla 2.2. Área cubierta por fincas con cultivos de papa 
 Área total del 

municipio 
[km2]  

Área total 
cubierta por 
fincas de 
papa [km2] 

% Área 
cubierta por 
papa 

Área total 
cubierta por 
fincas 
productoras 
de flores [km2] 

% Área 
cubierta por 
Flores 

Tabio 74.5 2.34 3.2 0.67 4.2 



 

26 
 

Tenjo 108 6.07 5.6 2.08 1.1 
Fuente: DANE, 2001; DANE, 2011. Modificado por el Autor 
 
Las principales actividades en el área son la agricultura de papa, cebada, hortalizas, la 
floricultura y la ganadería lechera. 
 
Con respecto al cultivo de papa, el cual es una de las actividades económicas más 
importantes de la región cundinamarquesa y del país, se encuentra que en los municipios de 
Tabio y Tenjo el área total cubierta y utilizada para el cultivo de papa es del 3,2 y 5,6% del 
área total municipal respectivamente (Tabla 2.2.), siendo esta utilizada “durante todo el año 
[aprovechando] las condiciones de clima y microclima predominantes en cada municipio con 
la existencia escasa de uso de tierras para cultivos transitorios o permanentes, (…) 
[generándose una] intensificación de las siembras a principios del segundo semestre del 
año, y una cosecha en el primer trimestre del semestre [del año siguiente, mostrando] la 
estacionalidad del cultivo” (DANE, 2001) (Figura 2.1). 
 

 
Figura 2.1. Caracterización de áreas sembradas y cosechadas. Cultivo de Papa. Departamento de 

Cundinamarca  
Fuente: DANE, 2001 

 
Otra actividad económica que se encuentra es la ganadería lechera, donde se produce el 
cultivo de pastos para ganadería y la presencia de ganado bovino en las fincas. Los 
municipios “tienen una evidente vocación lechera y debido a ello, el 69% de los animales 
son hembras (…) observándose una relación de 1,3 hectáreas por cada bovino” (DANE, 
2001) del área de las fincas paperas usados para la siembra de pastos. 
 
Por último, como cultivo intensivo, se encuentra la floricultura, la cual en los municipios 
Tabio y Tenjo presenta un área ocupada para este fin del 4.2% y 1.1% respectivamente del 
total del área municipal (Tabla 2.2.). En los cuales, el cultivo de las mismas se puede 
generar a través de invernaderos, o cultivos a cielo abierto. 
 

2.4.  VÍAS DE COMUNICACIÓN 
 
La principal vía de comunicación es la autopista Bogotá – Medellín, la cual permite el 
ingreso al área por el municipio de Tenjo, la segunda es la autopista Norte, que sale de 
Bogotá y que posee una variante que une a los municipios de Cajicá, Chía, Tabio y Tenjo. 
Además, existen numerosas carreteras sin pavimentar que comunican las diversas veredas 
y fincas. 
 



 

27 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

3. HIDROLOGÍA 
 

3.1. METODOLOGÍA 
 
3.2. CLIMA, HIDROLOGÍA Y 

VEGETACIÓN 
 
3.3. PARÁMETROS 

HIDROMETEOROLÓGICOS 
 
3.4. BALANCE HÍDRICO  

CAPÍTULO 3. 
HIDROLOGÍA 



 

28 
 

3. HIDROLOGÍA 
 

3.1. METODOLOGÍA 
 

3.1.1. INFORMACIÓN HIDROCLIMATOLÓGICA PRELIMINAR 
 
Se realizó la recopilación bibliográfica de la información hidrometeorológica histórica 
disponible de la Cuenca del Río Chicú de estudios realizados previamente, además de las 
bases de datos de organizaciones y entidades públicas encargadas de la gestión e 
investigación hídrica e hidrometeorológica, tales como la Corporación Autónoma Regional 
de Cundinamarca [CAR] y el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales 
[IDEAM], entre otras, teniendo en cuenta los parámetros involucrados en el balance hídrico 
propuesto, siendo estas la precipitación media mensual, la temperatura media mensual y 
uso del suelo de la zona. 
 

3.1.2. ANÁLISIS TEMPORAL Y ESPACIAL DE LA PRECIPITACIÓN 
 
Se recopiló la información histórica de precipitación de las estaciones controladas por la 
CAR y el IDEAM (Anexo 1). Con la información obtenida, se procedió a realizar el respectivo 
análisis de calidad de la información obtenida y la estimación de datos faltantes en las series 
pluviométricas.  
 

3.1.2.1. Estimación de Datos Faltantes 
 
Se utilizaron dos métodos de estimación de datos faltantes de acuerdo a las características 
de correlación entre las estaciones que presentan series de datos de comportamiento similar 
dentro de la misma área de influencia topoclimática (referencia) y la estación cuya serie 
tiene datos faltantes (estudio). Para la estación Providencia Gja., se utilizó el método de 
Regresión lineal Múltiple al encontrar estaciones con coeficientes de correlación: r>0.80 y 
para la Estación Tabio, Esperanza, Santa Inés y El Hato, el método de la Razón Ponderado 
usando las estaciones que presentaron coeficientes de correlación entre 0.70 y <0.80. 
 

3.1.2.1.1. Método de Regresión Lineal Múltiple 
 
El modelo de regresión lineal múltiple es idéntico al modelo de regresión lineal simple, con la 
única diferencia de que aparecen más variables explicativas (Ecuación 3.1.):  
 

𝑦𝑦 = 𝛽𝛽0 + 𝛽𝛽1𝑋𝑋1 + 𝛽𝛽2𝑋𝑋2 + ⋯+ 𝛽𝛽𝑘𝑘𝑋𝑋𝑘𝑘                    𝐸𝐸𝐸𝐸. 3.1. 
 
Para la aplicación de este método se normalizaron las series de datos (raíz cuadrada de la 
serie de datos) de las estaciones presentes en la zona, eliminando los datos ausentes de 
cada una de las series utilizadas. Para la aplicación de este método se utilizó el software R y 
la libreria psych (Revelle, 2013). 
 
Como consideraciones para el modelo determinado, si los coeficientes de regresión son 
diferentes de cero estadísticamente según prueba de t, al 5%, con un coeficiente de 
determinación mayor del 75% y se cumplen los siguientes supuestos: linealidad del modelo, 
varianza constante, independencia y normalidad de los errores, se tendría un método 



 

29 
 

estadístico para estimar los datos faltantes de la serie de estudio, simplemente 
reemplazando en la expresión obtenida, una vez identificado el tiempo en el cual falta el 
dato en la serie de tiempo, el valor correspondiente al mismo tiempo de ocurrencia del dato 
faltante de la serie de referencia (Medina, 2008).  
 

3.1.2.1.2. Método de Cociente Normal 
 
Para las restantes estaciones cuyo coeficiente de correlación no supera la barrera del valor 
±0.8, se utilizó este método, el cual se aplica cuando la precipitación anual de cualquiera de 
las estaciones de referencia, difiere más del 10% de la estación con el dato faltante (Medina, 
2008). Para ello, se tomó la precipitación anual de cada una de las tres estaciones y se 
multiplicó por la relación (cociente), entre la precipitación anual de la estación con el dato 
faltante y la precipitación anual de la estación de referencia (corrección estimada). Luego se 
obtuvo el valor faltante como al suma del producto de precipitación ocurrida en la estación 
de referencia y corrección estimada, dividida por 3, es decir (Ecuación 3.2.): 
 

𝐷𝐷𝑗𝑗 =
𝑎𝑎𝑗𝑗𝑝𝑝𝐴𝐴 + 𝑏𝑏𝑗𝑗𝑝𝑝𝐵𝐵 + 𝐸𝐸𝑗𝑗𝑝𝑝𝐶𝐶

3
                𝐸𝐸𝐸𝐸. 3.2. 

Dónde: 

𝑝𝑝𝑋𝑋 =
𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝐸𝐸𝑃𝑃𝑝𝑝𝑃𝑃𝑃𝑃𝑎𝑎𝐸𝐸𝑃𝑃ó𝑛𝑛 𝑚𝑚𝑃𝑃𝑚𝑚𝑃𝑃𝑎𝑎 𝑚𝑚𝑃𝑃𝑛𝑛𝑚𝑚𝑚𝑚𝑎𝑎𝑚𝑚 𝑃𝑃𝑚𝑚𝑃𝑃𝑎𝑎𝐸𝐸𝑃𝑃ó𝑛𝑛 𝑚𝑚𝑎𝑎𝑃𝑃𝑑𝑑 𝑓𝑓𝑎𝑎𝑚𝑚𝑃𝑃𝑎𝑎𝑛𝑛𝑃𝑃𝑃𝑃
𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝐸𝐸𝑃𝑃𝑝𝑝𝑃𝑃𝑃𝑃𝑎𝑎𝐸𝐸𝑃𝑃ó𝑛𝑛 𝑚𝑚𝑃𝑃𝑚𝑚𝑃𝑃𝑎𝑎 𝑚𝑚𝑃𝑃𝑛𝑛𝑚𝑚𝑚𝑚𝑎𝑎𝑚𝑚 𝑃𝑃𝑚𝑚𝑃𝑃𝑎𝑎𝐸𝐸𝑃𝑃𝑑𝑑𝑛𝑛 𝑚𝑚𝑃𝑃 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑓𝑓𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑛𝑛𝐸𝐸𝑃𝑃𝑎𝑎 𝑋𝑋

 

Dj = Precipitación estimada para el mes j 
aj, bj, cj = Precipitación registrada en las tres estaciones de referencia el mes j 
 

3.1.2.2.  Análisis Temporal de la Precipitación y Temperatura 
 
Se obtuvo el histograma de precipitación usando el promedio mensual interanual de 
precipitación para los años 1987 - 2012 (25 años) de las estaciones Providencia Gja 
(Cuenca Baja) y de la estación Tabio (Cuenca Alta). En torno a la temperatura media 
mensual, únicamente se tuvo en cuenta la estación de Providencia Gja, la cual presentaba 
una serie temporal completa (1987 - 2012; 25 años). 
 

3.1.2.3.  Análisis Espacial de la Precipitación 
 
Con base en los promedios mensuales interanuales de cada estación (1987 - 2012; 25 
años), se procedió a generar las isohietas para la región en estudio utilizando el software 
Surfer 10. Se generaron las isohietas de la precipitación media intermensual y de los meses 
de julio y octubre, debido que en dichos meses se da las épocas de déficit y exceso hídrico, 
respectivamente. 
 
Para la generación de estos mapas se realizó la determinación y ajuste del semivariograma 
experimental para cada uno y se estimaron los parámetros para el modelo lineal a través del 
ajuste por mínimos cuadrados. Con base en estos parámetros, se realizó el Kriging ordinario 
de cada uno de los datos de interés (i.e. precipitación media intermensual y precipitación de 
los meses de julio y octubre), entendiendo al Kriging como una técnica geoestadística que 
trata de expresar la tendencia que se presenta los datos trabajados y se basa en la 
interpolación, fundamentada en la regresión contra los valores observados en las estaciones 



 

30 
 

utilizadas y los datos que lo rodean, pesados de acuerdo a los valores de covarianza 
espacial (i.e. semivariograma) (Bohling, 2005). 
 

3.1.3. BALANCE HÍDRICO 
 
El balance hídrico climático para la zona de estudio fue el propuesto por Thornthwaite-
Mather (1955), la cual se refiere a las entradas y salidas de agua por precipitación (P) y 
evapotranspiración en un sistema, pudiéndose estimar la cantidad de agua que se pierde 
por evaporación desde el suelo y por transpiración de las plantas, también la cantidad de 
agua almacenada en el suelo y aquella que se escurre superficialmente y en profundidad 
(Figura 3.1.).  

 
AWC: Reserva de Agua útil (Por sus siglas en inglés: Available Water Capacity); AW: Agua Disponible en 

el suelo (Almacenamiento, por sus siglas en inglés: Available Water); ΔP: Precipitación Neta; P: 
Precipitación; ET: Evapotranspiración Potencial 

Figura 3.1. El reservorio del suelo y cómo se conecta con el caudal de descarga en la salida de la cuenca, 
Qo 

Fuente: Cornell Soil and Water Lab, Ecohydrology Group, Cornell University (2011) 
 
Los cálculos para determinar el agua disponible en el suelo se desarrollaron para cada mes, 
usando las precipitaciones medias mensuales (P) y la evapotranspiración potencial (ETP) 
media mensual determinada por el método de Thornthwaite. 
 

3.1.3.1. Evapotranspiración Potencial (ETP) 
 
Se estimó mediante el modelo propuesto por Thornthwaite (1948) los cuales están basados 
en la determinación de la ETP en función de la temperatura media, con una corrección en 
función de la duración astronómica del día y el número de días del mes (Almorox, s.f.), 
siendo el resultado básicamente, una relación empírica entre la ETP y la temperatura del 
aire, que a pesar de la simplicidad y las limitaciones obvias del método, funciona bien para 
las regiones húmedas (Ereño, 2012). 
 
El modelo matemático es la siguiente (ecuación 3.3.): 
 

𝐸𝐸𝐸𝐸𝑃𝑃 = 16𝐾𝐾 �
10𝑃𝑃
𝐼𝐼
�
𝑎𝑎

                    𝐸𝐸𝐸𝐸. 3.3. 

Dónde: ETP: Evapotranspiración Potencial [mm/mes] 



 

31 
 

  I = ∑i = ∑(t/5)1.514 

 t = temperatura media diaria del mes [°C] 
 ɑ = 6.75x10-9I3 – 7.71x10-7I2 + 1.792x10-5I + 0.49239 
 K = (N/12)(d/30) [días] 
 N = número máximo de horas de sol según la latitud [h] 
 d = número de días del mes. 

 
El valor N es determinado según lo siguiente (Tabla 3.1.). 
Tabla 3.1. Número máximo diario de horas de sol según latitud Norte 

 
3.1.3.2.  Reserva de Agua Útil (RAU) 

 
La capacidad máxima de retención de humedad depende de la textura de suelo y de la zona 
de actividad de las raíces (Thornthwaite y Mather, 1957, citado por Casas, Domínguez y 
Vela, 2011). Para la obtención de este parámetro se clasificó la capa de vegetación y sus 
clases texturales en la zona de estudio, utilizando los siguientes valores (Tabla 3.2.): 
 

Tabla 3.2. Valores de capacidad de retención de humedad 
por cobertura y textura 
Uso de Suelo y Vegetación Textura RAU 
Asentamientos humanos, 
infraestructura vial, sitios de 
extracción de materiales, 
zonas sin vegetación 
aparente 

Fina 5 

Media 5 

Cultivos de Riego 
Fina 100 

Media 125 

Cultivos de temporal 
Fina 150 

Media 200 
Pastizales y matorrales 
(secundarios) 

Fina 200 
Media 250 

Vegetación natural 
perturbada (matorral 

Fina 250 
Media 300 

Unidad: Horas/día 
Fuente: Chow, Maidment y Mays, 1984 



 

32 
 

xerófilocrassicaule, selva 
baja caducifolia, bosque de 
encuno y vegetación 
raparía 
Vegetación natural 
conservada (selva baja 
caducifolia, matorral xerófilo 
crassicaule, bosque de 
encino y vegetación mixta). 
Incluye cauces 

Fina 300 

Media 350 

Cuerpo de Agua -- 60 
Textura media (35% arcilla y menos 65% arena); textura fina 
(más de 35% de arcilla) 
Fuente: Ortiz y Ortiz (1990), citado por Casas et al (2011). 

 
Para la información referente a los mapas de uso de suelo y clases texturales, se tomó 
como base el Estudio General de Suelos y Zonificación de Tierras del Departamento de 
Cundinamarca, realizado por el IGAC, en donde se presenta la descripción de suelos a partir 
del análisis de la información existente para el departamento de Cundinamarca, 
reconociendo los suelos presentes en la zona de estudio. 

3.1.3.3. Almacenamiento de humedad en el suelo (Almt) 
 
Se refiere a la humedad que permanece en el suelo cada mes, los algoritmos matemáticos 
utilizados se pueden observar en la tabla 3.3. 
 

3.1.3.4. Diferencia de humedad en el suelo (ΔAlmt) 
 
Siendo la variación de la humedad en el suelo entre el mes actual y el mes anterior 
(Ecuación 3.4.), un valor negativo implicara sustracción de agua almacenada que será 
usada para la evapotranspiración, mientras que un valor positivo implica infiltración de agua 
en el suelo (Casas et al, 2011). 
 

∆𝐴𝐴𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝐴𝐴𝑚𝑚𝑚𝑚𝑡𝑡 − 𝐴𝐴𝑚𝑚𝑚𝑚𝑡𝑡−1                    𝐸𝐸𝐸𝐸. 3.4. 
 

3.1.3.5. Evapotranspiración Real (ETr) 
 
Referida a la cantidad de agua, expresada en mm/mes, que es efectivamente evaporada 
desde la superficie del suelo y transpirada por la cubierta vegetal, conforme a la 
precipitación y reservas de humedad del suelo. 
 

3.1.3.6. Déficit de humedad en el Suelo (Def) 
 
Es la diferencia de la ETr y ETP mes por mes (Ecuación 3.5.), donde esta variable se reduce 
al iniciar la temporada de lluvias hasta llegar a ser cero. 
 

𝐷𝐷𝑃𝑃𝑓𝑓 = 𝐸𝐸𝐸𝐸𝑃𝑃 −  𝐸𝐸𝐸𝐸𝑃𝑃                    𝐸𝐸𝐸𝐸. 3.5. 
 

3.1.3.7. Exceso de Humedad en el Suelo (Exc) 
 



 

33 
 

Solo presentándose en los meses lluviosos, producto de la saturación de suelo, que produce 
un exceso de humedad. Los algoritmos matemáticos utilizados se pueden observar en la 
tabla 3.3. 

 
3.1.3.8. Almacenamiento en la cuenca y descarga fluvial (S) 

 
Generado en los meses de exceso hídrico (ΔP > 0) cuando el suelo se encuentra 
completamente saturado, todo el exceso de agua (i.e. el agua que excede el RAU) es 
almacenada en la cuenca y a su vez alimenta el escurrimiento hacia los ríos (Qo) desde la 
cuenca (Ecuación 3.6.). Con el fin de estimar la lámina total de agua disponible para 
escurrimiento que se encuentra almacenada en la cuenca (S), se debe considerar (Casas et 
al 2011; Cornell Soil and Water Lab, Ecohydrology Group, Cornell University, 2011): 

𝑆𝑆𝑡𝑡 = 𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝑡𝑡 +
𝑆𝑆𝑡𝑡−1

2
                    𝐸𝐸𝐸𝐸. 3.6. 

 
En torno al escurrimiento, el modelo de Thornthwaite y Mather asume que esta descarga es 
una fracción constante del almacenamiento en la cuenca (Ecuación 3.7.), especialmente de 
la descarga del agua subterránea a los ríos (i.e. suposición del reservorio lineal) 
 

𝑄𝑄𝑜𝑜 = 𝑓𝑓𝑆𝑆𝑡𝑡                    𝐸𝐸𝐸𝐸. 3.7. 
 
Donde f es el coeficiente de reservorio (f < 1) (caso general f ≈ 0.5). En este trabajo, al no 
contar con los caudales de descarga, además que en la zona del estudio, los datos de 
escorrentía son afectados por numerosas represas y captaciones de agua que dificultan y 
desvirtúan su cuantificación (Robles y Sáenz, 1990) sumando que la presencia de 
sedimentos arcillosos favorecen los procesos de escorrentía, f será considerado con un 
valor de 0.8. 
 

3.1.3.9. Infiltración (Inf) 
 
Para su estimación, se retomó la fórmula del balance hídrico propuesta por Dunne y Leopold 
(1978), despejando la infiltración (Ecuación 3.8.): 
 

𝐼𝐼𝑛𝑛𝑓𝑓 = [(𝑃𝑃 − 𝑄𝑄𝑜𝑜 − 𝐸𝐸𝐸𝐸𝑃𝑃) + 𝐴𝐴𝑚𝑚𝑚𝑚𝑡𝑡] − 𝑅𝑅𝐴𝐴𝑅𝑅              𝐸𝐸𝐸𝐸. 3.8. 
 
Considerándose el parámetro de almacenamiento (Almt) refiriéndose a la humedad que 
permanece en el suelo cada mes de manera que resulta en un valor positivo para la 
infiltración; no obstante, la humedad que queda en las raíces de las plantas (RAU) se resta 
para el cálculo porque es un agua que permanece solo en las raíces y no permite su 
percolación a capas más profundas, no produciendo recarga al acuífero (Casas et al, 2011). 
 

3.1.3.10. Cálculos para la realización del balance hídrico de Thornthwaite-Mather 
 
Teniendo en cuenta que este procedimiento tiene las siguientes consignas básicas: 
 
 

1. Sí ΔP = P – ETP > 0 ∴ ETr ≡ ETP 
2. Sí ΔP = P – ETP < 0 ∴ ETr = P + ΔAlm 



 

34 
 

3. ΔAlm = Almt - Almt-1  
 

Se resume a continuación los cálculos propuestos para el balance hídrico (Tabla 3.3.). 
 
Tabla 3.3. Resumen de los cálculos para el balance de Thornthwaite-Mather 

Estado de Humedad 
Antecedente 

Almacenamiento 
(Almt) 

Perdida Potencial 
de Agua (PPaa) Exceso (S) 

• El suelo se está secando 
ΔP < 0 = 𝑅𝑅𝐴𝐴𝑅𝑅𝑃𝑃�

𝑃𝑃𝑃𝑃𝑎𝑎𝑎𝑎
𝑅𝑅𝐴𝐴𝑅𝑅 � = 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑎𝑎𝑎𝑎𝑡𝑡−1 + ∆𝑃𝑃 = 0 

• El suelo se está 
humedeciendo 

ΔP > 0, pero 
Almt-1 + ΔP ≤ RAU 

= 𝐴𝐴𝑚𝑚𝑚𝑚𝑡𝑡−1 + ∆𝑃𝑃 = 𝑅𝑅𝐴𝐴𝑅𝑅 𝑚𝑚𝑛𝑛 �
𝐴𝐴𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑅𝑅𝐴𝐴𝑅𝑅

� = 0 

• El suelo se está 
humedeciendo sobre su 
capacidad 

ΔP > 0, pero 
Almt-1 + ΔP > RAU 

≡ 𝑅𝑅𝐴𝐴𝑅𝑅 = 0 
= 𝐴𝐴𝑚𝑚𝑚𝑚𝑡𝑡−1 + ∆𝑃𝑃
− 𝑅𝑅𝐴𝐴𝑅𝑅 

ΔP: P – ETP; RAU: Reserva de Agua Útil; P: Precipitación; ETP: Evapotranspiración Potencial 
Fuente: Cornell Soil and Water Lab, Ecohydrology Group, Cornell University (2011), editado y 
traducido por el autor 
 

3.2.  CLIMA, HIDROLOGÍA Y VEGETACIÓN 
 
La región de estudio, se encuentra ubicada entre 74°7’ E – 4°45’ N y 74°5’ E – 4°54’ N, su 
elevación está comprendida entre 2550 y 3100 m.s.n.m.. El Clima de esta zona en general 
es frío semihúmedo (FsH) según la clasificación Caldas – Lang, la cual se basa en los 
valores de temperatura con respecto a su variación altitudinal [i.e. pisos térmicos] y no 
latitudinal, (…) y la efectividad de la precipitación que muestra la humedad (Gutiérrez, 1991) 
con una temperatura promedio mensual de 13,7 °C, una precipitación media anual de 853 
mm para la estación climatológica de Providencia Gja. (Código 21205980 operada por el 
IDEAM) para el periodo de 1987 – 2012 (25 años). 
 
La distribución de la precipitación en la zona es de carácter bimodal, influenciado por la 
Zona de Confluencia Intertropical (ITC), que determina las condiciones atmosféricas y 
climáticas de la zona, provocando dos periodos secos entre los meses de junio a septiembre 
y otro de diciembre a marzo y dos periodos lluviosos, generándose el primero entre los 
meses de abril y mayo cuando “la ITC se desplaza hacia el norte (…) lo cual va 
acompañado de un pequeño descenso en las temperaturas máximas y un aumento de las 
mínimas” (Eslava, 1993) y un segundo periodo lluvioso entre los meses de octubre y 
noviembre, en la cual “la ITC regresa a su posición norte más extrema, originando el 
segundo periodo lluvioso que es el más fuerte, (…) acompañado por un descenso en las 
temperaturas medias, disminución de las temperaturas máximas y un aumento de las 
mínimas (Eslava, 1993). 
Por su parte la cuenca, generada por las aguas que drenan hacia el Rio Chicú (Plano 1), 
tiene nacimiento al noreste del municipio de Tabio, y cruza la cuenca en su parte media 
pasando por los municipios de Tenjo y Cota, hasta desembocar al sureste sobre el emisario 
principal (Rio Bogotá). Actualmente, este rio es intermitente al igual que sus afluentes, de los 



 

35 
 

cuales se destacan las quebradas Tincé y Hota Montosa, las cuales nacen en la cuchilla de 
Paramillo y sirven de nacimiento a este rio (Alcaldía Municipal de Tabio, 2009).  
 
Por acciones antrópicas su recorrido natural ha sido alterado, evitando el drenaje natural 
hacia el afluente final debido que presentan represamientos, que almacenan cantidades 
importantes de agua destinadas principalmente para consumo humano y el abastecimiento 
para veredas aledañas (Robles y Sáenz, 1990).  
 
En términos de su uso por parte de los habitantes, la zona en estudio se encuentra ubicada 
en la mega zona del altiplano cundiboyancense, “la cual exhibe la máxima presión 
demográfica, demanda de alimentos y bienes y servicios y registra la mayor capacidad 
instalada de la infraestructura rural” (Consejo regional de planificación económica y social 
centro oriente, 1998), mostrando un uso intensivo delimitado a la zona plana, con cultivos de 
pasto para ganadería, esencialmente gramíneas y leguminosas forrajeas, y cultivos 
transitorios de papa, cebolla, hortalizas y como principal cultivo de tipo industrial el de flores, 
siendo este el de mayor importancia por su crecimiento y por el uso masivo del recurso 
hídrico superficial y subterráneo. Por su parte, en las zonas de montaña, la vegetación 
natural que se presenta en la zona es de reserva boscosa primaria y zonas no forestadas, 
las cuales se encuentran en proceso de reducción por efectos antrópicos. Se encuentra 
como vegetación típica el canelo, el a