CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA -CONCYT- SECRETARIA NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA-SENACYT-

FONDO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA -FONACYT-

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA CENTRO UNIVERSITARIO DEL NORTE

DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA

PROYECTO FODECYT 01-02

EVALUACION HIDROGEOLOGICA DE ALTA VERAPAZ

INFORME FI NAL

Dr. Rudy Machorro Sagastume Investigador Principal

Guatemala, Julio del 2005.

Unidad Ejecutora: Centro Universitario del Norte CUNOR. Departamento de Geología.

Nombre del Proyecto: EVALUACION HIDROGEOLOGICA DE ALTA VERAPAZ

Investigador Principal: Rudy Machorro bird@intelnet.net.@

Asistentes de investigación: Silvia Cortez Osmín Vásquez

Período en que se desarrolló la investigación: febrero 2004 a marzo 2005.

Explicación de la portada. Alta Verapaz es muy bien conocido por su espectacular paisaje. La foto superior izquierda muestra una cascada cerca de Cacki-peck, el principal distrito minero de plomo-zinc de Guatemala ubicado en el centro de Alta Verapaz. El mapa de corrientes muestra grandes contrastes en la densidad de drenaje lo cual tiene un fuerte control litológico y estructural. Es evidente la ausencia de comentes y la abundancia de ponors en regiones con paisaje kárstico. La fotografía inferior izquierda muestra uno de los cuerpos de agua que constituye el sistema Lagunas de Sepalau en Chisec. Por su belleza escénica este cuerpo de agua epikárstico es frecuentado por turistas. La fotografía inferior derecha muestra indígenas jóvenes transportando agua con cántaros. A pesar de que Alta Verapaz es la región con más lluvia del país son varias las poblaciones que carecen de un buen servicio de agua potable.

EVALUACIÓN HIDROGEOLÓGICA DE ALTA VERAPAZ *Dr. Rudy Machorro

RESUMEN El presente documento contiene los resultados de una primera aproximación

realizada para evaluar las condiciones hidrogeológicas del departamento de Alta Verapaz. Para llevar a cabo la evaluación se evaluó la hipótesis "Las condiciones hidrogeológicas del norte son significativamente diferentes a las del sur debido al fuerte contraste en el ambiente geológico". Para evaluar esta hipótesis se llevaron a cabo las siguientes actividades de gabinete: recopilación de toda la información existente sobre la temática, elaboración de un banco de datos hidrometeorológico para Alta Verapaz, elaboración de balances hídricos para la Vertiente del Golfo de México y del Atlántico, y análisis de una imagen satelital para producir un mapa de lineamientos. Las actividades de campo realizadas fueron el mapeo hidrogeológico a escala 1:250000, el monitoreo de caudales del Río Mestelá, y la construcción de un inventario de pozos de agua.

Los resultados del proyecto pueden resumirse de la siguiente manera. Se documentaron condiciones hidrogeológicas muy distintas para el departamento de Alta Verapaz. El 50% de la Vertiente del Atlántico consiste de rocas cristalinas con baja porosidad y permeabilidad primaria con bajo potencial para la formación de acuíferos. Sin embargo, el intemperismo y los eventos tectónicos que han afectado a estas unidades hidroestratigráficas cristalinas pueden condicionar porosidad y permeabilidad secundaria que contribuya a mejorar el potencial para la circulación y almacenamiento de agua. El 70% de Alta Verapaz consiste de rocas carbonatadas Cretácicas con diferentes tipologías del paisaje kárstico que tiene un excelente potencial para la formación de acuíferos con flujo turbulento. Sin embargo, por la alta densidad de dolinas y ponors en las rocas carbonatadas, se ha generado un ambiente altamente vulnerable para la contaminación de los acuíferos.

La Sierra de Chamá, una faja plegada de carbonatos Cretácicos, juega un papel primordial en la distribución de temperatura y patrones de lluvia que afectan a todo el departamento. El mapa de isoyetas elaborado muestra claramente que en las partes altas de la Sierra de Charná se alcanzan valores promedio de precipitación anual de 4.2m con un claro descenso en la cantidad de lluvia hacia las partes bajas tanto de la Vertiente del Atlántico como de la Vertiente del Golfo de México.

La disponibilidad de agua en forma de escorrentía superficial presenta fuertes contrastes derivados de la geología de las vertientes. Las cuencas compuestas por rocas cristalinas presentan una red hidrográfica de alta densidad en contraste con las cuencas donde predominan rocas carbonatadas con alto grado de karstificación donde se registra una ausencia notoria de canales fluviales. Para las comunidades asentadas en zonas kársticas, varias de ellas en Chisec, sería apropiado implementar un programa de exploración específico de aguas subterráneas que les permita abastecerse del vital líquido durante el verano.

*Doctor en Ciencias Geológicas

La calidad del agua de también muestra un fuerte control geológico ya que en sectores como la Laguna de Lachuá se han reportado altos valores de salinidad asociados a evaporitas y en casi todo el departamento elevadas concentraciones de dureza vinculadas con la disolución de las rocas carbonatadas. Es indudable entonces que las características hidrogeológicas de carácter regional que aquí se presentan pueden contribuir notablemente a un mejor manejo de los recursos hídricos de Alta Verapaz.

El banco de datos hidrometeorológico elaborado para todo el departamento permitió formular hipótesis iniciales de cambio climático para el departamento. La primera aproximación alcanzada permite inferir que la intensidad anual promedio de las lluvias ha disminuido hasta en un 40% durante el siglo pasado. Las causas precisas de estos cambios permanecen sin esclarecerse pero no resultaría raro que estén vinculadas al fenómeno de calentamiento global que experimenta el planeta.

El modelo conceptual de recarga hldrica que se utiliza en el país debe de revisarse minuciosamente y formularse de nuevo en base a un enfoque integral y multidisciplinario. Esto es necesario debido a que los mapeos realizados a la fecha, y que sirven de base para varios proyectos de reforestación, son insatisfactorios cuando se confrontan con la geología de las cuencas. De esta cuenta se formuló un nuevo modelo de recarga y descarga hídrica para el departamento de Alta Verapaz basado en geomorfología, clima, geologia, hidrología, y facies estratigráficas que permitió zonificar con mayor precisión la distribución espacial de estos procesos. El mapa generado constituye un perfeccionamiento a los esfuerzos anteriores realizados para la identificación de zonas de recarga hídrica de Alta Verapaz.

Aunque el presente estudio fue de carácter regional se llevaron a cabo dos acciones a nivel local debido a la importancia estratégica de los sectores investigados. El primer proyecto local fue el monitoreo de caudales del Río Mestelá, principal fuente de agua potable para Cobán. Los resultados muestran que el Río Mestelá tiene caudales muy aceptables, promedio de 10 m3/s, durante la época húmeda para abastecer de agua a Cobán. Sin embargo, durante la época seca se registra un fuerte descenso de caudales, alcanzando un promedio de 1 m3/s, sin que el cauce llegue a secarse. Se considera que este caudal de estiaje es mantenido principalmente por la contribución de flujo base que en ambientes kársticos es muy fuerte. Sin embargo, esta reducción drástica de caudales puede ser una seiial de alerta para realizar un estudio a mayor detalle de la cuenca del Río Mestelá.

El segundo proyecto de carácter local consistió en el mapeo hidrogeológico del área protegida Semuc Champey. Con las actividades de campo realizadas se pudo identificar las características fundamentales del paisaje del área protegida así como caracterizar apropiadamente los fenómenos hidrogeológicos que se presentan. El mapa hidrogeológico elaborado es un instrumento básico para la toma de decisiones y el mejoramiento del manejo del área protegida ya que a través del mismo se identificó la principal zona de recarga hídrica la cual debe de ser prioritaria para las actividades de restauración ecológica que se implementen.

Se recomienda distribuir la presente publicación dentro de instituciones que guardan una fuerte vinculación con el manejo de recursos hidricos del país así como enviar un ejemplar del proyecto a cada una de las municipalidades de Alta Verapaz.

HYDROGEOLOGICAL ASSESSMENT OF ALTA VERAPAZ *Rudy Machorro, Ph.D.

ABSTRACT This document contains the results of a first approximation carried out to evaluate

the hydrogeological conditions of the department of Alta Verapaz. To undertake this assessment we examined the following hypothesis "the hydrogeological conditions in the northem part are significantly different from the ones in the south due to the strong contrast in the geological environment". The hypothesis was teste through the following desk activities: gathering of al1 existing information, construction of a hydrometeorological data base, elaboration of water budgets for regional watersheds, Atlantic and Gulf of Mexico, and lineament analysis of a satellite image. Field activities included hydrogeological mapping on a scale 1:250000, discharge monitoring at Mestelá River, and water well inventory .

Results of the project can be sukmarized in the following manner. It was docurnented very different hydrogeological conditions for Alta Verapaz. About 50% of the Atlantic watershed consists of crystalline rocks with low primary porosity and permeability with low potential for aquifer formation. However, weathering and tectonic events that have affected these hydrostratigraphic units can create secondary porosity and permeability to improve the potential for water circulation and storage. About 70% of Alta Verapaz is made up of Cretaceous carbonate rocks with different types of karstic landforms with an excellent potential to form turbulent flow aquifers. However, the high density distribution of dolines and ponors in these carbonate rocks has generated high vulnerability for pollution of the aquifers.

The Chamá Range, a folded Cretaceous carbonate belt, plays a primary role in temperature and rainfall distribution patterns that affect the entire region, The constructed isohyetal map clearly shows that the highlands reach an average annual precipitation value of 4.2m with a significant decrement in rainfall quantity towards the lower parts in both the Atlantic and Gulf of Mexico watersheds.

Water availability as runoff shows major contrasts associated with the geology of the watersheds. Basins composed by crystalline rocks show a high density hydrographic network in relation to basins where carbonate rocks with high degree of karstification are dominant where fluvial channels are notoriously absent. For communities living in kartic areas, particularly in Chisecm it would be appropiate to implement a specific ground water exploration programme for water supply during summer.

Water quality also shows a strong geological control since areas such as Lachuá Lagoon have reported high salinity values which are associated with evaporates and nearly in the entire department high hardness concentrations are related to the dissolution of carbonate rocks. Therefore, there is no doubt that the regional hydrogeological characteristics presented here can contribute to a better management of water resources of Alta Verapaz.

*Ph.D. in geological sciences

vii

The hydrometeorological data base allowed the formulation of initial hypothesis of climate change for the department. The first approximation indicates that annual average rainfall has decreased about 40% during last cenhuy. The precise causes of these changes. remain unclear but it would not be rare that they could be related to the process of global warming affecting the planet.

It is recommended to revise carefully the conceptual model of recharge utilized in the country and to formulate a new one base on a multidisciplinary and integrated approach. This is necessary because mapping undergone so far, which is based to design and implement severa1 afforestation programmes, are unsatisfactory when confronted with watershed geology. We formulated a new recharge and discharge model for Alta Verapaz based on geomorphology, climate, geology, hydrology, and hydrostratigraphic facies to prepare a better zoning for the spatial distribution of theses processes. This map is a major improvement to previous efforts carried out to identify and map recharge zones in Alta Verapaz.

Although the present study had a regional approach we carried out two actions at the local leve1 due to the strategic importance of the investigated areas. The first local project was water discharge monitoring in Mestelá River, the main drinking water source of Cobán. Results show that Mestelá River has acceptable discharges, averaging 10 m3/s during the wet season, to supply water to Cobán. However, the river presents during the dry season a strong decrement in discharge, reaching an average of 1 m3ls without drying. It has been interpreted that base flow, particularly intense in karstic watersheds, plays a major role in keeping water discharge during the dry season. However, this major discharge change in the dry season should be an alert sign to carry out a more detail study of this watershed.

The second local project consisted in the hydrogeological mapping of the protected area Semuc Champey. Field activities pennitted to identify the fundamental aspects of the landscape as well as a characterization for the main hydrogeological processes. The hydrogeological map is a basic instrument for decision makers and for the improvement of the management of this protected area since through this study we identigy the main recharge zone which should have a top priority for activities regarding ecological restoration.

It is finally recommended to distribute this study among institutions that have a strong link with water management in the country and particularly to send a copy to each municipality of Alta Verapaz.

viii

Pagina

1 1 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6

INDICE DEL CONTENIDO

5

1

2

3

4

5.5 Formación Campur 5.6 Formación Sepur 5.7 Rocas Intrusivas Básicas

CAPITULO1 1 INTRODUCCION 1.1 Localización y acceso CAPITULO 11 ANTECEDENTES CAPITULO 111 OBJETIVOS 3.1 Objetivo general 3.2 Objetivos específicos CAPITULOIV - -

METODOLOGIA 4.1 Definición del problema 4.2 Elaboración de hipótesis 4.3. Verificación ylo modificación de hipótesis CAPITULOV CONTEXTO GEOLOGICO REGIONAL 5.1 Formación Tactic 5.2 Formación Chóchal 5.3 Formación Todos Santos 5.4 Formación Cobán

11 11 1 1

6

8 8 8 1 O 1 O 1 O

6.1 Poljé 6.2 Lomas residuales 6.3. Fluvio-karst

1 6.8 Sistemas de cavernas ( 16

5.8 Depósitos Terciarios-Cuaternarios CAPITULO VI RASGOS GEOMORFOLÓGICOS GENERALES DE ALTA

14 14 14

6.5 Dolinas 6.6 Campo de uvalas 6.7 Simas

11 12 12

14 15 16

7

- ~ -~ -~

7.1.3 Balance hídrico para la Vertiente del Atlántico 22 7.2 Análisis hidrometeorológico 7.2.1 Precipitación 3 1

7.1 Análisis hidrometeorológico para la Vertiente del Atlántico 7.1.1 Precipitación 7.1.2 Análisis de distribución estíacial de lluvias

6.9 Campo de mogotes CAPITULO VI1 HIDROMETEOROLOGIA

17 17 22

-

16 17 17

Página 3 3 35

39 3 9 44 49

1 8

7.2.2 Balance hídrico para la Vertiente del Golfo de México 7.2.3 Resultados de los Balances Hidricos para la Vertiente del Golfo de México 7.3 Caracterización Hidrogeológica Superficial 7.3.1 Vertiente del Golfo de México 7.2.2. Vertiente del Atlántico CAPITULO VI11 9 49 8.1 Análisis de la precipitación anual 49

49 -

10

11

12

13 -

14

15

59 MONITOREO DE CAUDALES EN EL FÚ0 MESTELA EVALUACIÓN HIDROGEOLOGICA 10.1 Análisis de imagen satelital LandSat 10.2 Actividades de mapeo hidrogeológico 10.3 Resultados del mapeo hidrogeológico regional CAPITULO XI HIDROGEOLOGÍA Y MANEJO DE ÁREAS PROTEGIDAS: ESTUDIO DE CASO PARA SEMUC-CHAMPEY 1 1.1 Introducción 1 1.2 Características generales de Semuc-Champey 1 1.3 Resultados del mapeo hidrogeológico de Semuc-Champey CAPITULO XII

52 56 5 6 5 6 5 8 66 66

66 66 66 70

CONCLUSIONES CAPITULO XIII RECOMENDACIONES CAPITULO XIV BIBLIOGRAFIA CAPITULO XV ANEXO Anexo 1 . Glosario de Términos Hidrogeológicos

72 73 73 75 75 75

INDICE DE CUADROS

7

( ( Cuadro 7.4. Humedad relativa del suelo calculada para la zona cristalina y 1 26 1

de la Evapotranspiración Potencial Ajustada Cuadro 7.3. Valores de coeficiente de escorrentía de Parrv

Cuadro 6.1. Tipología del paisaje kárstico CAPITULO VI1 Cuadro 7.1. Estaciones meteorológicas utilizadas para el análisis de precipitación en la Vertiente del Atlántico. Cuadro 7.2. Factor de Ajuste de acuerdo a la latitud para el cálculo

25

13

19

24

kárstica Cuadro 7.5. Valor de la humedad del suelo según la suma de los valores 27 negativos Cuadro 7.6. Cálculo de balance hídrico para la Estación Campo de Aviación de Cobán.

29

3 O 3 7 3 8 47 48

5 7 10

L

Cuadro 7.7. Cálculo del balance hídrico para la Estación Cahabón Cuadro 7.8. Balance hídrico para la Zona Lachúa Cuadro 7.9. Balance hídrico para la Zona Sachichaj Cuadro 7.10. Principales subcuencas del Río Cahabón Cuadro 7.1 1. Subcuencas del Río Polochic CAPITULO X Cuadro 10.1. Inventario de Pozos en el municipio de Cobán, A.V.

INDICE DE FIGURAS

Cabeceras Municipales involucradas dentro del estudio Figura 1.2. Mapa del Departamento de Alta Verapaz que muestra la

1 CAPITULO1 Figura 1.1. Mapa del Departamento de Alta Verapaz que muestra las

Figura 2.1. Mapa que muestra los principales ríos de Alta Verapaz. La línea a trazos representa la divisoria de drenaje superficial entre la

2 localización de las cabeceras municipales CAPITULO 11

Figura 6.1. Extremo oriental del Polje Chajmaíc al Este del departamento de Alta Verapaz. Figura 6.2. Distribución de dolinas y uvalas para el cuadrángulo Cobán Figura 6.3. Estructura cónica tipo mogote, típica del karst cónico de la

4

5

6

( zona. 7 1 CAPITULO VI1

Vertiente del Golfo de México y la Vertiente del Atlántico. CAPITULO IV figura 4.1. Mapa que muestra el límite hidrogeológico regional propuesto para Alta Verapaz. CAPITULOV Figura 5.1. Entorno geotectónico regional de Centro América Figura 5.2. Secciones estratigráficas CAPITULO VI

Figura 7.1. Localización de estaciones hidrometeorológicas para la vertiente del Atlántico Figura 7.2. Precipitación promedio mensual para el municipio de Cobán Figura 7.3. Precipitación promedio mensual para el municipio de Panzós. Figura 7.4. Modelo de elevación vertical de Alta Verapaz Figura 7.5. Contenido de humedad en función del tipo de suelo Figura 7.6. Relación de elementos del balance hidrico para la estación

1 Cobán 1 Figura 7.7. Relación de elementos del balance hídrico para la estación Cahabón Figura 7.8. Localización de estaciones hidrometeorológicas para la Vertiente del Golfo de México

1 Figura 7.9. Variación estaciona1 de lluvia para la Vertiente del Golfo de México Figura 7.10. Resultados del balance hídrico para Sachichaj

1 Figura 7.1 1. Resultados del balance hídrico para Lachúa

Figura 8.1. Precipitación anual para Cobán 8

Figura 7.13. Vista aérea de la Laguna Lachúa Figura 7.13. Fotografía que ilustra uno de los cuerpos de agua Sepalau CAPITULO VI11

xii

INTRODUCCI~N El Departamento de Alta Verapaz ocupa una extensión de 1 1,81 O km2 equivalente al 10.8% del

territorio nacional. Está compuesto por 16 municipios que son Cobán, Santa Cruz Verapaz, San Cristóbal Verapaz, Tactic, Tamahú, Tucuní, Panzós, Senahú, San Pedro Carchá, San Juan Chamelco, Lanquín, Cahabón, Chisec, Chahal, Fray Bartolomé de Las Casas, y La Tinta (Figura 1.1). La población de Alta Verapaz ascendía a 848,340 habitantes para el año 2001 (INE, 2002). Hace 7 años, únicamente el 25% de la población del departamento de Alta Verapaz contaba con servicio de agua entubada, por lo que el 75% restante tenía que utilizar agua directamente de fuentes naturales de abastecimiento que incluyen ríos, lagos, manantiales, y pozos hechos a mano (CONDECUR- SEGEPLAN-GTZ, 1995). La información disponible por parte de las instituciones antes señaladas sugieren que es necesario llevar a cabo un estudio hidrogeológico que permita documentar el estado actual de los recursos hídricos para la zona.

El presente informe describe las actividades llevadas a cabo para formular una primera aproximación regional de las condiciones hidrogeológicas existentes en Alta Verapaz. Ha sido ampliamente conocido que el territorio es drenado por las vertientes del Atlántico y del Golfo de México. Sin embargo, el conocimiento de la naturaleza hidrogeológica de estas vertientes ha sido bastante impreciso por lo que este estudio tiene como fin definir con mejor precisión las condiciones hidrogeológicas de Alta Verapaz. Se espera que el estudio pueda servir como un instrumento para un mejor aprovechamiento de los recursos hídricos de la región. Aunque el estudio es de naturaleza regional existieron algunos casos, particularmente áreas protegidas y sitios turísticos que se consideraron estratégicos, donde se realizaron investigaciones con mayor detalle.

El estudio hidrogeológico descrito en este informe contó con el apoyo logístico del Departamento de Geología del Centro Universitario del Norte CUNOR, extensión departamental de la Universidad de San Carlos de Guatemala USAC, y con el apoyo financiero del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de Guatemala CONCYT; ambas entidades, integran esfuerzos para llevar a cabo estudios que generen beneficios en los pobladores del departamento de Alta Verapaz y en el entorno en sí de la región.

1.1 Localización y acceso La mayor parte del Departamento de Alta Verapaz se localiza entre las coordenadas 15" 30' y

16" OO'de latitud norte y entre las coordenadas 80" 30' y 90" 30' de longitud oeste. Los principales centros urbanos emplazados en el área son Cobán, Santa Cruz Verapaz, San Cristóbal Verapaz, Tactic, Tamahú, Tucuní, Panzós, Senahú, San Pedro Carchá, San Juan Chamelco, Lanquín, Cahabón, Chisec, Chahal, Fray Bartolomé de Las Casas, y La Tinta. La localización de estas cabeceras municipales se indica en la Figura 1.2.

El acceso al área puede hacerse partiendo de la Ciudad Capital tomando la Carretera al Atlántico (CA-9) hasta llegar a la comunidad El Rancho del departamento de El Progreso (km 82) donde se toma la carretera CA-14 que va en dirección norte hasta el departamento de Alta Verapaz, llegando al municipio de Cobán, siendo éste el centro urbano más poblado dentro del departamento. El anterior recorrido descrito consta de 2 15 Km.

1. Cobán 2. Santa Cruz 3. San Cristóbal 4. Tactic 5. Tarnahú 6 . Tucurú 7. Panzós 8. Senahú 9. SanPedro

Carchá 10. San Juan

Chamelco 11. Lanquín 12. Cahabón 13. Chisec 14. Chahal 15. Fray

Bartolomé de Las Casas

Figura 1.1. Mapa del Departamento de Alta Verapaz que muestran la división político administrativa.

I I I I

Figura 1.2. Mapa del Departamento de Alta Verapaz que muestra la localización de las cabeceras municitiales.

ANTECEDENTES Se han realizado algunos intentos a nivel de país por llevar a cabo estudios hidrogeológicos. El

IGN (1971) preparó el mapa de cuencas para toda la República de Guatemala a escala 1:500,000. Este mapa muestra que el Departamento de Alta Verapaz es drenado por dos vertientes regionales. La Vertiente del Atlántico que comprende principalmente los Ríos Polochíc y Cahabón y la Vertiente del Golfo de México incluye los Ríos Sebol, Chixoy, Icbolay, y San Simón (Fig. 2.1). Tal y como se muestra más adelante, con los resultados provenientes de este estudio, la red hidrológica de Alta Verapaz es mucho más compleja de lo que muestra la Figura 2.1. La divisoria de drenaje superficial entre ambas vertientes que se muestra en la Figura 2.1 ha sido trazada en base a la topografía y no toma en cuenta las condiciones geológicas del área. Sin embargo, en terrenos kársticos como el norte de Alta Verapaz lo más apropiado es trazar el límite hidrológico en base a la geología y no únicamente tomando en consideración la topografía (Bogli, 1980; Bonacci, 1987; Avdagic, 1988).

Bonis (1972) llevó a cabo un reconocimiento del cinturón plegado de Alta Verapaz generando un mapa de la parte central del departamento a escala 1:250,000. El enfoque del estudio de Bonis fue básicamente tectónico y estructural por lo que a partir del mismo se definieron algunos rasgos fundamentales de la geología de Alta Verapaz. Muñoz (1991) preparó el primer mapa hidrogeológico para todo el país en base al mapa geológico a escala 1:500,000 publicado por el IGN (1970). Este mapa es el primer intento por caracterizar hidrogeológicamente todo el país. El mapa de Muñoz (1991) muestra que el Departamento de Alta Verapaz está compuesto principalmente por cuatro unidades hidrogeológicas denominadas: No. 6 depósitos sedimentarios Cretácico-Terciarios; No. 7 calizas y dolomías Cretácicas; No. 9 calizas y dolomías Pérmicas; No. 11 rocas ígneas y metamórficas.

90' 30' 90' 00' 80' 30'

Figura 2.1. Mapa que muestra los principales ríos de Alta Verapaz. La línea a trazos representa la divisoria de drenaje superficial, trazada en base a la topografía, entre la Vertiente del Golfo de México y la Vertiente del Atlántico.

OBJETIVOS Los objetivos de la presente investigación fueron los siguientes:

3.1 Objetivo general Elaborar el mapa hidrogeológico de Alta Verapaz a escala 1:250,000 llevando a cabo actividades de campo y de gabinete por un periodo de 14 meses.

3.2 Objetivos específicos Llevar a cabo un análisis hidrometeorológico para Alta Verapaz utilizando datos de lluvia, temperatura, y humedad relativa con fines de detectar cambios significativos en series de tiempo que sirvan de base para la elaboración de un modelo de cambio climático.

Construir un inventario de pozos de agua para las cabeceras municipales del departamento.

Generar un mapa de isoyetas para Alta Verapaz.

Evaluar el papel del agua subterránea en el abastecimiento de agua para las cabeceras municipales.

Identificar zonas de recarga y descarga para el departamento.

Aportar datos hidrogeológicos que contribuyan a un mejor manejo del recurso hídrico en zonas protegidas, sitios ecoturísticos, y zonas urbanas.

Determinar la influencia que ejercen los diferentes tipos de rocas y estructuras en las condiciones hidrogeológicas del departamento de Alta Verapaz.

Realizar un monitoreo de caudales para el Río Mestelá, principal fuente de agua potable para Cobán.

Realizar recomendaciones para el mejor manejo de algunas áreas protegidas que fueron mapeadas en cierto detalle tal como Semuc Champey y Lagunas de Sepalau.

CAPÍTULO IV METODOLOGÍA

El proyecto se desarrolló tomando en cuenta la metodología establecida por el método científico. Se llevó a cabo la siguiente secuencia de actividades científicas:

4.1. Definición del problema La presente investigación evalúa el papel que juegan las aguas subterráneas en una amplia

variedad de proyectos que se desarrollan en el departamento de Alta Verapaz. Esto incluye el manejo de áreas protegidas, sitios con potencial ecoturístico, fuentes de abastecimiento de agua potable, y riesgo hidrogeológico relacionado con inundaciones.

4.2. Elaboración de hipótesis La Figura 4.1 muestra un modelo hidrogeológico conceptual preliminar para el departamento

de Alta Verapaz. Este modelo fue preparado en base a datos regionales de geología (IGN, 1970), hidrología (IGN, 1971), y geomorfología (IGN, 1971) disponibles para la zona. El mapa muestra que Alta Verapaz consiste regionalmente de dos provincias hidrogeológicas muy distintas. La parte sur, que se muestra en rayado diagonal en la Figura 4.1, consiste de rocas Paleozoicas aparentemente de baja permeabilidad que alojan la cuenca del Río Polochíc y acuíferos con flujo laminar. La parte norte que abarca el 85% del Departamento está compuesta dominantemente por rocas carbonatadas Cretácicas que alojan acuíferos kársticos con flujo turbulento. Es notoria la presencia de ríos "ciegos" en esta zona lo que tipifica a los ambientes kársticos. Casi todas las áreas protegidas y sitios con potencial ecoturístico de Alta Verapaz se localizan en esta región kárstica.

I I I

50 Km

90' 30' 90' 00' 80' 30'

( Figura 4.1. Mapa' que muestra el 1ími:e hidrogeológico regiLnal propuesto para Alta Verapaz. Puede observarse que la divisoria de drenaje superficial no coincide con el límite hidrogeológico.

Este entorno hidrogeológico regional permitió formular la siguiente hipótesis:

Las condiciones hidrogeológicas del norte son significativamente diferentes a las del sur debido al fuerte contraste en el ambiente aeológico.

La verificación de esta hipótesis tiene importantes implicaciones prácticas. Para demostrar la validez de este planteamiento se citan dos casos que ocurren en Alta Verapaz. Es posible que las inundaciones que ocurren en Chahal, en un ambiente kárstico, estén influenciadas notablemente por la presencia de un nivel freático (superficie piezométrica) somero. De ser este el caso, el manejo de riesgo por inundaciones debe tomar en cuenta las condiciones hidrogeológicas del sitio.

Otro caso que ilustra lo relevante de verificar esta hipótesis ocurre en el área protegida Semuc- Champey. Esta área protegida se localiza en el municipio de Lanquín el cual muestra fuerte deforestación. Se ha promovido por parte del INAB la reforestación de zonas de recarga hídrica. Tal y como se discute más abajo, el concepto de recarga hídrica que se ha utilizado en el país no toma en consideración la geología de la zona. Con el mapeo geológico realizado para Semuc Champey puede priorizarse las zonas de acción en términos de reforestación y de este modo contribuir al manejo de esta área protegida en cuanto a la protección de su zona de recarga inmediata. Existen otros proyectos que se citan más adelante que apoyan el hecho de que es muy importante verificar esta hipótesis.

4.3. Verificación y10 modificación de hipótesis Se propusieron las siguientes actividades para evaluar la hipótesis:

4.3.1. Recopilación de información El proyecto contempló la colección de todos los datos hidrogeológicos publicados relacionados

con el proyecto. El Departamento de Geología del CUNOR cuenta con un banco de datos hidrometeorológico para Alta Verapaz el cual fue preparado como parte del proyecto de la cuenca del Río Cahabón que fue sido financiado por el CONCYT mediante FODECYT 13-00. También se tomaron en cuenta estudios hidrogeológicos realizados en otras regiones cuyo entorno hidrogeológico es similar al de Alta Verapaz. Debido a que el 85% de Alta Verapaz es kárstico se realizó una revisión bibliográfica de estudios hidrogeológicos en ambientes kársticos de otras partes del mundo (Llopis- llado, 1970; MilanoviC, 1981; Günay and Johnson, 1986). En relación con la porción sur de Alta Verapaz que aparentemente se caracteriza por un ambiente de baja permeabilidad también se revisaron estudios hidrogeológicos de regiones similares (Gale, 1982; Taylor, 1985; Black y otros, 1985).

4.3.2. Interpretación de información proveniente de sensores remotos Los sensores remotos han demostrado ser de suma utilidad en estudios hidrogeológicos de

varias regiones (Waters, 1990; Elkhatib and Günay, 1993). Esta actividad incluyó el estudio de imágenes de satélite disponibles para Alta Verapaz. Esta fase del proyecto permitió identificar rasgos geológico-estructurales regionales, incluyendo lineamientos, fallas y pliegues, que pueden tener un efecto en los patrones regionales de flujo de agua subterránea.

4.3.3. Modelo hidrolóeico Se procesaron los datos hidrometeorológicos disponibles para 37 estaciones de Alta Verapaz

con el fin de preparar el balance hídrico que pueda ser representativo de las dos vertientes emplazadas en el departamento. Aunque el registro de datos en las estaciones no ha sido continuo se procesó la información disponible con objeto de preparar el balance hídrico para las zonas donde existe suficiente

información. Para los sectores que carecen de suficientes datos se realizó una investigación bibliográfica de fórmulas empíricas que se adaptaran a la zona.

4.3.4. Elaboración del mapa hidro~eológico de Alta Verapaz Se construyó el mapa hidrogeológico a escala 1:250,000. Para ello se integró la información

geológica existente con la interpretación de sensores remotos y se realizaron levantamientos de campo. Los datos geológicos disponibles para Alta Verapaz incluyen la información geológica 1 :500,000 y los mapas geológicos 1 :50,000 para cuatro hojas topográficas. Esto indica que el 85% del Departamento no tiene mapa geológico a escala 1:50,000. No existe un mapa geológico a escala 1:250,000. La toma de datos en el campo se realizó con un enfoque hidrogeológico, en base a criterios científicos establecidos por la Asociación Internacional de Hidrogeólogos IAH y por otros organismos internacionales (UNESCO, 1977; Sarin, 1988). El mapeo hidrogeológico permitió una mejor definición de las unidades hidroestratigráficas y las provincias hidrogeológicas que componen el Departamento de Alta Verapaz. Las actividades de campo también enfatizo datos geomórficos ya que la estructura y morfología del terreno tiene un fuerte control en el flujo de agua subterránea (Currey, 1977; White, 1988; Ford and Williams, 1989; Coates, 1990). El mapa hidrogeológico elaborado se considera un instrumento útil para varios proyectos que puedan ejecutarse en Alta Verapaz.

4.3.5. Inventario de pozos Se realizó un inventario de pozos para las cabeceras municipales de Alta Verapaz. También se

documentó la presencia de manantiales naturales que indiquen la presencia del nivel fieático y que sirven de fuente de abastecimiento de agua para los municipios. Para el caso de zonas kársticas se han realizado recomendaciones en cuanto al emplazamiento de los pozos y el manejo de residuos sólidos.

4.3.6. Manejo de recursos hídricos La fase final del proyecto incluyó la integración de todos los datos disponibles para elaborar un

modelo hidrogeológico global que contribuya a un mejor manejo de los recursos hídricos disponibles. En la última década se ha enfatizado la utilización de diferentes plataformas SIG las cuales contribuyen a un manejo apropiado de los recursos hídricos (Kovar and Nachtnebel, 1996). La naturaleza del proyecto es tal que permitirá la colección de un amplio rango de datos en un área relativamente grande. Por lo tanto, se utilizó el sistema de información geográfica (SIG) ArcGIS para el manejo de datos espaciales y la preparación de diferentes mapas temáticos que integran el modelo hidrogeológico global, incluyendo mapas de escorrentía, lineamientos, litologías, y secciones.

CAPITULO V

CONTEXTO GEOL~GICO REGIONAL La geología de Guatemala se caracteriza por ser una de las más diversas de Centro América.

Esto se debe principalmente a que el país se localiza en la intersección de tres placas tectónicas principales (Figura 5.1) : 1) Placa de Cocos, 2) Placa del Caribe, y 3) Placa de Norteamérica. La Zona de Falla del Motagua se ha considerado como el límite entre las placas de Norteamérica (Bloque Maya) y la del Caribe (Bloque Chortís). La Figura 5.1 muestra la Zona de Falla del Polochic que atraviesa la parte sur de Alta Verapaz con orientación este-oeste. La traza superficial de la Zona de Falla del Polochic controla el cauce principal de una de las cuencas más importantes de la región como lo es el Río Polochic. Este control estructural en el flujo de corrientes superficiales es manifiesto en otras cuencas tal como Sachichaj, Cahabón, y Chiyú tal y como se manifiesta notablemente al sobreponer con el SIG la capa de corrientes superficiales con la de lineamientos y fallas estructurales.

- I

S O W aow /-

(*,N - '1

1 - - S S * "laca de Norte América -

/ Y- - / +

Figura 5.1. Entorno geotectónico regional de Centro América (Donnelly y otros, 1990)

Los diferentes trabajos geológicos de campo realizados durante los Últimos 30 años en Alta Verapaz han permitido identificar diferentes unidades litológicas. La columna estratigráfica generalizada para el centro de Guatemala donde se ubica Alta Verapaz se ilustra en la Figura 5.2. A continuación se describe brevemente las características de las principales formaciones.

5.1 Formación Tactic (Pt) Se encuentra distribuida sobre la parte sur del departamento, principalmente en el municipio de

San Cristóbal Verapaz y Tactic, formando una franja con orientación este-oeste que llega hasta el valle

CUATERNARIO \ Oeste de Guatemala

4 SEPUR

0 - 0~~

San Ricardo

l TODOS SANTOS

'iI, TACTIC

300] $ ?Chico1 ?Sacapulr

PENSYLVANICO m

CHUACUS

Belice Nnrte deCiiaternala

SEPUR --------------

CAMPUR -e------------

COB AN

TODOS SANTOS

Tactic

Figura 5.2. Secciones estratigráficas para el oeste y centro de Guatemala (Donnelly y otros, 1990).

del Río Polochic. La Formación consiste de lutitas de color café y negro y lodolitas con capas locales de cuarcita y dolomita. Localmente las lutitas son filíticas y en algunas zonas donde la erosión ha cortado profundamente en la formación, afloran pizarras y metacuarcitas (Millan, 1985).

De acuerdo con Walper (1960); Richards (1963) y Anderson et al., (1973) la Formación Tactic es de edad Pérmica ya que los fósiles en las capas de caliza de la parte superior de la formación indican esa edad.

5.2 Formación Chóchal (Pc) La Formación Chóchal dentro del departamento se restringe al área sur, formando un cinturón

orientado en dirección este-oeste desde el área central sur del municipio San Cristóbal Verapaz, Tactic y Senahú de Alta Verapaz, encontrándose bien dispersa a lo largo del sur de las zonas de falla Río Chixoy-Polochic.

Litológicamente, la Formación Chóchal consiste de dolomitas y calizas masivas, estratificadas, formadoras de escarpes, variando de color que van de gris-negro amarillento-medio a gris oscuro. Ocurren en zonas altamente fosilíferas con un alto contenido de hsulínidos, corales, braquiópodos, gasterópodos, crinoides, esponjas y algas.

Existe un contacto litológico marcado con la formación Tactic haciéndose hacia el oeste más gradual donde se intercala con la Formación Esperanza (Walper, 1960). La determinación de la edad de la formación Chóchal h e realizada por Vachard y otros (1977), en base a hsulínidos y algas del Leonardiano-Roadiano, pero con varios notables diacronismos.

5.3 Formación Todos Santos (JKts) Esta formación se encuentra alojada en pequeñas áreas en los municipios de San Cristóbal

Verapaz y Tactic. Consiste de areniscas conglomeráticas, limolitas y lutitas terrosas de dolor rojo, con un cuerpo lenticular de estratos de caliza marina presente localmente en la parte superior de la secuencia (Millan, 1985). Debido a la escasez de fósiles en la parte inferior de la formación Todos Santos, existe algo de incertidumbre en cuanto a su edad exacta, que ha sido variadamente asignada de Triásico tardío a Jurásico tardío (1962). De la misma manera, aunque la edad de la porción marina superior de la Formación ha sido incierta, la fauna que contiene indica una edad transicional Jurásico tardío-Cretácico temprano (Millan, 1985).

5.4 Formación Cobiin (Kc) La formación se localiza en la parte central y norte del departamento de Alta Verapaz, ocupando

gran parte de su extensión. Sapper (1899), dio el nombre de Cobán a una gruesa secuencia de carbonatos y evaporitas del Cretácico cerca de Cobán, Alta Verapaz (Millan, 1985). Sin embargo esta secuencia h e posteriormente dividida por Fourcade et al., (1994) en dos miembros:

a)Miembro dolomítico inferior: consistente de dolomitas oscuras, algunas veces cristalinas, calizas dolomíticas con contenido de miliólidos, y ocasionalmente algunas listas de calizas créticas, capas de brechas métricas y pluridecamétiricas de origen evaporítico; y

b)Miembro de caliza superior: compuesta de lodolita, wackestone o packestone con algunas listas de dolomitas y brechas, con elementos que pueden llegar a los 20 cm en tamaño. Litológicamente los elementos de estas brechas son idénticos con la roca caja. La parte superior de este miembro es de caliza de color claro y contiene fósiles distintivos, tales como Rudistas y foraminíferos grandes Dicyclina schlumbergeri, Pseudorhapydionina sp. y Valvulammina picardi.

La edad de la Formación Cobán es Aptiano-Santoniano (Fourcade y otros, 1994).

5.5 Formación Campur (Kca) La Formación Campur fue definida por Vinson (1962), cerca de la aldea Campur al norte de

Alta Verapaz. Consiste de calizas color gris, café-grisáceo a marrón de grano fino, con menor cantidad de dolomita y localmente está interestratificada con láminas delgadas de lutita, limolita y brecha de caliza o conglomerado. La formación Campur es muy fosilífera (rudistas y miliólidos) con fauna típica de antearrecife; característica típica que la diferencia de la Formación Cobán.

Fourcade et a1.,(1999), determinaron que las calizas con rudistas de la Formación Campur, aflorantes en la localidad tipo, son de edad Campaniana Temprano-Tardío.

5.6 Formación Sepur (KTs) La formación Sepur fue nombrada por Sapper (1899), basándose en un lugar llamado Sepur,

cerca del municipio de Lanquín y la aldea Campur. Ocurre en una banda orientada generalmente este- oeste, a través de Guatemala, encontrándose en los departamentos de Alta Verapaz, Baja Verapaz, Izaba1 y El Petén.

Está compuesta de arcillas de color café, lutitas, areniscas y margas, interestratificadas con lentes de caliza. Cerca del municipio de Lanquín (Alta Verapaz) se compone de conglomerados y areniscas gruesas, con fragmentos de cuarcitas (Millán, 1985). Fourcade et a1.,(1994), le da una edad de Maastrichtiano a la base de la Formación Sepur.

5.7 Rocas Intrusivas Biisicas Este tipo de rocas ocurren a lo largo de las fallas activas Polochic y Motagua y consisten de

grandes cuerpos de rocas ofioliticos, serpentinas Cretácicas, basaltos toleíticos y escasos cherts . radiolarios. Cuerpos alóctonos importantes de estas rocas componen la Sierra de Santa Cruz, al norte

del Río Polochic y una parte de la Sierra de las Minas, tendencia este-oeste, entre Purulhá y Tactic. Dentro de la Zona de Sutura del Motagua, Becalluva et. al. 1994 identificaron como unidades ofiolíticas: a)Unidad de la Sierra de Santa Cruz, b) Unidad Baja Verapaz, c) Unidad del Norte de la Falla del Motagua, d) Unidad Juan de Paz y e) Unidad al Sur de la Falla del Motagua.

Geológicamente la Unidad de la Sierra de Santa Cruz (SSC), se localiza al norte de la Falla Polochic, está claramente cabalgando las secuencias carbonáticas-terrígenas del Bloque Maya, mayormente sobre la Formación Sepur. La unidad de la SSC está compuesta de harzburgitas mantíferas serpentinizadas, gabros estratificados y basaltos. Estas rocas deben ser del Cretácico inferior en edad, generalmente toda la secuencia está deformada y raramente es bien reconocible; se subdivide en porciones tectónicas cortadas por fallas de alto ángulo (Becalluva, et. al, 1994).

5.8 Depósitos Terciarios-Cuaternarios Las principales formaciones de edad Reciente que se encuentran dentro del departamento son:

depósitos de suelos, pomáceos eólicos, en parte redepositadas y depósitos aluvionales; estos dos últimos predominan en la parte suroriental del departamento. Los depósitos aluvionales (Qa) más importantes de la parte norte del departamento se encuentran en los poljes y en áreas al norte de la laguna Lachuá y en el vértice del Chixoy.

Se incluyen también, sobre la parte norte del departamento, la Formación Caribe compuesta de arcillas variadas, lutitas arcillosas, arenillas, areniscas, calizas arenosas y conglomerados ricos en cuarzo; y los sedimentarios marinos que consisten de lutitas, grauvacas, calizas fragmentadas, margas, limolitas y calizas conglomeráticas; ambas conforman el Grupo Petén.

CAPITULO VI

6.1. RASGOS GEOMORFOL~GICOS GENERALES DE ALTA VERAPAZ La definición de las características geomorfológicas de una zona puede enfrentar

dificultades conceptuales ya que no existe una definición universal de lo que se llama paisaje. Es evidente que la definición de paisaje refleja aspectos culturales y técnicos de la persona que lo percibe. Independientemente de la definición que se adopte el paisaje puede considerarse un recurso renovable debido a su carácter dinámico y evolutivo así como a la condición de utilidad y escasez que presenta.

La Guía Técnica No. 1 del INAB (1999), citando a Villota (1994), define el concepto de paisaje de la siguiente manera "porción tridimensional de la superficie terrestre, resultante de una misma geogénesis, que puede describirse en términos de similares características climáticas, morfológicas, de material parental y de edad, dentro de la cual puede esperarse una alta homogeneidad pedológica, así como una cobertura vegetal o un uso de la tierra similares". Aunque esta definición es relativamente amplia, está enfocada a expresiones superficiales y no toma en consideración los paisajes subterráneos típicos de ambientes kársticos como los que se presentan en ~ el departamento de Alta Verapaz.

El término karst se deriva de la palabra serbo-croata krs y de la palabra eslovena kras que significa tierra pedregosa descubierta (GSI, 2000). Kras es una región de calizas, ahora parte de Eslovenia y Croacia, en la cual los paisajes kársticos están muy bien desarrollados y donde se realizaron los primeros descubrimientos importantes de cavernas del planeta. Geógrafos y geólogos han utilizado desde entonces el término karst para referirse a terrenos con paisajes que se producen principalmente por la disolución de rocas como caliza, dolomita, mármol, yeso y sal. La naturaleza del paisaje kárstico varía de un lugar a otro en función de condiciones hidrogeológicas locales.

Para describir el paisaje kárstico se utiliza una terminología específica la cual se indica en el Cuadro 1. Se utilizan estos criterios con objeto de individualizar las principales características del paisaje kárstico del departamento de Alta Verapaz. El Cuadro 1 muestra que el paisaje kárstico es altamente variado y que su diversidad depende de factores climáticos, hidrológicos y geológicos que contribuyen a su estado actual. La ausencia de corrientes permanentes e intermitentes en el 80% de la cuenca así como la presencia de abundantes dolinas, uvalas, valles ciegos, poljes, y cavernas indica que la zona presenta un alto grado de desarrollo kárstico. El desarrollo de las formas que indica el Cuadro 1 es fuertemente dependiente de las características geológico-estructurales existentes en el departamento.

Dentro del departamento de Alta Verapaz han sido identificados dos tipos de unidades morfoestructurales siendo estas: a) plataforma y b) sistemas plegados. La unidad de plataforma se encuentra en el borde norte del departamento con una dirección preferencial este-oeste y pertenece fisiográficamente a las tierras sedimentarias bajas del norte. Se caracteriza por presentar una topografía relativamente plana con una elevación promedio de 200 msnm. Sobre esta unidad se localizan los poblados de San Luis Ixcán, Rubelsanto, Raxujá y Fray Bartolomé de las casas entre otros, los cuales se comunican por medio de la carretera Transversal del Norte. La ausencia de dolinas en esta unidad morfoestructural es otra característica particular de la misma, ya que por existir una litologías dominante en superficie no es susceptible a procesos de disolución, aunque por sus propiedades hidráulicas derivadas de la composición litológica (areniscas) y la condición estratigráfica de esta unidad ha dado lugar a la generación de humedales. El sistema kárstico dominante en esta unidad morfoestructural se denomina karst de llanura.

La unidad morfoestnictural de sistemas plegados se caracteriza por la presencia de anticlinales y sinclinales donde se manifiesta el karst de montaña. El caso típico lo constituye la Sierra de Chamá, una faja plegada de rocas carbonatadas con ejes de orientación este-oeste. Tal y como se discute más abajo, la Sierra de Chamá tiene un fuerte control en la distribución de

temperatura y lluvia para Alta Verapaz. El karst de montaíia se caracteriza por la abundancia de dolinas, simas, cavernas, y poljes. La distribución espacial de estas estructuras kársticas se discute más abajo.

Cuadro 6.1. Tipología del paisaje kárstico

Fluviokarst (merokarst)

Estructuras con relieve negativo

Referencia CvijiE (1960)

Nombre Holokarst

Valle kárstico

Descripción Región con drenaje y paisaje completamente kárstico Región con características mezcladas de karst y CvijiC (1960 fluvial Valle con escaso drenaje; pérdida de flujo de

1 Dolina

1 1 de varias dolinas 1 1

White, 1988

diámetro de pocos metros a más de 1,000m. La profundidad varía de menos de lm a cientos de metros

I ciego I Son depresiones, parecidas a las uvalas, que se forman en las etapas finales de degradación de

tributarios hacia sistemas.de aguas subterráneas Depresión somera en forma de plato que varía en

1

Cockpit

White, 1988

Uvala Depresiones cerradas que se forman por la unión m

valles con escaso drenaje Dolinas grandes que se localizan en calizas de gran espesor y clima tropical. La localidad tipo es la región cockpit en Jamaica, faja carbonatada de 30km de ancho por 90 km de largo. El nombre proviene de la semejanza que tiene las depresiones

superficie puede variar desde 2 km2 hasta cerca de 400 km2. En regiones kársticas de Yugoslavia de se han encontrado más de 100 poljes. El fondo del polje normalmente es plano, contiene aluvión, y están rodeados por montafias de caliza con fuerte pendientes. El piso de los poljes tiende a utilizarse para agricultura, ganadería, carreteras, y

Polje

Sweeting, 195 8

con las arenas de peleas de gallos (cock). Depresión larga y cerrada con piso plano. La Géze, 1968

1 Cafión

1 relieve positivo 1 residuales 1 encima de planicies. En algunos lugares A se 1 1 Estructuras con

kbanizáciones. Garganta de paredes subverticales normalmente excavadas por corrientes alógenas (que nacen

La unidad morfoestructural de sistemas plegados ocupa la mayor extensión dentro del departamento y tiene como característica el relieve en estructuras plegadas presentes que se encuentran principalmente en roca caliza de las formaciones Campur y Cobán (de edad Cretácica) y en lutitas y calizas interestratificadas de la formación Tactic (de edad Pérmica) así como en rocas

Géze, 1968

Colinas

Karst cónico- torres

fuera de regiones calcáreas). Colinas aisladas de calizas que se levantan por

conocen como hums. Colinas residuales con pendientes verticales a subverticales. La forma de los conos y torres, también llamados mogotes, puede variar considerablemente.

White, 1988

White, 1988

sedimentarias carbonatadas de la formación Chocha1 (de edad Pérmica) y capas rojas de la formación Todos Santos (de edad Jurásico-Cretácico).

A continuación se brinda una descripción de cada unidad de paisaje presente en el departamento.

6.1. Polje Los poljes constituyen formas kársticas de absorción de mayor extensión superficial. La

mayoría de humedales de Alta Verapaz están alojados en estas estructuras que constituyen zonas de descarga hídrica. Los principales centros urbanos y actividades agropecuarias del departamento están emplazados en esta unidad y la distribución espacial de esta unidad geomorfológica se concentra principalmente sobre la parte central y norte del departamento de Alta Verapaz. La figura 6.1 muestra una estructura tipo polje ubicada dentro de la cuenca Chajmaíc. Tal y como se discute más adelante los poljes ocurren en el fondo de sinclinales (pliegues cóncavos donde las rocas más jóvenes se encuentran en el centro).

Figura 6.1. La foto izquierda muestra un polje que aflora al oriente de la cuenca del Río Chajmaic. La foto derecha ilustra un humedal alojado en el centro del polje y que sirve de hábitat a una especie endémica conocida como cocodrilus acutus.

6.2. Lomas residuales Bajo esta unidad se agrupan remanentes elípticos de caliza localizados en la parte central y

oriental del polje. Estos cerros remanentes se aprecian muy bien en la Figura 6.1. El carácter remanente de la unidad implica un alto contenido de margas dentro de la secuencia carbonatada. Su distribución espacial esta muy relacionada con la unidad de Polje que se encuentra al centro y norte del departamento.

6.3. Fluvio-karst Al observar la red hidrológica de Alta Verapaz que se describe más adelante se percibe que

esta unidad aflora en principalmente sobre al oeste, sur y suroccidente del departamento. Estos rasgos se explican en base a la hidrogeología de la zona y normalmente indican la presencia de secuencias margosas interestratificadas con calizas. Las elevaciones del terreno varían de 180 a 460 msnm con alturas máximas de la unidad y las elevaciones inferiores en el costado noroeste.

6.5 Dolinas Las dolinas son el resultado de la infiltración del agua por las intersecciones de diaclasas o

fisuras menores donde se crea una zona de máxima disolución y en consecuencia se produce una emigración de caliza disuelta hacia abajo y por consiguiente la pérdida de volumen del conjunto produciéndose un hundimiento embudiforme llamado dolina. La distribución espacial de estas

estructuras kársticas se mapeó en base a los cuadrángulos topográficos 1:50,000 publicados para Alta Verapaz por parte del IGN. En este trabajo participaron no solo los asistentes de investigación de este proyecto sino varios estudiantes del curso Campaña Geológica que se ofrece al término de la Carrera de Ingeniero Geólogo. La distribución espacial de dolinas para todo el departamento de Alta Verapaz se muestra en el Mapa l . Tal y como se discute más adelante las dolinas juegan un rol dominante en la infiltración y percolación de agua hacia el subsuelo y ultimadamente en la delimitación de zonas de recarga hídrica.

6.6. Campo de uvalas Esta unidad geomorfológica se encuentra distribuida en el centro y norte del departamento y

su génesis esta muy relacionada a la unidad de dolinas de la región. Cuando las dolinas evolucionan más rápidamente en superficie que en profundidad, es frecuente que los bordes de dos dolinas vecinas se conjuguen, originando una depresión más amplia, llamada uvala, la cual ha perdido ya su forma primitiva, condicionada exclusivamente por la estructura y la disolución. Las estructuras kársticas pueden apreciarse en diferentes escalas. De este modo la Figura 6.2 permite apreciar la distribución espacial de dolinas y uvalas, así como los principales ríos, para el cuadrángulo Cobán. En esta figura la diferencia entre dolina y uvala se realiza fundamentalmente en términos de tamaño de modo que los cuerpos rojos grandes y alargados constituyen uvalas mientras que los cuerpos pequeños y semicirculares se consideran dolinas.

Figura 6.2. Distribución de dolinas y uvalas para el cuadrángulo Cobán.

Debido a que las dolinas y uvalas son estructuras de subsidencia donde se infiltra considerables volúmenes de agua no es apropiado que estas depresiones se utilicen para la descarga de aguas residuales ni para el depósito de residuos sólidos. En la mayoría de modelos hidrogeológicos se considera que las zonas kársticas son altamente vulnerables a la contaminación. Estas consideraciones hidrogeológicas no han sido tomadas en cuenta en lugares como Cobán y Lanauín va aue el basurero de ambas localidades se encuentra emolazado en dolinas ubicadas amas

arriba de las comunidades. Por lo tanto, es de esperarse que la calidad del agua que reciben los pobladores aguas abajo pueda ser impactada en función del tipo de residuos que se esté depositando aguas arriba. ' 1

6.7. Simas La sima de hundimiento es consecuencia de la evolución en profundidad de una dolina. Las

simas o formas de desarrollo vertical en un aparato cárstico se encuentran localizadas en zonas próximas a la superficie. Estas simas pueden observarse en algunos lugares accesibles y turísticos tales como en las cuevas Bombil Peck localizadas en la cabecera municipal de Chisec y en las cuevas de Candelaria, donde el colapso del techo de los conductos subterráneos debido a la inestabilidad en que habían quedado como producto de la disolución, han formado orificios con paredes verticales que incluso pueden observarse en la superficie del terreno funcionando como ventanas por medio de las cuales penetra la claridad de la luz exterior.

6.8. Sistemas de cavernas Tal y como se indicó en el párrafo anterior se han detectado sistemas de cavernas dentro del

departamento que tienen fuerte potencial ecoturístico pero el reconocimiento realizado muestra que ambos están amenazados por actividades antropogénicas. El primer Plan de Manejo de Cavernas del país se implementó por parte de AID para las cuevas de Candelaria, ubicadas en Chisec a 1 lOkrn de Cobán, y se considera que ha funcionado exitosamente. Sin embargo, al observar la abundancia de ríos ciegos y ponors que muestra el mapa de red hidrográfica para Alta Verapaz puede concluirse que la exploración de sistemas de cavernas se encuentra todavía en una etapa incipiente.

6.9. Campo de mogotes Su distribución se limita a la unidad litológica de calizas y dentro del departamento se

observa en su parte central y norte. Topográficamente esta unidad se encuentra entre los 180 y 320 msnm siendo el incremento de la elevación notable hacia el sur. La unidad consiste de una alternancia de mogotes, que tienen pendientes entre 85 y 90°, con valles ciegos de pendiente relativamente baja (0-10"). Es el caso típico de karst cónico. La Figura 6.3 ilustra una estructura cónica tipo mogote en Raxruha, Fray Bartolomé Las Casas.

Figura 6.3. Estructura cónica tipo mogote típica del karst cónico de la zona.

CAPITULO VI1

7.1 Análisis Hidrometeorológico para la Vertiente del Atlántico

Se recopiló y amplió la información meteorológica disponible para el departamento de Alta Verapaz (Yash, 2003; Bran, 2003; Coy, 2004; Ramos, 2004). Es importante resaltar que el proyecto FODECYT 13-00, aprobado por CONCYT para la parte superior de la cuenca del Río Cahabón, contribuyó notablemente a conformar el primer banco de datos hidrometeorológico para Alta Verapaz que ahora se utiliza para los modelos que se incluyen como parte del proyecto FODECYT 01-02. La localización de las estaciones hidrometeorológicas para la Vertiente del Atlántico se muestra en la Figura 7.1. Se realizó un análisis de datos de lluvia para la región y los resultados pueden resumirse de la siguiente manera.

7.1.1. Precipitación Las condiciones climáticas del departamento de Alta Verapaz corresponden con las de clima

tropical del tipo semicálido - frío. Los datos del promedio de precipitaciones indican un paulatino incremento de éstas conforme nos acercamos a la temporada de lluvias que presenta cuatro máximos, siendo desde junio a septiembre, a partir del cual vuelven a decrecer hasta final de diciembre. En definitiva cumplen con las condiciones descritas para el clima de la zona.

Se recolectaron datos de precipitación de 48 estaciones situadas dentro de la Vertiente del Atlántico (Cuadro 7.1). El registro de lluvia fue diaria en las estaciones, pero sólo se evaluó el promedio mensual de lluvia para la mayoría de ellas, todas las estaciones de precipitación fueron ubicadas en el mapa de Alta Verapaz. A continuación se reportan los resultados del análisis de lluvia por municipio.

Municipio de Cobán El municipio de Cobán cuenta con seis estaciones meteorológicas, pero únicamente la

Estación Campo de Aviación se mantiene en funcionamiento en cuanto a la medición de precipitación. Las estaciones Cobán, Planta de agua potable, Chimax, Santa Margarita y Campo de Aviación, mantienen una continuidad en cuanto a la misma cantidad de lluvia registrada, por lo que la época de lluvia se inicia en el mes de junio con un rango de cantidad de precipitación de 260-3 18 mm y una máxima de 278-384 mm en el mes de octubre, siendo un período de lluvias de 4 meses.

El promedio anual de lluvia en la estación Cobán es de 2000 mm durante 1947 a 1952 (Figura 7.2). Mientras que la estación Samac (período 1914-1917 y 1929-1951) muestra mayor registro de lluvia con un promedio mensual de 543 mm superior a las demás estaciones meteorológicas.

Por lo tanto las seis estaciones conservan una cierta similitud en cuanto a los patrones de incremento y decremento de la precipitación, con máximos en dos meses del año siendo el primero entre finales de mayo y principios de junio y el segundo tiene lugar en el mes de octubre.

Municipio de Carchá El municipio de Carchá dispone de seis estaciones meteorológicas con distintos años de

registro, siendo las estaciones: Campur, Chajcar, Chiacam, Xicacao, Santa Cecilia y San Vicente. El comportamiento de las primeras cinco estaciones resaltan que el patrón de lluvias muestra dos puntos máximos siendo en los meses de junio y octubre, pero poco marcado respecto en los dos últimos meses. Cabe señalar que patrones de lluvia permanecieron similares y uniformes, de manera que los contrastes de lluvia no fueron abruptos entre los meses de junio a octubre.

Precipitación promedio mensual para el municipio de Cobhn

A

O

- - -- - -

g so -- -- - - - - - -- -- - - - - - -

o , $ . 8 $ $ $ $ Q . # $ $ $ s

Mes

- Estación Cob-án -C Estaclón Sta. Margarita 1 Figura 7.2. Precipitación promedio mensual para el municipio de Cobán.

Cuadro 7.1. Estaciones meteorológicas utilizadas para el análisis de precipitación en la Vertiente del Atlántico.

Nombre de la Ubicación 1 Períodos de registro ( Estación

1.1.1 1.1.2 1.1.3

1.1.6

1.3.7 1.3.10 1.3.1 1 1.3.13

Sub-Estación Cobán Planta de Agua Potable

Chimax

Samac

1.7.5 1.7.6

E 782524, N 17 15260 1956-1979; 1989-2000

San Vicente Xicacao

Sais Santa Cecilia

E 786148, N 17 1 16 14 E 780 178, N 17 12002 E 782316, N 1712797

E 773622, N 171 1462

1.1.8 1.2

E 832906, N 1696320 1953-1989

1.7.11 Cahaboncito E 869892, N 171 1710 1970-1979

1.8.3 San Cristóbal E 771040, N 1700207 1967-200 1

San Luís Tinajas

1947- 1952 1956- 1978 1908-1910; 1914-1917; 1930-1932; 1957-1960 1914-1917; 1930-1951

E 791517, N 1711682 E 813253, N 1714859 E 805811, N 1715866 E 0804901, N 1714777

1.7.2 1.7.3

Campo de Aviación Cahabón A

1958-1961 1950-1952; 1957-1961 1930; 1932; 1957-1960 1970-1979 1982-1989

E 857873, N 1703402 E 858018, N 1694177

Finca Constancia Mocca

1934-1959 1951-1958 1934-1946

E 778185,N 1711517 E 834002, N 1727709

1971-2003 1955- 1959

E 85 1688, N 1694202 E 812998, N 1702210

1955- 1989 191 1; 1928; 1930;

Para la estación San Vicente reflejo un invierno poco seco y luego manifestó un ligero aumento de la lluvia en el mes de octubre. En la estación Chajcar la cantidad de lluvia fue de 2900 mm durante 3 décadas, con un máximo en el año 1987 de 4000 mm de lluvia. Esto manifiesta una tendencia cíclica de incremento y decremento de las lluvias durante los distintos años registrados para esta estación. Para las demás estaciones, los promedios anuales de lluvia son: San Vicente de 2000 mm; Xicacao 3000 mm manteniéndose constante y unifonne caso por 14 años y en la estación Santa Cecilia la lluvia oscila entre 2500-3000 mrn.

1.1 1.10 1.11.1 1 1.14.1 1.14.2 1.14.3

Municipio de San Cristóbal El patrón de lluvias muestra que la época de mayor precipitación ocurre en los meses de

junio a noviembre, presentando un máximo en septiembre y el período de menos lluvia ocurre entre los meses de enero a mayo. El promedio anual de lluvia durante los últimos 22 años es 2000 mm.

Municipio de Cahabón Las tres estaciones ubicadas dentro del municipio de Cahabón son la estación Cahabón A,

Cahabón B y Cahabón C. Las tres estaciones conservan cierta similitud en cuanto a los patrones de incremento y decremento de lluvia, con máximos en el mes de junio y disminuyendo la cantidad de lluvia en el mes de agosto y volviendo a tener un ligero ascenso en el mes de octubre.

El promedio anual de lluvia en la estación Cahabón A, Cahabón B, y Cahabón C es de 2 100 mm, 2300 mm y 2223 mm respectivamente, lo que refleja que Santa María Cahabón es una región con precipitación similar a San Cristóbal dentro del área de estudio.

La Mocca Los Alpes Argentina Bella Vista

Guaxac

Municipio de Tucurú En el municipio de Tucuní se ubicaron seis estaciones meteorológicas de distintos años de

registro y que dejaron de funcionar hace varios años, siendo la estación Argentina, Bella Vista, Guaxac, Finca La Concepción, La Esperanza y Los Alpes.

1.14.5 1.14.6 1.15.1

E 830220, N 1700372 E 8257 12, N 1698308 E 821956, N 1695701 E813260,N1695120 E 808301, N 1696052

1960- 1989 1960- 1989 1958-1989 1

1945-1958 1945-1958

La Esperanza Los Alpes

Papalj á

E 81 1521, N 1690132 E 818457, N 1704667 E 828026, N 1694735

1957-1969 1930; 1934-1959 1990-2003

El promedio mensual de lluvia para diferentes estaciones reflejó que la época de mayor precipitación ocurrió entre junio a septiembre siendo un invierno relativamente corto y con una disminución en agosto en cuanto a la cantidad de lluvia.

El promedio anual de lluvia para las estaciones de TucurÚ son. Argentina 3100 mm; Bella Vista 4000 mm; Guaxac de 3000 mm; Concepción de 3000 a 3300 mm; en la Esperanza el promedio es menor a los 3000 mm lo que refleja un bajo nivel de precipitación en esta zona y para los Alpes la distribución espacial son mayores a 3100 mm. Todas manifiestan una tendencia uniforme y constante en cuanto a la cantidad de lluvia precipitada en los diferentes años.

Municipio de Senahú El promedio de lluvia para diferentes períodos de registro de diez estaciones ubicadas dentro

del municipio de Senahú, siendo la estación Actelá, Rubeltzu, San Juan, Seamay, Sepacuite, Trece Aguas, El volcán, Separnac, La Mocca y Los Alpes, evidencian un invierno extremadamente lluvioso, siendo los máximos de junio, julio y septiembre, poco marcado respecto agosto. Estas precipitaciones se caracterizan por unas elevadas intensidades, es decir, una gran cantidad de agua caída en un corto plazo de tiempo y también conservan una cierta similitud en cuanto a los patrones de incremento y decremento de la precipitación.

El promedio anual de lluvia para la estación Actelá es 3000 mm; la estación Rubeltzul predominan lluvias mayores a los 4000 mm. Para las demás estaciones, los promedios de lluvia son: San Juan de 3500 mm; Seamay de 4000 mm, que actualmente sigue funcionando la estación; Sepacuite de 3500 mm; Trece Aguas mayores a 3500 mm y las estaciones Volcán, Sepamac, La Mocca y Los Alpes han mantenido un rango de lluvia promedio anual de 3000-4000 mm. Todos los valores de precipitación son casi mayores a 3500 mm, lo que refleja que el municipio de Senahú es una de las regiones con más lluvia del departamento de Alta Verapaz.

Municipio de Panzós La Figura 7.3 muestra el promedio de lluvia para diferentes períodos de registro de ocho

estaciones ubicadas dentro del municipio de Panzós. La estación San Luis y El Porvenir puede observarse un ascenso brusco en el mes de junio donde se producen las máximas precipitaciones y luego disminuye hasta el mes de diciembre. Mientras que para la estación Cabañas, La Constancia, Mocca, Tinajas, Saquija y Finca Panzós el desarrollo de precipitación parece normal y constante desde el mes de julio a septiembre y poco marcados respecto a los meses de octubre y noviembre.

Las estaciones Cabañas, Constancia, La Mocca, San Luis y Tinajas han mantenido un promedio de lluvia de 2600 mm, 2800 mm, 3900 mm, 2500 mm y 2900 mm respectivamente, ambas revelan un patrón cíclico de ascenso y descenso de la lluvia durante los distintos años de registro. Mientras que la estación El Porvenir ha registrado un promedio de 2900 rnm para el período de 1968 a1979 y que luego manifestó un brusco incremento de la lluvia a 6000 mm durante la última década 1980-89. La estación Saquijá tiene un promedio anual de lluvia de 3000 rnm para el año 1966 y que luego desciende bruscamente la cantidad de lluvia a 1000 mm para el año 1982. Para las demás estaciones, los promedios de precipitación son: Panzós 2500 mm; estación Jolomijix de 3000 mm (para el período 1976-82) y aumentando las lluvias en 1983-88 con precipitaciones de 5000 mm.

l Precipitación promedio mensual para el municipio de Panzós

A # $ $ ' $ 8 * . $ $ $ $ g Mes

Figura 7.3. Precipitación promedio mensual para el municipio de Panzós.

Municipio de La Tinta Para el período 1990-2003, el patrón de lluvia detectado muestra que la época de mayor

precipitación ocurre entre los meses de junio a septiembre (con un máximo en julio). En cuanto a la precipitación pluvial es notoria la uniformidad de la cantidad de la lluvia que cae durante los años 1990 a1997 siendo un promedio de 2200 mm, pero es relevante señalar que para los últimos años (1998-2003) la cantidad de lluvia a disminuido en promedio de 1000 mm.

7.1.2 Análisis de distribución espacial de lluvias para la Vertiente del Atlántico Para realizar una interpretación adecuada de la información de la precipitación fue necesario

calcular la estimación de datos faltantes de precipitación de las estaciones que tienen períodos incompletos en sus registros de lluvia, por lo que la estimación de estos datos se realizó por "Correlación Lineal por el método Grájico ". Únicamente se consideraron datos de lluvia de 26 estaciones con registros de 45 años (1956 a 2002) para realizar el mapa de isoyetas de la vertiente. Los datos de la Vertiente del Atlántico se integraron con los datos de la Vertiente del Golfo generando el Mapa 2 que ilustra la distribución espacial de lluvia para el departamento de Alta Verapaz.

Puede observarse que el comportamiento de lluvias dentro de la Vertiente del Atlántico es muy variado, manifestando una mayor distribución de la precipitación al este (específicamente en áreas del municipio de Senahú) con valores anuales promedios de 4,000 a 4,200 rnm, mientras que en los municipios de Cobán, Carchá, Chamelco, Santa Cruz, San Cristóbal y Tactic, los valores de precipitación promedio son de 2,000 a 2,500 mm; los valores más bajos se registran en los municipios de Chahal y Panzós con un promedio de 1,500 mm de precipitación, por lo que puede observarse que la topografía ejerce un control notable en los patrones de dispersión de la lluvia y que las regiones más altas registran la mayor cantidad de lluvia. De modo que para el trazo de isoyetas fue sumamente útil el modelo de elevación digital de Alta Verapaz que se ilustra en la Figura 7.4.

7.1.3 Balance Hídrico para la Vertiente del Atlántico Se realizaron balances hídrjcos para dos estaciones de la vertiente siendo la estación Cobán

año 2003 y la estación Cahabón correspondiente al año 2002; únicamente estas estaciones disponen de información actualizada de la precipitación pluvial y temperatura media, mientras que las demás

estaciones no disponen de mucha información e incluso actualmente se carece de unidades de medición en funcionamiento cuyo registro esté a cargo del INSIVLTMEH o de otras entidades.

A continuación se describe la metodología generalizada utiliza para el cálculo de los balances hídricos. Se utilizó la forma más general de esta ecuación:

donde: A A = Cambio en los almacenamientos E = Entradas en el sistema (precipitación, escorrentía) S = Salidas en el sistema (evapotranspiración, infiltración)

Figura 7.4. Modelo de elevación vertical de Alta Verapaz

Evapotranspiración: el calculo de la evapotranspiración potencial se realizó con la Ecuación de Thornthwaite:

donde, ETP = evotranspiración potencial a = 0 . 0 0 0 0 0 0 6 7 5 ( ~ ~ ~ - 0 . 0 0 0 0 7 7 1 ( ~ ~ ) ~ + 0 . 0 1 7 9 2 ( ~ ~ ) + 0.49239 t = temperatura

TE es la sumatoria de los índices de calor (It) para los doce meses del año en cuestión, el cual se calcula con la siguiente ecuación:

Por lo tanto, TE es igual a:

Evapotranspiración ajz~stada: al multiplicar el resultado de la evapotranspiración potencial por el factor de ajuste de acuerdo a la latitud de donde se encuentra la cuenca, se obtiene la evaporación ajustada quedando la ecuación de la siguiente forma:

ETP, = 16 x - (factor de ajuste) [:J ETP, = Evapotranspiración ajustada

El valor del factor de ajuste se encuentra en el Cuadro 7.2.

Cuadro 7.2. Factor de ajuste de acuerdo a la latitud para el cálculo de la evapotranspiración

Fuente: Lu y otros, 1985

En caso de que la zona de interés no coincida con los valores de latitud proporcionados por el Cuadro 7.2 se realizan las interpolaciones del caso para obtener los factores de ajuste requeridos.

Escorrentía: para el cálculo de la escorrentía se utilizó el coeficiente de escorrentía de Parry (Cuadro 7.3), que toma en cuenta el tipo de superficie, vegetación y pendiente.

Tomando en cuenta que Alta Verapaz puede dividirse globalmente en facies hidroestratigráficas cristalinas y facies hidroestratigráficas kársticas, se decidió asignarle a la zona cristalina un valor de escorrentía igual a 0.6, debido a su pendiente y al tipo de materiales que existen en esta área. Para la zona cárstica el valor de escorrentía se consideró igual a 0.3.

Tipo de área

Cuadro 7.3. Valores del coeficiente de escorrentía propuestos por Parry. l Coeficiente de escorrentía, C

plana (2 2%)

Potreros Áreas de tierra

Pendiente media (2 - 10%)

Los prados y tierras de pastura

Fuente: Lu y otros (1 985)

Pendiente abmpta ()1 0%)

0.25 0.60

Tierra cultivada Impermeable (arcilla)

Permeable (limos)

Al obtener los coeficientes de escorrentía, la ecuación de escorrentía E,, queda de la siguiente forma:

E, = P x C

0.25

donde, P = precipitación C = coeficiente de escorrentía

0.30 0.65

0.50 0.25

Infiltración: en el calculo de infiltración se utiliza la precipitación ocurrida en el mes, menos la escorrentía superficial calculada, quedando la ecuación de la siguiente forma:

0.30 0.70

0.30

Humedad relativa del suelo: a la infiltración (1) se resta la evapotranspiración ajustada, dando un valor residuo que nos indica la humedad del suelo. Cuando el resultado es positivo, la humedad del suelo es total, cuando es negativo, la humedad del suelo va en disminución del máximo que puede tener el suelo. Cuando ocurren valores negativos sucesivos, estos se suman, y establecen la perdida de humedad del suelo con respecto a la evapotranspiración, como indica la siguiente formula:

0.35

0.55 0.30

NEG(I - ETP Aj)

0.60 0.35

La estimación de humedad relativa se basa en los siguientes supuestos: J Espesor del suelo: en este caso el espesor del suelo en la zona cristalina se consideró de 0.7 m y

de 3.0 m para la zona cárstica; J Tipo de suelo: franco arcilloso (clay loam) para la zona cárstica y franco arcilloso ligero (light

clay loam) para la zona cristalina; J Contenido de agua: estos datos se obtienen en base a la Figura 7.5 y para cada área son: 17 y 18

c d m , en la zona cárstica y cristalina, respectivamente.

Asignando todos los valores considerados, estos se multiplican, para obtener la humedad relativa del suelo. Los resultados se muestran en el Cuadro 7.4.

Cuadro 7.4. Humedad relativa del suelo calculada para la zona cristalina y kárstica

Los datos de humedad total del suelo, ocurren cuando el resultado de 1 - EVT no es negativo. El Cuadro 7.5 establece los valores de humedad relativa del suelo en función de la pérdida de humedad (sumatoria de los valores negativos), asignando un valor máximo de 300. Debido a que el valor de la región cárstica es de 5 10, se le asigna el máximo valor 300.

l

LOAM

Zona

kárstica cristalina

Figura 7.5. Contenido de humedad en función del tipo de suelo (Lu y otros, 1985).

Espesor del suelo

3 0.70

Contenido de agua (mmlm)

170 mm/m 178. mm/m

Para el calculo de la humedad del suelo, cuando la NEG(I - ETP Aj) no es un número exacto

de acuerdo a la columna 1 (Cuadro 7 3 , se realiza una interpelación de valores.

Humedad relativa del suelo (mrn)

510 125

Temperatura: se utilizó la temperatura promedio de cada mes durante el año 2003 para Cobán y el año 2002 para Cahabón.

Precivitación: se utilizó la precipitación ocurrida en cada mes del año 2003 para Cobán y del año 2002 para Cahabón.

7.1.3.1 Resultados de los balances hídricos en la Vertiente del Atlhntico Los resultados numéricos de los balances efectuados se muestran en los Cuadros 7.6

(Cobán) y 7.7 (Cahabón). El valor más alto de escorrentía superficial anual se registra en la estación Cahabón (Figura 7.6). Las estaciones restantes manifiestan valores inferiores a este, pero por otro lado, la precolación es mucho mayor en la zona de Cobán. Esto es debido a que en el área de Cobán la litología que predomina son rocas carbonatadas con abundantes cavidades y muy fracturadas. Además en la zona figura un fuerte drenaje kárstico, y que favorece a una mayor capacidad de alimentar acuíferos y conductos de agua subterráneos. Por otra parte tiene un impacto directo en cuanto a la alta vulnerabilidad a la contaminación de acuíferos y manantiales.

En cuanto a la evapotranspiración, se hace notorio que en la estación Cahabón (Figura 7.7) los valores de evapotranspiración real anual son claramente superiores a la estación Cobán. Además, este factor se conserva durante el transcurso del año un comportamiento similar al de la temperatura media, esto provoca que el más alto valor de evapotranspiración real corresponda a los meses más cálidos (además son regiones con una elevada temperatura y se encuentra topográficamente más bajo).

Cuadro 7.5. Valor de la humedad del suelo según la suma de los valores negath (des

800 1 O00

1 4 1

10 4

20 10

Relación de los elementos del balance hidrico para la estacidn Campo de Aviación

+ Es co rre n tia l l - Infiltraci6n

Humedad del suelo

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Pgo Sep Oct Nov Dic

I Mes

-- - -

Figura 7.6. Relación de elementos del balance hídrico para la estación Cobán

Relación entre los elementos del balance hidrico de la estación Cahabón

[*~va~otrans~iracibn real 1 +Precipitacibn media

1 + Escorrentla 1 - Infiltracibn 1 -C ~urnedad del sudo

Percolacibn

Mes 1

Figura 7.7. Relación de elementos del balance hídrico para la estación Cahabón.

30 Cuadro 7.7. Cálculo de balance hídrico para la Estación Cahabón.

Ago

26.6 12.56

132.54 1 .O8 143.14 213.5

0.45 96.075

117.43 -25.71

-798.28 1.14

Parámetro

Temperatura ("C) >

Indice de calor Evapotranspiración Potencial Factor de Ajuste Ep Ajustada Precipitación Coeficiente de escorrentía Escorrentía Superficial Infiltración 1 - Ep Ajustada Sumatoria Neg (1 - Ep Ajustada) Humedad del suelo

Abr

26.6 12.56

132.54 1.04 137.84 32.2

0.45 14.49

- 17.71 - - - - -

-120.13

-573.01 2.29

Sep

27.9 13.5

161.04 1 .O2 164.26 312.4

0.45 140.58

171.82 -~7.56

1 O0

Feb

22.5 9.75

66.93 0.91 60.90 57.3

0.45 25.785

31.52 -29.39

-210.96 12.54

Jun

27.4 13.14

149.58 1 .O8 161.54 327.3

0.45 147.29

180.02 - - - - -

18.47

1 O0

May

27.1 12.92

143.00 1.1 1 158.73 406.6

0.45 182.97

- 223.63 -

64.90

1 O0 Cambio en la Humedad del suelo Evapotrans.Rea1 Percolación

Símbolo

T Ic

Ep (mm) Faj Epaj(mm) P (mm)

Ce Es (mm)

1 (mm)

Hs(mm)

Mar

31.7 16.38

271.19 1 .O3 279.33 68.0

0.45 30.6

37.40 - - - -

-241.93

-452.89 1

-97.71

115.42 O

Jul

34.2 18.38

369.69 1.12 414.06 390.0

0.45 175.5

214.50 -299.56

-772.57 1.1

Ene

30.2 15.22

222.51 0.97 21 5.83 62.3

0.45 28.035

34.27 --181.57

-181.57 18.1 5

-5.61

37.13 O

Oct

26.2 12.28

124.59 1.01 125.83 292.1

0.45 131.45

160.66 3 4 . 8 2

1 O0

Epr(mm) Per(mm)

-1 1.54

48.94 O

158.73 125.89

34.27

Nov

24.6 11.16

96.33 0.95 91.52 191.3

0.45 86.085

105.22 13.70

161.54 67.567

Dic

23.8 10.61

84.17 0.97 81.65 114.5

0.45 51.525

62.98 -18.67

-816.95

Total Anual 328.8 158.46

1954.10

2034.63 2467.50

1110.38

1357.13

-98.9

313.40 O

-0.04

117.47 O

164.26 54.424

125.83 78.636

91.5 42.394

-98.98

161.96 O

1530.47 368.90

7.2 Análisis Hidrometeorológico para la Vertiente Del Golfo De México La localización de las estaciones hidrometeorológicas de la Vertiente del Atlántico se

muestra en la Figura 7.8. Al observar el mapa de estaciones meteorológicas puede advertirse que dentro de la vertiente no se ha contado con una distribución apropiada de unidades de medición, al extremo que actualmente el Instituto Nacional de Sismología, Vulcanología, Meteorología e Hidrología (INSIVUMEH). solo dispone de las estaciones San Agustín Chixoy, Ixcán, Setaña, Secol, Chiquixjí, Cubilguitz y Chixoy-Quiché. Esto ha obligado a auxiliase de estaciones relativamente cercanas para realizar los cálculos posibles. Los informes de temperatura media son mucho menos continuos que los de precipitación pluvial. Los reportes de temperatura media comprenden un período de 44 años (1960-2003) con datos faltantes de hasta 43 años como es el caso de la estación Sebol, e incluso actualmente dentro de la vertiente se carece de unidades de medición en funcionamiento cuyo registro esté a cargo del INSIVUMEH.

7.2.1 Precipitación Los datos de precipitación pluvial de la Vertiente del Golfo de México se encuentran

documentados con un período de registro que comprende 90 afios (19 14-2003). No obstante, estos informes carecen de una estricta continuidad a través del tiempo, ya que la ausencia de datos entre la clausura de una estación meteorológica y la habilitación de una nueva ha dado lugar a la pérdida de información, abarcando periodos de hasta 50 años. Por lo tanto la vertiente no cuenta con una distribución apropiada de unidades de medición, al extremo que actualmente el INSIVLTMEH solo dispone de las estaciones: San Agustín Chixoy, Ixcán, Setaña, Secol, Chiquixjí, Cubilguitz y Chixoy-Quiché. Esto ha obligado a auxiliarse de estaciones relativamente cercanas para realizar los cálculos posibles para la vertiente en cuestión.

Para el cálculo de la precipitación, se establecieron 4 zonas dentro de la vertiente siendo: Lachuá, Chajmaíc, Sachichaj y San Cristóbal. Para la zona Lachuá se emplearon los datos de las estaciones: San Agustín Chixoy, Rubelsanto, Sebol, Fray Bartolomé de las casas, Malecón y Chahal (registros de 19596-1960,1970-1979 y 1981-1998). Para la zona Chajmaíc se tomó en consideración las estaciones: Chisec, Cubilguitz, Secol, Campur y Santa María Cahabón (registros de 1930, 1932,y 1956-2001). En el caso de la zona Sachichaj se utilizaron las estaciones: Chinasajub, Setaña, Chiquixjí, Raxajá, Chimo, Santa Margarita, Samac, Chirresquiché y Quixal (período de 1914- 1953 y 1956-200 1). Por último para la zona San Cristóbal se emplearon los datos de las estaciones: La Navidad, Cerro la Laguna, La Providencia y Chixoy-Quiché (registro de 1950- 1953, 1975-1979 y 1990-2003). Los resultados del procesamiento de datos de lluvia para estas zonas se muestran en la Figura 7.9 y pueden resumirse de la manera siguiente.

a) Zona Lachuá Se observa que en esta zona existen variaciones drásticas de precipitación que ocurren

principalmente durante los meses de junio hasta agosto, donde el máximo lo alcanza en el mes de julio. Otro período similar, aunque menos drástico ocurre en los meses de septiembre a noviembre. A partir de este último período de precipitación, se presenta una época seca entre los meses de enero a mayo. El promedio anual de lluvia para la zona Lachuá es de 2,767.98 mm.

b) Zona Chaimaíc La zona Chajmaíc muestra un patrón de lluvia similar al de la zona Lachúa, con un período

de lluvias más continuo y variaciones menos drásticas entre cada pico de precipitación dentro del mismo. La época seca en la zona, inicia a partir del mes de diciembre hasta el mes de mayo, aunque durante

Chisec

San Agustín Chixoy

Ixcán

Cahabón B

Santa Margarita Xicacao 15'30' - . *Chimax Chajcar Campo de Aviación

Estacibn meteorológica con dato de nrecinitacihn aniial en mm *

Escala Grdfica La Concepci6nm

Figura 7.8. Localización de estaciones hidrometeorológicas para la Vertiente del Golfo de México (ligeramente modificado de Ramos, 2004)

este período mensual. A noviembre.

se hacen presentes pequeñas precipitaciones cuyo valor máximo alcanza los 200 rnm . partir del mes de mayo inicia la época lluviosa que se prolonga hasta el mes de La zona Chajmaíc presenta un promedio anual de lluvia de 3,039.60mrn.

-

Precipitación media mensual para las zonas de la vertiente del Golfo de México

1 -Lachut! -Chajmaic -Sachichaj S a n Cristóbal

Figura 7.9. Variación estaciona1 de lluvia para la Vertiente del Golfo de México

C) Zona Sachichai La época lluviosa para la zona Sachichaj inicia en el mes de mayo y finaliza en el mes de

enero, ocurriendo durante este período dos picos de precipitación bien definidos aunque representan variaciones menos drásticas en comparación con las zonas de Lachúa y Chajmaíc. A partir del mes de febrero se denota una disminución en cuanto a precipitación de lluvia en la zona, esta época seca se extiende hasta finales del mes de abril. El promedio anual de precipitación en la zona de Sachichaj es de 3,389.8 lmm.

d) Zona San Cristóbal El patrón de lluvias para esta zona es similar a la zona Sachichaj, ambas zonas conservan un

comportamiento más uniforme con contrastes menos abruptos en relación a los observados en las zonas Chajmaíc y Lachuá. El período de lluvias en la zona San Cristóbal inicia en el mes de mayo hasta el mes de enero, presentándose dos picos de precipitación, uno durante el mes de junio y el otro en el mes de octubre. Durante los meses de diciembre hasta abril se observa un período seco para la zona. El promedio anual de lluvia en la zona San Cristóbal es de 2,839.86 mm.

7.2.2 Balance hídrico para la Vertiente Del Golfo De México Para los cálculos de balance hídrico de la Vertiente del Golfo de México se utilizó la misma

metodología que se describió para la Vertiente del Atlántico con algunas variantes que se describen a continuación.

En relación con los cálculos par el índice térmico anual los datos necesarios para la zona de Lachuá se obtuvieron a partir de las estaciones meteorológicas Ixcán, San Agustín Chixoy, Rubelsanto y Sebo1 (datos de 12960, 197011989 y 2003); para la zona Chajmaíc se utilizaron las

estaciones Secol, Sebol, Santa María Cahabón y Rubelsanto (datos de 1960, 1972/90). Para la zona Sachichaj se tomaron los datos de Chiquixjí y Santa Margarita (registros de 1984/95, 1997/01). Finalmente, para la zona San Cristóbal se tomó en consideración la estación: Zona Vial # 7 ( registro de 1970/74).

Los datos de temperatura muestran el contraste que existe entre las zonas Lachuá y Chajmaíc localizadas al Norte de la sierra Chamá y las zonas Sachichaj y San Cristóbal al Sur de dicha barrera orográfica. Además estas cuatro zonas poseen fluctuaciones de temperatura media que guarda cierta relación de paralelismo durante el transcurso del año.

A partir de una comparación entre la precipitación media mensual (P) y la evapotranspiración potencial mensual ajustada (Evtp,) se calculó tanto la evapotranspiración real como el cambio de almacenamiento de humedad del suelo, sin embargo, más a menudo estas dos últimas variables se estiman por diferencia haciendo uso del balance hidrológico de la región. De manera que si la precipitación media mensual es superior a la evapotranspiración potencial mensual ajustada pueden darse tres casos: a) la evapotranspiración real es igual a la evapotranspiración potencial ajustada, b) el exceso de precipitación sobre la evaporación potencial es almacenado en el suelo cuya humedad aumenta hasta la saturación, y c) una vez el suelo esté saturado, no puede entrar más agua en el almacenamiento del suelo, de manera que el agua sobrante constituye el excedente el cual en parte percola hasta el nivel fieático y en parte favorece a la formación de escorrentía.

Para el cálculo de escorrentía se procedió de la siguiente manera. Se tomó en consideración los diferentes tipos de suelos definidos por Simmons y otros (1956) para la vertiente entre los que destacan a) Tzejá, b) Sebol, c) Chacalté, d) Tarnahú, e)Cobán, f) Amay y g) Chixoy. De acuerdo a la información de estos suelos y los rangos de pendientes provenientes del modelo de elevación digital se definió el valor del coeficiente de escorrentía de 0.41 25. Los valores de escorrentía se obtuvieron de la ecuación E = (P)(C) donde, P = precipitación y C = Coeficiente de escorrentía.

Al igual que en el caso del calculo de infiltración para la vertiente del Atlántico, el calculo de infiltración para la vertiente del Golfo de México requirió de la aplicación de la siguiente fórmula:

1 = P - E donde 1 = infiltración; P = Precipitación; E = Escorrentía.

Para la estimación de la humedad relativa del suelo (Hrs) se procedió de la siguiente manera. El suelo con textura fianco arcillosa posee una capacidad de agua disponible que oscila entre 14 y 30 cmím y para el suelo con textura arcillosa los valores de capacidad de agua disponible están comprendidos entre 20 y 32.5 cmím. Según Fetter (1988) estos valores en términos de porcentaje de contenido de agua se encuentran entre 17 y 37% para el suelo franco arcillosos y 24 a 38% para el suelo arcillosos. De este modo los valores de contenido de agua para cada área pueden definirse de la manera siguiente: a) Zona Lachuá: 26.8 crním; b) Zona Chajmaic: 23.3 c d m ; c) Zona Sachichaj: 26.8 c d m y d) Zona San Cristóbal: 26.8 c d m .

El contenido de humedad relativa de los suelos para las áreas antes mencionadas se determinó a partir de la ecuación matemática: Hrs = (Va)(Es) donde, Va= Contenido de agua del suelo (mmlm), Es = Espesor del suelo (en metros), y Hrs = humedad relativa del suelo (en milímetros). Por tanto, los valores de humedad relativa del suelo quedan de la siguiente manera: a) zona Lachuá: 214.4 rnrn; b) zona Chajmaíc: 55.92 mm; c) zona Sachichaj: 64.32 mm; y d) zona San Cristóbal: 13 1 mm.

Estos mismo valores se emplearon para calcular la humedad relativa del suelo para la vertiente obteniendo un promedio de 1 16.41 mm.

Para el cálculo de la humedad total del suelo (Hs) se consideró que los datos de humedad total del suelo ocurren cuando el resultado de 1-Evtp, no es negativo. Tomando en cuenta que los valores de humedad relativa calculados en la vertiente oscilan entre 55.92 y 214.4 mm se optó por emplear para el calculo de humedad total los valores de humedad del suelo establecidos en función de la pérdida de humedad, es decir la sumatoria de los valores negativos, los cuales contemplan un valor máximo (saturación) de 300 mm de humedad total cuando la pérdida de humedad es igual a cero.

7.2.3 Resultados de los balances hídricos dentro de la Vertiente del Golfo de México Con la información disponible se procedió a el cálculo de los balances hídricos para la zona

de Lachuá y de Sachichaj. Los resultados numéricos se muestran en el Cuadro 7.8 y Cuadro 7.9 y se ilustran en las Figuras 7.10 y 7.1 1.

Relacldn de elementos del balance hldrico para la Zona de Sachlchaj

-- +Evapotranspiración real

+Precipitacl6n media

Escorrentia

+ lnfiltraci6n

Humedad del suelo

--C Percolaci6n

@ 9 , + $ ' 4 C 3 \ 0 Q B ' L ~ á + ~ ~ + ~ . p ~ 0 ~ 8 Mes

- -

Figura 7.10. Resultados del balance hídrico para Sachichaj

Relacidn de los elementos del balance hldrico para la Zona Lachuií

500

400 LI Precipitaci6n media

300

200 -CIiiTiitraci6n

100 -Humedad del suelo

O

1 Mes 1

Figura 7.1 1. Resultados del balance hídrico para Lachuá

Los resultados de los balances hídricos presentan ciertos patrones de comportamiento que son comunes, tal es el caso de la entrada del invierno a mitad del mes de mayo y el inicio del verano a mediados de octubre (siendo el período de enero a mayo el más seco). Durante el invierno ocurren dos picos (uno al principio del invierno y otro al final del mismo) donde todos los elementos involucrados en los balances hídricos se disparan, a excepción de la evapotranspiración real y la temperatura media que se comportan de manera inversa, es decir que, con la entrada del

invierno empiezan a decrecer hasta llegar al verano, ya que no es sino hasta la llegada de los meses más secos (desde la mitad de marzo hasta la mitad de mayo) cuando alcanza la cúspide, a no ser por el periodo comprendido entre la mitad de agosto y principios de septiembre donde también tienden a lazarse aunque muy levemente, pues es justo en dicho período donde el resto de factores descienden para marcar la diferencia entre los dos picos que registran en la época de invierno.

Con base a la temperatura es notoria la existencia de dos regiones que en términos de temperatura media pueden definirse dentro de la vertiente como: a) región al norte de la sierra Chamá, que se caracteriza por su relativamente elevada temperatura, y b) región al sur de la sierra de Chamá, la cual se identifica por la disminución de temperatura. La sierra de Chamá constituye un elemento orográfico crítico que controla no solo al distribución de temperaturas sino la de lluvia para el departamento de Alta Verapaz.

Tal y como muestra el mapa de isoyetas, dentro de la misma área con paisaje de karst cónico de montaña, son justamente las zonas más cercanas a la cresta de la sierra Chamá donde ocurren los valores más altos de precipitación e inferiores de escorrentía; situación que en términos de hidrogeología kárstica juegan un papel sumamente importante, y más aún cuando se conoce que es en la zona Chajmaíc donde se localizan los tres poljes de la vertiente. Estos contrastes hidrogeológicos sugieren que la descarga por flujo base es crucial para el mantenimiento de los humedales alojados en los poljes. La extremadamente baja densidad de drenaje fluvial superficial es fácilmente explicable por la alta densidad de dolinas que caracteriza a la Sierra de Chamá. Esto es particularmente notorio al comparar, en las Figuras 7.10 y 7.1 1, la escorrentía de la zona Lachuá versus la escorrentía de la zona Sachichaj.

En cuanto a la zona Lachuá puede indicarse que la misma presenta valores de percolación más bajos en relación a la zona Sachichaj. Esta relación manifiesta en cierto sentido una reciprocidad de la capacidad de conductividad hidráulica que el área con paisaje de karst de llanura posee en comparación con las zonas que se encuentran en paisaje de karst cónico de montaña.

Cuadro 7.8. Balance Hídrico para la Zona Lachuá (Vertiente del Golfo de México).

Parámetro

Temperatura ("C) Indice de calor Evapotranspiración Potencial Factor de Ajuste Ep Ajustada Precipitación Coeficiente de escorrentía Escorrentía Superficial Infiltración 1 - Ep Ajustada Sumatoria Neg (1 - Ep Ajustada) Humedad del suelo Cambio en la Humedad del suelo Evapotrans. Real Percolación

Símbolo

T Ic

Ep (mm) Faj Epaj(mm) P (mm)

Ce Es (rnm)

1 (mm)

Hs(mm)

Epr(mm) Per(mm)

Ene

21.32 8.99 68.10

0.97 66.06 183.77 0.60

110.26

73.51 7.45

7.45

66.06 7.45

Feb

22.48 9.74 80.52

0.91 73.28 90.23 0.60

54.14

36.09 -37.19 -37.19

166.91 159.46

73.28 0.00

Mar

24.57 11.14 106.66

1.03 109.86 95.36 0.60

57.22

38.14 -71.72 ,

-108.90

120.00 -46.91

109.86 0.00

Abr

26.33 12.37 132.75

1.48 196.47 58.68 0.60

35.21

23.47 -172.99 -281.90

47.92 -72.08

178.68 0.00

May

27.57 13.26 153.54

1.11 170.43 119.86 0.60

71.92

47.94 -122.49 -404.38

25.65 -22.27

167.78 0.00

Jun

26.55 12.53 136.29

1 .O8 147.19 289.35 0.60

173.61

115.74 -31.45 -435.83

21.85 -3.80

147.19 0.00

Jul

25.45 11.75 119.22

1.12 133.52 508.11 0.60

304.87

203.24 69.72

69.72 47.87

133.52 69.72

Ago

25.85 12.03 125.24

1.08 135.26 382.03 0.60

229.22

152.81 17.55

17.55 -52.17

135.26 17.55

Sep

25.53 11.80 120.41

1.02 122.82 308.37 0.60

185.02

123.35 0.53

0.53 -17.02

122.82 0.53

Oct

25.00 11.44 112068

1.01 113.81 345.90 0.60

207.54

138.36 24.55

24.55 24.02

113.81 24.55

Nov

23.39 10.34 91.29

0.95 86.73 237.02 0.60

142.21

94.81 8.08

8.08 -16.47

86.73 8.08

Dic

22.09 9.48 76.19

0.97 73.90 218.13 0.60

130.88

87.25 13.35

13.35 5.27

73.90 13.35

Total Anual 24.59 134.85 1322.89

1429.32 2798.23 0.60

1678.94

1119.29 -310.03 -3 10.03

41.51

1429.32 141.23

Cuadro 7.9. Balance Hídrico para la Zona Sachichaj (Vertiente del Golfo de México).

Sep - Mar

21.85 9.33 85.74

1.03 88.31 150.98 0.30

45.29

105.69 17.37

17.37 -19.04

88.31

21.72 9.24 84.54

1.02 86.23 377.74 0.30

113.32

264.42 178.19

178.19 68.07

86.23

Abr

23 10.08 96.80

1.48 143.26 168.18 0.30

50.45

117.73 -25.53 -25.53

28.32 10.95

143.26

Parametro

Temperatura ("C) Índice de calor Evapotranspiración Potencial Factor de Ajuste Ep Ajustada Precipitación Coeficiente de escorrentía Escorrentía Superñcial Infiltración 1 - Ep Ajustada Sumatoria Neg (1 - Ep Ajustada) Humedad del suelo Cambio en la Humedad del suelo Evapotrans. Real Percolación

Jun

22.21 9.56 89.12

1.08 96.25 368.81 0.30

110.64

258.17 161.92

161.92 104.19

96.25

Ene

19.58 7.90 66.15

0.97 64.17 206.1 1 0.30

61.83

144.28 80.11

80.1 1

64.17

May

22.45 9.72 91.41

1.1 1 101.47 227.43 0.30

68.23

159.20 57.73

57.73 29.41

101.47

Símbolo

T Ic

Ep (mm) Faj Epaj(mm) P (mm)

Ce Es (mm)

1 (mm)

Hs(mm)

Epr(mm)

20.76 8.63 75.97

1.01 76.73 460.91 0.30

138.27

322.64 245.91

245.91 67.72

76.73

Feb

20.85 8.69 76.75

0.91 69.84 151.79 0.30

45.54

106.25 36.41

36.41 -43.70

69.84

Jul

21.86 9.33 85.83

1.12 96.13 325.5 1 0.30

97.65

227.86 131.72

131.72 -30.20

96.13

19.79 8.03 67.84

0.95 64.45 376.44 0.30

112.93

263.51 199.06

199.06 -46.85

64.45

Ago

21.78 9.28 85.09

1.08 91.90 288.59 0.30

86.58

202.01 110.11

110.1 1 -21.61

91.90

19.18 7.66 63.00

0.97 61.11 269.35 0.30

80.81

188.55 127.44

127.44 -71.62

61.11 127.44

Anual 21.25 107.44 968.24

1039.84 3389.81 0.30

1016.94

2372.87 1333.03

1333.03

1039.84 1345.98

7.3 CARACTERIZACI~N HIDROLÓGICA SUPERFICIAL Para la caracterización hidrogeológica se partió de la delimitación de cuencas y subcuencas

para cada vertiente, combinando la información topográfica y la de corrientes superficiales. El Mapa 3 muestra las principales corrientes superficiales para Alta Verapaz. A continuación se ofrece una descripción generalizada de las mismas.

7.3.1 VERTIENTE DEL GOLFO DE MÉXICO

7.3.1.1. Corrientes fluviales. El Mapa 3 muestra que el norte de Alta Verapaz presenta básicamente seis patrones de drenaje distintos: 1) cárstico, 2) dendrítico, 3) rectangular; 4) enrejado, 5) anastomosado, y 6) pinado. El porcentaje de área que cada una de estas configuraciones de drenaje cubre respecto del total de la vertiente equivale al 43.4, 31.4, 10.5, 8.6, 3.2 y 2.9 % respectivamente. Sin embargo, pueden observarse dos tipos de drenaje cárstico dentro de la vertiente: a) uno con rios cortos y abundantes sumideros el cual podría ser designado como drenaje de puntos, y b) otros con ríos largos que drenan principalmente poljes lo que puede denominarse sencillamente como drenaje kárstico. Con base a estos datos queda demostrado el dominio que tiene el drenaje característico de rocas calizas dentro del área, y de ahí la importancia de un enfoque hidrogeológico para evaluar el flujo subterránea típico de regiones cársticas.

Entre los rios principales que drenan el área se encuentra el Chixoy, el cual con una longitud dentro de la vertiente de 126.5 12 Km representa el límite político occidental del Departamento de Alta Verapaz. Por otra parte, la presa del proyecto hidroeléctrico Río Chixoy se encuentra en la confluencia de los ríos Salamá, Carchelá y Chixoy en el perímetro sur de la vertiente, de cuyo embalse es conducido el caudal hacia las turbinas que generan la principal cantidad de energía eléctrica para el país.

Entre los afluentes principales del Chixoy se encuentran los ríos Sachichaj e Icbolay. El río Sachichaj en su extremo oriental inicia su flujo superficial con sentido oeste desde una caverna localizada en el costado sur de la montaña Pocolá, 6.8 km al sureste de la aldea Chitocán, municipio de Cobán. El río Icbolay figura como uno de los más portentosos afluentes del río Chixoy dentro de la vertiente, ya que se une a éste en la parte oriental norte de la misma luego de colectar el caudal de aproximadamente el 22.107 % del área en estudio. El Icbolay es el resultado del aporte de varios afluentes, siendo: Setal, San Isidro, San Vicente Chitacal, Sacacchab y Chicoy. El río Caungüinic se forma a raíz de los tributarios Canillá y Campamac, y al converger con el río Dolores originan el río Icbolay, el cual inicialmente fluye hacia el noroeste; sin embargo luego de encontrarse con una barrera orográfica se sumerge en un ponor. Posteriormente, a una distancia en línea recta de 1 km se encuentra una resurgencia cuyo caudal ha sido denominado Río Icbolay; sin embargo luego de conservar el sentido de flujo al noroeste por 1 km, cambia hacia el noreste hasta confluir con el río Chixoy .

Por otra parte, dentro de la vertiente se encuentran ríos importantes que carecen de conexión superficial con otros, tal es el caso de los rios Candelaria Yalicar, Chiaín, Chibut, Chajmaíc, San Simón y Candelaria, que se sumergen en ponors después de fluir por la superficie de valles angostos y poljes. Pese a ubicarse dentro de un paisaje kárstico sus recorridos superficiales son bastante extensos, en contraste con el drenaje de puntos caracterizado por rios con segmentos cortos localizados principalmente dentro de la cuenca del río Sachichaj. Estos seis ríos drenan principalmente hacia el oriente de la vertiente y son exclusivos de la parte central del área en estudio, comprendiendo el 2 1.639 % de la vertiente.

En la parte nororiental de la vertiente se encuentran dos importantes ríos que de manera general drenan hacia el noroeste siendo estos: a) Sebol, y b) Santa Isabel o Cancuén. El Sebo1 obtiene su caudal principal a partir de una resurgencia localizada en los alrededores de la hacienda Sebol, 8 Km al suroeste de la cabecera municipal de Fray Bartolomé de las Casas. Se beneficia de varios tributarios, tal como el Chajmaíc Cajbón y el San Simón, los cuales en parte adquieren su caudal principal a partir de resurgencias. De estos dos últimos, el San Simón es considerado como el resurgimiento de los ríos Candelaria y San Simón de la parte central de la vertiente descritos anteriormente, pues estos luego de entrar en ponors vuelven a aparecer sobre la superficie después de un recorrido subterráneo de distancia incierta, la cual calculada en línea recta equivale a 9.5 y 3.5 km respectivamente.

Por otra parte, como un segmento del límite norte de la vertiente, el río Santa Isabel o Cancuén se encuentra drenando hacia el noreste siendo alimentado por los afluentes: Chinic, Boloncó, Chinajá y Tuilá. Esta red hídrica al unir su caudal con el río Sebo1 forman el Río de la Pasión. Este último en términos generales merece especial atención por colectar el drenaje de un área de 1,2 10.733 Km2, es decir, el 21 S68 % del área en estudio.

Al norte de la Sierra Chinajá se encuentra drenando el riachuelo San Diego y las quebradas Raxujá y Chinajá. Los dos primeros afluentes son parte de los tributarios del río La Pasión, y el tercero, juntamente con el río Tzululsechiu son afluentes del río San Román y corresponden a la cuenca hidrográfica que lleva el mismo nombre. El San Román drena de manera general dentro y fuera de los límites de la vertiente con sentido noreste hasta unirse con el río Chixoy. A partir de dicha confluencia el nuevo río recibe el nombre de Salinas, el cual al converger con el río de la Pasión más hacia el noroeste recibe el nombre de Usumacinta. Este último continúa su recorrido por territorio mexicano hasta desembocar en el océano pacífico como parte del drenaje del Golfo de México.

7.3.1.2. Lagunas. A partir de los mapas topográficos a escala 1:50,000 se realizó un inventario de lagunas

estableciendo la presencia de 44 cuerpos de agua de este tipo. Morfológicamente las lagunas localizadas dentro de la vertiente presentan formas variadas que pueden clasificarse entre irregulares, circulares y elípticas, siendo estas últimas las más numerosas ya que estadísticamente el porcentaje de ocurrencia que a cada una corresponde se estima en 27, 29 y 44 % respectivamente. Además de estas lagunas y lagunetas, a una escala de mayor detalle que 1 :50,000 pueden obsemarse numerosos depósitos hídricos principalmente en la franja Norte de la vertiente la cual es caracterizada por su topografía relativamente plana.

La Laguna Lachuá es la de mayor área superficial. Esta se ubica en el área oriental norte con un espejo de agua de 3.982 Km2 (Figura 7.12). Aunque es un cuerpo de agua relativamente pequeño su belleza escénica amerita la visita de cientos de turistas al año. Durante el reconocimiento hidrogeológico realizado se visitó la zona y a continuación se resumen las características principales obsemadas. La laguna ocupa una depresión semicircular kárstica que parece estar condicionada por la presencia de un sinclinal. Posee una profundidad máxima de 250 metros cerca de su parte central debido a la geometría cónica invertida que la caracteriza. Esta laguna es alimentada superficialmente por el Río del Peyán que drena hacia el norte desde la porción sur de drenaje cárstico de la cuenca, al cual en la parte norte se le une un tributario que fluye desde el oeste. Esta laguna luego de ser abastecida superficialmente desde el sur, es drenada en la parte este por el río Lachuá el cual figura como tributario del río Icbolay. El agua tiene alto contenido de sulfatos lo que se deriva de la presencia de evaporitas en la zona, principalmente yeso y evaporitas. La topografía es relativamente plana, no presenta afloramientos de roca, y está

compuesta principalmente por suelos tipo oxisol. Diez km al noreste de Lachuá se halla un conjunto de tres lagunetas de denominadas Tortugas. Basado en información proveniente de pozos petroleros se conoce que estas lagunas de agua salada sobreyacen el domo salino de Tortugas, una de las trampas petroleras más grandes del país.

Figura 7.12. Vista aérea de la Laguna Lachuá (fotografía cortesía de Luis Chiquín).

Por otra parte, los extensos valles de los ríos Canillá e Icbolay suman un total de 13 lagunas. Entre éstas sobresalen por su belleza escénica las lagunetas Sepalau (Figura 7.13) con un área de 23,292 m2 localizada en el valle del río Canilla, 1.2 Km al noreste de la aldea Sepalau, en el extremo oeste del polje Chajmaic.

Figura 7.13. Fotografía que ilustra uno de los cuerpos de agua en Sepalau

La zona aloja tres cuerpos de agua pequeños. El principal cuerpo de agua es permanente y tiene fuerte alimentación de flujo base. Los otros dos cuerpos de agua son temporales y consisten de acumulación de agua de lluvia por lo que se secan durante el verano. Una ONG tiene bajo su administración el manejo de la zona y las visitas de turistas. La comunidad utiliza agua del cuerpo

principal durante el verano. Se recomendó la instalación de una estación lirnnimétrica para el monitoreo de los niveles de agua de la laguna permanente.

7.3.1.3 Cuencas v subcuencas hidrográficas de la Vertiente del Golfo Pueden distinguirse dos subvertientes principales dentro de la vertiente: a) una que drena

desde la parte central de la vertiente hacia el oriente y que luego cambia hacia el noroeste, la cual puede denominarse "vertiente oriental," cuya corriente principal es el Río de la Pasión, y b) otra subvertiente cuyos ríos fluyen dominantemente hacia el oeste brindando su aporte hídrico al Río Chixoy, y que puede denominarse "vertiente occidental". Cada una de estas dos subvertientes está compuesta por distintas cuencas y subcuencas cuya distribución espacial se indica en el Mapa 4. A continuación se describen las principales cuencas y subcuencas de la Vertiente del Golfo.

7.3.1.3.1. Cuencas de la Subvertiente Oriental a) Cuenca Candelaria

Ocupa una extensión superficial de 176.7 km2 y se extiende longitudinalmente hacia el este- noreste. Se caracteriza por ríos cortos (4.7 km de longitud promedio) que drenan principalmente hacia el noreste especialmente en la porción occidental de la cuenca, los cuales se sumergen en ponors y a su vez vierten a partir de resurgencias. El cauce principal de esta cuenca es el Río Candelaria que fluye hacia el extremo oriental de la misma.

b) Cuenca San Simón Se extiende en una franja con orientación este-oeste cubriendo un área de 329.9 km2. El Río

San Simón es la principal vía que drena la cuenca y fluye desde el oeste-suroeste cruzando la misma hasta llegar al extremo oriental donde luego de bifurcarse en dos brazos, cada uno continúa su recorrido subterráneamente. Este importante río es alimentado por cuatro afluentes que unen sus caudales con el Río San Simón al aglutinarse en la parte nor-central de la cuenca; estos tributarios drenan tanto del oeste (Río Sequixpur) como del sur (Quebrada Ceiba) y también desde la parte suroriental (arroyo Semococh).

c) Cuenca Chaimaíc Ocupa una extensión de 3 10.0 km2. Tal y como se comentó con anterioridad en su extremo

occidental se localizan tres lagunas (Sepalau) semicirculares. El Río Chajmaíc fluye desde la parte occidental de la cuenca hacia el este-sureste y al aproximarse al extremo oriental de la cuenca cambia de curso y drena hacia el norte y luego hacia el noroeste donde finalmente penetra en un ponor. Asimismo, cabe mencionar que 2.5 km al norte se encuentra una resurgencia que forma lo que se conoce como Río Sebol, el cual figura como una de las dos corrientes principales que drenan la cuenca de la Pasión.

El Chajmaíc constituye el cauce principal del poljé que se identifica con el mismo nombre, y es alimentado únicamente por un tributario que drena desde el costado oriental de dicho poljé. Tal y como se comentó con anterioridad y se mostró en la Figura 6.1 esta cuenca aloja humedales que sirven de hábitat a varias especies endémicas de la zona.

d) Cuenca Sesaial La cuenca Sesajal se extiende en una banda con orientación este-sureste ocupando un área

de 380.7 km2. Está dividida en tres sub-cuencas: una que drena hacia el noroeste, otra hacia el oeste y una tercera que conduce el agua hacia el este. Esta última sub-cuenca se caracteriza por poseer ríos que se sumergen en ponors tales como el Ciaín y el Candelaria Yalicar, y por la presencia de trece lagunas semicirculares con una extensión areal que oscila entre 3841.3 y 2231.2 m2. El Río Candelaria Yalicar es el cause principal que drena la cuenca, y fluye por el extenso valle de acumulación del poljé que lleva el mismo nombre. Esta estructura cárstica alojada en dicha cuenca posee humedales permanentes cuyo nivel varía según la estación del año.

e) Cuenca Campur Se ubica topográficamente en la posición más elevada de todas las cuencas de la región. Su

superficie solo alcanza los 17.3 16 y el flujo superficial drena principalmente hacia el oriente y se pierde al penetrar en una dolina , lo cual impide la comunicación en superficie con alguna de las cuencas circundantes, sugiriendo así una conexión subterránea.

f) Cuenca Santa Lucia Tiene una extensión areal de 94.8 km2 y se caracteriza por poseer en su parte central una

dolina de aproximadamente 9.0 km2 de superficie y 80 m de profundidad. Recoge el caudal desde los bordes circundantes impidiendo así la comunicación del flujo superficial con alguna de las cuencas de su alrededor, y por tanto este sistema de drenaje habilita la comunicación del agua superficial con conductos subterráneos.

g) Cuenca de la Pasión Se caracteriza por su alta extensión areal alcanzando los 1210.7 km2 dentro del límite

político del departamento, lo cual equivale al 21.57 % del total de la vertiente. La configuración del drenaje dentro de esta cuenca no es homogéneo y de manera general pueden identificarse cinco patrones: pinado, enrejado, anastomosado, dendrítico y cárstico.

La cuenca de La Pasión se divide en cuatro subcuencas: Sebol, Cancuén, San Pablo, y San Diego. Los Ríos Sebo1 y Santa Isabel o Cancuén son los afluentes principales que drenan con sentido general de flujo hacia el noroeste, los cuales al confluir forman el Río de la Pasión.

7.3.1.3.2. Cuencas de la Subvertiente Occidental a) Cuenca Dolores-Icbolay Con una extensión areal de 870.8 km2 que a su vez representan el 15.5 1 % de la subvertiente

la cuenca Dolores-Icbolay se extiende desde la parte central de la vertiente del Golfo de México en hacia el oeste de la misma, y luego gira hacia el norte. Esta cuenca posee una combinación de tres configuraciones de drenaje: a) kárstico, que ocupa desde el extremo oriental hasta la parte central de la misma incluyendo el perímetro sur; b) pinada, y c) dendrítica, la cual tiene lugar desde la parte central de la cuenca tanto hacia el oeste como hacia el norte. Asimismo, la topografia permite dividir la cuenca Dolores-Icbolay en tres sub-cuencas: a) Dolores, b) Cangüinic, e c) Icbolay. Debe señalarse que Dolores-Icbolay es una cuenca que hospeda uno de los tres grandes poljés del área en estudio.

b) Cuencas Lomas del Norte Estas cuencas se localizan al norte y representan tres de las cuatro cuencas más pequeñas

identificadas dentro de la subvertiente. En orden de ubicación del oriente al oeste, estas cuencas son identificadas de la siguiente manera: Lomas del Norte 1, Lomas del Norte 11 y Lomas del Norte 111. La primera ocupa una extensión areal de 11.5 km2, la segunda 4.8 km2, y la tercera 35.2 km2. El rasgo que caracteriza estas tres cuencas es la configuración de drenaje cárstico y el corto recorrido superficial de los ríos debido al contacto con conductos subterráneos que impiden la comunicación del flujo por vía superficial con las cuencas vecinas en un área relativamente pequeña. De manera tal que el drenaje principal de la cuenca Lomas del Norte 1 fluye primordialmente hacia el oriente-nororiente y finaliza en una dolina. Asimismo, en la cuenca Lomas del Norte 11 el flujo es hacia el oeste (la parte central de la cuenca) y culmina al penetrar en una dolina. Por otra parte, en la cuenca Lomas del Norte 111 los ríos fluyen principalmente hacia la parte central de la misma para penetrar en conductos subterráneos por medio de dolinas.

c) Cuenca Lachuh Cubre un área de 358.6 km2 y se caracteriza por los patrones de drenaje rectangular, cárstico

y dendrítico con un evidente empobrecimiento de afluentes y aloja la laguna Lachuá que se describió con anterioridad. El río principal que drena la cuenca es el Icbolay, el cual evacua el

caudal colectado de la cuenca mediante su flujo que de manera general se conduce hacia el nororiente hasta unirse con el Río Chixoy o Negro. . El Icbolay es alimentado principalmente por escasos afluentes tales como los ríos Lachúa y las Mulas aunque por su naturaleza kárstica puede inferirse que la contribución principal es por flujo base.

La parte sur de esta cuenca que colinda con el perímetro noroeste de la contigua cuenca Icbolay-Dolores, y la porción oriental que limita con las cuencas Lomas del Norte 1 y 11, presentan un patrón cárstico. Mientras que en la zona que se expande desde la parte suroriente de la cuenca hacia el centro, el patrón es dendrítico con un incremento de afluentes.

d) Cuenca San Román Drena principalmente hacia el norte mediante el Río San Román y la quebrada Chinajá

ocupando un área de 340 km2. El río principal que drena la cuenca es conocido como San Román y se caracteriza por la carencia de afluentes en la mitad de su recorrido aguas abajo dentro del límite político departamental. Por otra parte, en la cabecera de la cuenca este río está provisto de afluentes que describen una configuración de drenaje dendrítico, sin embargo manifiesta un evidente empobrecimiento de tributarios al continuar su recorrido hacia el norte lo que evidencia un fuerte control estructural y litológico en la escorrentía de la cabecera hacia la parte baja de la cuenca.

La Sierra Chinajá es una barrera orográfica que permite dividir la cabecera de la cuenca San Román en dos sub-cuencas: a) Tmlulsechiu, localizada al sureste de Chinajá, y b) Chinajá, ubicada al noreste de la misma sierra.

e) Cuenca Sachichai Esta cuenca posee una geometría elongada en dirección este-oeste y cubre un área de 465

km2, constituyendo el 8.28 % de la subvertiente. El cause principal que drena es el río Sachichaj. De manera que la ocurrencia de ríos cortos y segmentos rectos desde la porción este de la cuenca hasta la parte central sur de la misma es dominante, lo cual está estrechamente relacionado con el aumento de elevación topográfica y la ocurrencia de dolinas.

Estos datos revelan que el 60% de dicha cuenca se distingue por un patrón de drenaje de puntos y el 40% restante restringido a la parte baja de la obedece a una configuración rectangular. A su vez, la cuenca Sachichaj puede dividirse en seis sub-cuencas: Pocolá, Sacsac, Xalabé, Chirremox, Sebán y Chamá.

f ) Cuenca Chixov El cause del Río Chixoy representa el límite político departamental occidental de Alta

Verapaz. Dentro de la vertiente la cuenca ocupa una extensión de 1007.2 ~ m ~ , lo cual equivale al 17.94% del total de la vertiente. La cuenca puede dividirse en dieciocho sub-cuencas, de las cuales las más prominentes son ríos Quixal, Copalá, Ixloc, Balzulup y Limón.

En la parte sur de la cuenca se encuentra instalada la presa de la hidroeléctrica Chixoy, justo en la confluencia de los ríos Salamá y Carchelá con el Chixoy. En el extremo oriental norte de esta unidad se desarrollan segmentos cortos de que terminan por sumergirse en dolinas, lo cual es típico de la configuración de drenaje cárstico. La parte restante de la sección se caracteriza por sub- cuencas relativamente pequeñas pobremente ramificadas que obedecen a un patrón de drenaje dominantemente rectangular en la parte baja de las mismas y dendrítico en la alta.

7.3.2. VERTIENTE DEL ATLANTICO La extensión de la vertiente del Atlántico en Alta Verapaz es de aproximadamente 4,729.7

km2. El Mapa 3 muestra que la red hídrica presenta variaciones locales de configuración, existiendo patrones de drenaje controlados morfológica, estructural, litológicamente y una combinación de ambos. En base a la configuración de la red hidrográfica pueden definirse seis provincias hidrográficas muy distintas para la vertiente: 1) Cahabón-Chiyú, 2) Actelá-Chicajá, 3) Polochic, 4) La Tinta-Panzós 5) Matanzas-Salmijá y 6) Sierra de Las Minas.

a) Provincia hidrográfica Cahabón-Chiyú Esta provincia cubre una extensión superficial de 2,41 1km2 e involucra principalmente 12 cuencas: Cahabón, Chiyú, Chilax, Mestelá, Desagüe, Tzunutz, Oqueba, Calinch, Chiacate, Sayacte y Chahal. Tal y como se discute más adelante la provincia está compuesta por rocas carbonatadas de las distintas formaciones litológicas (Fm. Cobán, Fm. Campur y Fm. Chochal) con alto grado de karstificación lo que explica la baja densidad del drenaje. Se caracteriza por un patrón de configuración de drenaje tipo kárstico pues las pequeñas corrientes superficiales desaparecen en dolinas.

De manera general pueden distinguirse dos tipos de karst dentro de esta provincia hidrográfica: la primera un kurst de montaña que se manifiesta en la parte central del área de estudio, y es propia de zonas plegadas con abundantes crestas de montaña. El segundo tipo es un kmst cónico de llanura que se concentra en la parte nororiental específicamente en áreas cercanas al municipio de Chahal y es característico de relieve suave pronunciado.

b) Provincia hidrogrhfica Actelh - Chicaih Se localiza en la parte oriental de la vertiente y abarca una extensión superficial de 5 14 km2.

Esta provincia se encuentra formando parte de la cuenca del Río Cahabón, además involucra tres subcuencas. Los ríos alojados en esta provincia hidrográfica son los siguientes: Lanquín, Chicajá, Sayuté, Oxec y Chajbelen. Tal y como se muestra más adelante esta zona comprende rocas siliciclásticas (lutitas, areniscas y limolitas) y en menor proporción serpentinitas. En términos de densidad de drenaje se ha establecido una densidad alta, esto debido a que la unidad de siliciclásticos es típicamente impermeable, y arcillosa por lo que tiene una baja capacidad de infiltración y de esta manera se genere más fácilmente escorrentía superficial.

Es evidente que el patrón de drenaje de esta región es característico de una configuración rectangular, siendo consecuencia de los sistemas de fallamientos y zonas plegadas, por lo tanto presupone la presencia de rocas de composición relativamente homogénea.

c) Provincia hidrogrhfica Polochic Esta provincia hidrográfica se extiende en una franja con orientación de este-oeste cubriendo

un área de 838 km2. Involucra principalmente las subcuencas: Cuncajá, Papaljá, Boca Nueva, Mayaguá y Seococ. La litología esta compuesta de lutitas, lutitas pizarrosas con intercalaciones de calizas, dolomitas, conglomerados, granitos (?), rocas metamórficas sin dividir (Fm. Tactic. Fm. Chóchal, Grupo Santa Rosa). A pesar de las variaciones litológicas, la red hídrica se encuentra caracterizado por la configuración de tipo paralelo, siendo muy dominante, con una alta densidad de drenaje dentro de la región, por lo que es frecuente encontrar una orientación principal de los cauces, que se consideran relacionadas a trazas de linearnientos, con una tendencia norte-sur, tanto por el control estructural de la zona como consecuencia de la pendiente.

d) Provincia hidrogrhfica La Tinta - Panzós Se encuentra situada al sureste de la vertiente del Atlántico abarcando un área superficial de

328 km2. La elevación a la que se encuentra es 300 msnrn y comprende la parte media de la cuenca del Polochic. Se caracteriza principalmente por depósitos aluviales recientes que forman acuíferos con porosidad primaria. Esta provincia hidrográfica se caracteriza por un patrón de configuración de drenaje tipo meándrico caracterizado por una serie de curvas que el río hace en su recorrido y es típico de las llanuras aluviales.

Por otra parte está zona puede ser delimitada como áreas donde eventualmente pueden ocurrir inundaciones temporalmente y ser utilizadas para la siembre de pastos. En las área cercanas al municipio de Panzós empieza a notarse la presencia de zonas conocidas como hurnedales, que

cumplen muchas funciones como almacenamiento de agua, descarga de acuíferos, en funciones ecológicas favorecen la mitigación de las inundaciones y de la erosión, etc.

e) Provincia hidroeráfica Matanzas - Salmiiá Se encuentra situada en la parte sudeste del área cubriendo una extensión superficial de 348

km2. Esta provincia se encuentra restringida a elevaciones topográficas que oscilan entre 1000 y 1600 msnm. La red hídrica está comprendida por los siguientes ríos: Matanzas, Mululjá, Sibijá, Salmijá, Toila, Jolomix, Pueblo Viejo, El Porvenir y Tinajas. Esta constituida de rocas sedimentarias como lutitas, areniscas, conglomerados (Grupo Sta. Rosa), observándose un desarrollo en el drenaje fluvial siendo de tipo angular-rectangular, estos tipos de drenaje son característicos de pendientes pronunciadas donde existen controles estructurales que motivan a los violentos cambios rectangulares en el curso de las comentes fluviales, tanto en las principales como de las tributarias. Esto refleja una zona bien drenada y por consiguiente la densidad de escorrentía superficial es alta por la elevada topografia.

f ) Provincia hidro~rhfica Sierra de Las Minas Se encuentra situada al sur de la provincia hidrográfica Matanzas-Salmijá, específicamente

en la Sierra de Las Minas, abarcando un área superficial de 278 km2. Se caracteriza principalmente por rocas cristalinas (granitos y rocas metamórficas sin dividir). Esta provincia se caracteriza por un patrón de configuración de drenaje tipo rectangular, en la cual sus tributarios alcanzan ángulos rectos y reflejan la influencia del control estructural de las rocas. La topografía es muy accidentada, teniendo elevaciones que van desde 1600 hasta 2600 msnrn, influyendo sobre la velocidad del flujo de escorrentía y posiblemente una mayor erosión de las rocas. Por otra parte, un detalle importante que debe señalarse es que las cuatro provincias que se encuentran dentro de la cuenca del río Polochic se caracterizan por poseer la mayor densidad de drenaje del vertiente. Esto es particularmente evidente en el Mapa 3 que muestra las corrientes superficiales de todo el departamento.

7.3.2.1. Cuencas v Subcuencas de la Vertiente del Atlántico La distribución espacial de las cuencas de la vertiente se mostró con anterioridad en el Mapa

4 donde puede observarse que el área bajo investigación es drenada principalmente por tres cuencas: 1) Río Cahabón; 2) Río Polochic; 3) Río Chiyú.

a) Cuenca del Río Cahabón La cuenca manifiesta una topografia variable, que consiste en una combinación de montañas

y cerros con planicies, la elevación máxima de la cuenca es de 1700 y la más baja de 600 msnrn. La cuenca del río Cahabón cubre un área de 2,264km2 . El drenaje del área es variado, se observan diversos tipos de configuraciones que son producto tanto del control estructural como litológico.

En la parte baja de la cuenca el río inicialmente mantiene un perfil relativamente plano, rectilíneo y luego meandriforme recomendo el valle de Purulhá y Tactic, en donde esta parte de la región se encuentra compuesta de rocas impermeables (lutitas y pizarras). En su recorrido es alimentado por cauces secundarios localmente importantes como los ríos Chió, Mestelá, Tzimajil, Chilax, Tzunutz, Oqueba, Calinch, Chiacte, Actelá y Oxec. Hacia el noroeste y norte del municipio de Cobán, la configuración sobresaliente es el patrón de drenaje kárstica, dando lugar a un tipo de drenaje carente de ríos superficiales el drenaje siendo típico de áreas de karst maduro. Se aprecia la presencia de ríos que se sumergen en ponors tales como los ríos Chiché y Sotzil en la parte norte del municipio de San Juan Chamelco.

En la parte nororiente de la cuenca predomina una configuración angular a rectangular, por el encuentro de ríos y quebradas a ángulos rectos, con orientaciones N20-50W y N50-80E

aproximadamente; ejemplo sobresaliente es el no Chisay y Cahabón. Por lo que la geología y el aspecto estructural juegan un papel muy importante en cuanto al control del drenaje.

La cuenca del Río Cahabón consta de 12 subcuencas principales que se presentan en el cuadro 7.10.

Cuadro 7.10. Principales subcuencas del

b) Cuenca del Río Polochic La cuenca cubre una extensión de 1,822 km2, con una elevación máxima de 2,500m y la

mas baja de 300m. La orientación del cauce principal es este-oeste lo que evidencia el fuerte control estructural que ejerce el sistema de fallamiento sinistral de la Zona de Falla del Polochic. Sin embargo, en la parte central de la cuenca se presentan variaciones del cauce ocasionadas por la litología y la morfología predominando una configuración paralela a sub-paralela. La cuenca está compuesta por 1 8 subcuencas principales que se muestran en el Cuadro 7.1 1.

c) Cuenca del Río Chiyú La cuenca del no Chiyú ocupa una extensión de 642 km2 con la altura máxima del relieve

1,000 m y la más baja es 300 msnrn aproximadamente. El Río Chiyú nace al suroeste de la quebrada Chichimuch y se encuentra drenando hacia el noreste con una longitud de 71.34 km, contando con pocos tributarios como los Ríos Chiaxón, Chahal y las quebradas Chivitzy, Seamay y Soselá. Presenta un sistema general de drenaje denominado kárstico donde el agua drena mayormente en forma subterránea en las cavidades y fracturas de rocas carbonáticas. Cuenta con una sola subcuenca siendo la del Río Chahal con un área aproximada de 107km2.

Cuadro 7.1 1. Subcuencas del Río Polochic 1 NO 1 Río 1 Area

I

1 2 3 4

Cuncajá Papaljá

5 6

94 32

Boca Nueva Seococ May aguá 1 45 Zarco 1105

7 8

175 75

9 1 O

Tinajas Pueblo Viejo

11 12 13

79 102

El Porvenir Jolomix

14 I 15

118 1 El Imposible (21 -

45 26

Salmijá Toila Sibiiá

16 17

82 43 18

Matanzas Mululiá

69 5 1

Caquipec Zarzaparrilla

-

5 1 74

CAPITULOVIII

HIDROGEOLOGIA Y EL CAMBIO CLIMATICO Debido a que en el banco de datos se cuenta con algunas estaciones con casi 100 años de

lluvia y que el tema de cambio climático ha adquirido particular importancia en los últimos años se decidió examinar el comportamiento de lluvia para algunas estaciones. Este tema en particular constituye la tesis de Osmín Vasquez, uno de los Asistentes de Investigación. En este apartado se incluyen algunos de los resultados preliminares de su tesis.

8.1. Análisis de la precipitación anual Para evaluar este comportamiento se combinaron los datos de lluvia de tres estaciones

ubicadas en un radio de 4km en Cobán. La serie de tiempo construida se muestra en la Figura 8.1. Puede observarse una tendencia clara a la baja en la cantidad de precipitación, particularmente durante el periodo de 19 10 a 1940 con un patrón de decrecimiento relativamente constante de un máximo anual de 6452 mrn y un mínimo de 1466 mm. La gráfica muestra que durante los últimos 50 años del siglo pasado el ritmo de precipitación anual fue relativamente estable con pequefías variaciones, lluvias menos intensas y variaciones menos drásticas en relación a los primeros 45 años.

Preclpltación Anual

Figura 8.1. Gráfico de precipitación anual para Cobán.

Se desconocen las causas exactas de esta drástica reducción de lluvia para Cobán pero a nivel global este decrecimiento de lluvia coincide con el efecto de invernadero reportado para otras localidades del planeta. Las publicaciones recientes del INAB indican que Alta Verapaz es la región de Guatemala con mayor precipitación pluvial pero la Figura 8.1 muestra que para lugares como Cobán a principios del siglo pasado llovía hasta 3 veces más de la cifra actual.

8.2. Análisis de la precipitación mensual Para extender un poco más la evaluación de los cambios climáticos se decidió llevar a cabo

un análisis comparativo de lluvia entre la época seca y la época húmeda. El análisis de lluvia para el siglo pasado muestra que el mes más seco del año es marzo con un patrón relativamente bajo durante todo el periodo. Sin embargo, el registro histórico muestra que aún durante marzo se presentan variaciones significativas de lluvia con un máximo de 467 mm en el año de 1935, hasta O rnrn en el año de 1928 (Figura 8.2).

Precipitación Marzo

Figura 8.2. Patrón de precipitación para los meses de marzo del siglo pasado

El análisis histórico de precipitación pluvial también mostró que los meses más húmedos son septiembre, octubre y noviembre (Figuras 8.3, 8.4, y 8.5). Al igual que el patrón de lluvias anual reportado para la precipitación anual promedio del siglo pasado, el patrón de lluvias de los meses más húmedos ha variado significativamente con el tiempo. Esto es más notable al observar los patrones de lluvia de los meses de octubre y noviembre (Figuras 8.4 y 8.5), que se muestran muy similares en relación al decrecimiento de lluvia precipitada a partir de los últimos 55 años analizados.

De manera similar a octubre, el patrón de lluvias para noviembre presenta variaciones de precipitación muy marcadas a partir del año 1932. La tendencia del patrón de lluvias en el mes de noviembre en el departamento es al decrecimiento, en relación a la primeros 45 años donde alcanzaron máximos de 1,966mm en el año de 1928, cuando los máximos alcanzados del mes de octubre en la segunda mitad del siglo fueron de 498mm en el año de 1982.

Pese a que en octubre se alcanzan los valores máximos de precipitación de la época lluviosa (1425 mm en el año de 1921), se observa un decrecimiento a partir del año 1922 el cual continúa durante los consecutivos 78 años, sin embargo, es en la segunda mitad del siglo XX donde se presenta una variación muy marcada que tiende a disminuir considerablemente alcanzando valores mínimos de hasta 45mm durante octubre en el año de 1986.

Precipitación Septiembre

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990

Aiío

Figura 8.3. Patrón de precipitación para el mes de septiembre

Precipitación Octubre

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990

Arlo

- -

Figura 8.4. Patrón de precipitación para el mes de octubre

1 Precipitación Noviembre 1

o 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990

Arlo

Figura 8.5. Patrón de precipitación para el mes de noviembre

Al momento de escribir este reporte el Asistente de Investigación esta conduciendo una evaluación cuantitativo de las tendencias de las series de tiempo con objeto de caracterizar apropiadamente los cambios en la precipitación pluvial. Se espera que estos resultados se publiquen en su tesis de Ingeniero Geólogo.

CAPITULO IX

MONITOREO DE CAUDALES EN EL RÍ0 MESTELA El Río Mestelá es la fuente de agua potable para la Ciudad de Cobán, la cabecera

departamental y centro urbano más importante del área de estudio. Aunque ya se tenía una primera aproximación de la variación de caudales de este río, particularmente por los monitoreos realizados con el proyecto FODECYT 13-00, se decidió ampliar el monitoreo con el presente proyecto. Esto se debe a que las mediciones anteriores de velocidad de flujo se habían realizado con flotador mientras que para el presente proyecto se adquirió una sonda digital de flujo que permite medir velocidad máxima, velocidad mínima, y velocidad media. La sonda es marca Global Water Modelo FPlOl (Figura 9.1).

Figura 9.1. Actividades de monitoreo de caudales con la sonda digital de flujo

El monitoreo de caudales se realizó una vez por semana desde noviembre 2004 hasta marzo 2005. La metodología utilizada fue la siguiente. Se midió el perfil transversal del río con objeto de obtener la sección topográfica del mismo que represente la sección transversal de flujo. Luego con la sonda digital se realizaron mediciones sistemáticas de velocidades a lo ancho del canal, cada lm, y a una profundidad de 0.6m por debajo de la superficie. Posteriormente se utilizó la formula de continuidad Q(cauda1 m3/s) = Velocidad (rnls) * Área (m2) para obtener los caudales.

A continuación se presenta un resumen del comportamiento de los caudales para cada mes. Durante el mes de noviembre (Figura 9.2), el monitoreo realizado dio como resultado mediciones de caudales que alcanzaron 13 m3/s como máximo, manteniéndose un caudal promedio de 9 m3/s lo cual indica que existió un patrón uniforme de lluvias durante todo el mes.

En el mes de diciembre el Río Mestelá mostró variaciones más fuertes que las registradas durante noviembre (Figura 9.3) con un valor máximo de 12.04 m3/s el cual se presentó a finales del mes, valor ligeramente superior al observado durante la primera semana. Los caudales mínimos medidos se presentaron en la segunda y tercera semana del mes, estableciéndose un caudal mínimo de 6.4 m3/s. Esto significa que existieron lluvias más intensas en la primera y cuarta semana del mes que influyeron notablemente en el caudal del río durante diciembre. Los caudales bajos reportados para diciembre posiblemente indican el inicio de la época seca.

Noviembre 2004

Semana

L___-- 1

Figura 9.2. Caudales durante noviembre 2004 .

Caudales del mes de Diciembre 2004 Rio Mestela

0611 212004 1211212004 1 811 212004 2411 212004

Dias de medicion

- - - -

Figura 9.3. Resultados de los caudales para diciembre 2004.

El caudal en el mes de enero (Figura 9.4.) mostró un patrón cíclico con ascensos y descensos semanales presentando claramente una tendencia a la baja en relación a los dos meses anteriores con un caudal mínimo de 5.8 m3/s y un máximo de 11 m3/s. Con un comportamiento similar al mes de enero (Figura 9.5) los caudales medidos durante el mes de febrero crecieron y decrecieron de manera alternativa, aunque muestran una tendencia a disminuir a partir de la última semana del mes.

Los datos registrados en los caudales medidos durante el mes de marzo, muestran un marcado decrecimiento en relación al mes anterior, observándose un caudal promedio de 1 .O7 m3/s, así como un comportamiento uniforme en los caudales medidos durante el mes (Figura 9.6), lo cual indica que las precipitaciones en la zona disminuyeron considerablemente debido al establecimiento de la época seca en la región.

02/01 12005 08/01/2005 14/01/2005 20101 12005 26/01/2005

Dias de medicion

Figura 9.4. Caudales medidos durante enero 2005.

06102/2005 12/02/2005 18/02/2005 24/02/2005

Días de medición

Figura 9.5. Caudales medidos en febrero 2005.

06/03/2005 12/03/2005 18/03/2005 24/03/2005

Días de medición

Figura 9.6. Caudales medidos durante marzo 2005.

La drástica disminución de caudales durante el mes de marzo, y la escasa variación semanal de caudales indica claramente la entrada del verano y una contribución significativa de flujo base. El ambiente kárstico de Cobán favorece notablemente la interacción de agua superficial con agua subterránea de modo que esto crea condiciones favorables para que aún durante el mes más seco del año la fuente de agua potable para la ciudad no se agote.

CAPITULO X

EVALUACI~N HIDROGEOLOGICA Las actividades conducidas para la evaluación hidrogeológica fueron las siguientes:

10.1. Análisis de imagen satelital LandSat La principal actividad de gabinete llevada a cabo consistió en el mapeo de lineamientos

estructurales a partir de una imagen satelital a escala 1 : 100,000 disponible en el CUNOR. El mapeo de lineamientos se realizó sobreponiendo papel transparente a la imagen para luego trazar en lápiz las estructuras lineales detectadas a partir de diferentes vistas. Luego se digitizaron todos los lineamientos para elaborar el Mapa 5 que muestra la distribución espacial de lineamientos para Alta Verapaz. El Mapa 5 constituye una primera aproximación para la identificación de diferentes ambientes hidrogeológicos del departamento.

El mapa de lineamientos muestra claramente dos ambientes estructurales distintos para el departamento. La parte sur muestra una alta densidad de estructuras relativamente cortas, muchas de ellas ortogonales, que refleja diferentes periodos de deformación de las rocas. Es claramente visible un lineamiento de orientación este-oeste cuya traza puede seguirse por más de 100krn y que corresponde a la zona de falla de desplazamiento de rumbo sinistral del Polochic. Las estructuras oblicuas a los lineamientos de orientación este-oeste posiblemente representan fallas de extensión asociadas a este sistema transtensional. Es notoria la presencia de lineamientos regionales de orientación norte-sur que probablemente representan el último evento extensional de la zona.

La parte norte de Alta Verapaz se caracteriza por una menor densidad de lineamientos. Esto se debe a que las rocas que afloran en la parte norte son de edad más reciente que las litologías presentes en la parte sur. Muchos lineamientos elípticos a semicirculares de la parte norte corresponden a estructuras plegadas, anticlinales y sinclinales, así como domos salinos que constituyen trampas petroleras.

10.2. Actividades de mapeo hidrogeológico Para llevar a cabo la generación del mapa hidrogeológico de Alta Verapaz se realizaron

recorridos por los principales caminos del departamento tratando de documentar los contactos litológicos y las estructuras regionales presentes. Los contactos litológicos y la continuidad de estructuras para zonas de dificil acceso se establecieron en base a la imagen satelital.

Las actividades de campo también incluyeron, para algunos sitios, un inventario de pozos de agua y la documentación de la fuente de agua para la población. Este inventario se realizó con particular detalle para el municipio de Cobán por ser esta la sede del proyecto. El Cuadro 10.1 muestra el inventario de pozos para Cobán. Como ya se comentó con anterioridad, el Río Mestelá constituye la principal fuente agua potable para Cobán. Sin embargo, la infraestructura hidráulica para abastecimiento de agua es insuficiente para cubrir a toda la población por lo que en varios sectores de la ciudad los habitantes han construido sus propios pozos. Resulta contradictorio de que a pesar de que Alta Verapaz es la región del país que registra más precipitación pluvial (promedio anual de 2.5m), cerca de un 50% de la población de Cobán presenta fuertes problemas de abastecimiento de agua.

Para el municipio de San Cristóbal Verapaz se estableció que los nacimientos de agua Las Arrugas y Chijuljá son la principal fuente de abastecimiento de agua. Para el municipio de Tactic también se utilizan 3 nacimientos para abastecer el área urbana. Similar situación se encontró en 1

San Pedro Carchá donde el abastecimiento es a partir de manantiales y del Río Chilax. Durante las actividades de mapeo se documentó que en por lo menos tres cabeceras

municipales de Alta Verapaz (Cobán, San Pedro Carchá, y Lanquin) los basureros se han ubicado aguas arriba de la cabecera. Por encontrarse en un ambiente kárstico, donde los acuíferos son

altamente vulnerables a la contaminación, esto representa un alto riesgo para la contaminación de aguas superficiales y subterráneas y por lo tanto para la salud de los habitantes. El emplazamiento de los basureros en los sitios antes mencionados muestra que las condiciones hidrogeológicas del lugar no constituyeron un factor crítico para el diseño y construcción de los basureros.

San Juan Chamelco cuenta con un pozo mecánico de una empresa privada que ha comercializado la venta de agua embotellada para las ciudades vecinas incluyendo Cobán, Carchá, Tactic, San Cristóbal y Santa Cruz.

En lo relacionado con la Vertiente del Atlántico la mayoría de comunidades emplazadas en la cuenca del Río Polochic como Tucurú, Tamahú, La Tinta, Panzós tienen como fuente de abastecimiento de agua un tributario que descarga en el canal principal del Río Polochic. Para las poblaciones asentadas en la parte baja del Río Polochic, como La Tinta y Panzós, las inundaciones constituyen una amenaza recurrente que amerita un programa especial de gestión de riesgos por crecidas.

Para la Vertiente del Golfo de México se documentó que la fuente de abastecimiento de agua para muchas comunidades, como Chisec, es a través de pozos. Esto se debe a la carencia de escorrentía superficial debido al efecto combinado de un ambiente kárstico con altas temperaturas. Es evidente que esta región necesita de una caracterización hidrogeológica a mayor detalle de la que aquí se presenta con objeto de que las comunidades puedan contar con suficiente agua para satisfacer sus necesidades. Un escenario similar se observó en la comunidad de Sepalau asentada en las inmediaciones de un canal intermitente. Los habitantes de esta comunidad durante el verano terminan caminando cerca de 6km, hasta las Lagunas de Sepalau, para obtener agua.

Aunque la porción occidental de la Vertiente del Golfo de México presenta problemas de sequías en la parte oriental se han registrado desastres por inundaciones como es el caso de la cabecera municipal de Chahal. Esta comunidad está emplazada a inmediaciones del canal principal

del Río Chiyú. Unas dolinas con nivel freático cerca de la superficie también indican que las aguas subterráneas son un factor clave en las inundaciones.

Los escenarios hidrogeológicos regionales antes descritos para la mayoría de comunidades de Alta Verapaz provenientes del reconocimiento hidrogeológico realizado para todo el departamento sugieren que por lo menos cada cabecera municipal de Alta Verapaz debería de contar con un mapa hidrogeológico cuya escala podría variar de 1:5,000 a 1: 10,000 en función del área. De este modo el mapa hidrogeológico de la cabecera municipal podría convertirse en un instrumento para el manejo de recursos hidricos y la gestión de riesgos por sequías e inundaciones. Un ejemplo de este tipo de proyecto se describe más abajo para el manejo del área protegida Semuc-Champey la cual por su importancia estratégica a nivel nacional como sitio turístico se estudió a mayor detalle.

10.3. Resultados del mapeo hidrogeológico regional La Hidrogeología es un campo científico multidisciplinario que utiliza una nomenclatura

específica para describir el comportamiento del agua subterránea. Por lo tanto, en este informe se incluye en el Anexo 1 un Glosario de Términos Hidrogeológicos que se espera sea de ayuda para la comprensión del material que aquí se presenta. Dentro de todos los términos que se incluyen resulta particularmente útil entrar en detalle para analizar el concepto de facies hidroestratigráficas ya que para la individualización de las diferentes unidades del Mapa Hidrogeológico de Alta Verapaz (Mapa 6) se adoptó este tipo de unidades hidrogeológicas.

Los criterios adoptados para el mapeo geológico en el continente provienen de la Comisión Norteamericana de Nomenclatura Estratigráfica (1983). Sin embargo, para las unidades estratigráficas utilizadas por hidrogeólogos, denominadas unidades hidroestratigráficas, aún no se define un criterio distintivo que permita una definición y clasificación formal. La unidades hidroestratigráficas se definieron originalmente por Maxey (1964) como cuerpos de roca de considerable extensión lateral que integran un marco geológico para un sistema hidrológico razonablemente distinto. Al formular este concepto Maxey (1964) trató de proponer una categoría especializada, dentro del marco de un código de nomenclatura estratigráfga, que permitiera a los geólogos expresar con claridad y precisión las similitudes y contrastes entre entidades de agua subterránea y otras unidades reconocidas por el código. Se trató de que una unidad hidroestratigráfica fuera una unidad de mapeo práctica para estudios de agua subterránea. Sin embargo, Maxey (1964) incluyó en su concepto y definición de unidades hidroestratigráficas la dinámica del ambiente hidrológico. Debido a que el ambiente hidrológico no es una propiedad material de una unidad rocosa el término de facies hidroestratigráficas no permite que sea adoptado formalmente por la Comisión Norteamericana de Nomenclatura Estratigráfica.

El concepto de facies hidroestratigráficas fue redefinido por Seaber (1982) de la siguiente manera: "cuerpo de roca distinguido y caracterizado por su porosidad y permeabilidad". Esta redefinición de unidad estratigráfica vincula tal unidad a la columna estratigráfica pero no la relaciona necesariamente con la dinámica del sistema de flujo. De este modo una unidad hidroestratigráfica está definida por el número, tamaño, forma, arreglo, e interconexión de sus intersticios en cualquier cuerpo de roca sedimentaria, metamórfica, o ígnea.

Debido a la falta de acuerdo entre hidrogeólogos a nivel mundial se ha dejado mucha discreción a los hidrogeólogos de campo para la delimitación final de las unidades hidroestratigráficas con la idea de que las unidades definidas sean prácticas y útiles. Este fue el enfoque principal adoptado por nosotros para la clasificación final de las facies hidroestratigráficas que se incluyen en el Mapa 6. A continuación se describen las características hidrogeológicas principales de cada unidad cuya distribución espacial se muestra en el Mapa 6. La descripción de las unidades se realiza en orden cronológico empezando por la unidad más antigua y terminando por la unidad más joven.

10.3.1 . Rocas metamórficas Paleozoicas sin dividir (Psm) Esta unidad aflora exclusivamente en la Vertiente del Atlántico constituyendo

cuerpos alargados en dirección este-oeste. Es evidente que la distribución de esta unidad esta controlada fuertemente por el sistema de fallamiento de rumbo sinistral del Río Polochic. La falta de división litoestratigráfica e hidroestratigráfica de esta unidad se debe a la elevada complejidad geológica que presenta. En este grupo se incluyen principalmente esquistos y gneisses cuya porosidad y permeabilidad primaria es extremadamente baja por lo que también se les ha llamado rocas cristalinas. Normalmente estas rocas no presentan buenas condiciones para la infiltración de agua de lluvia ni para la acumulación y transmisión de agua subterránea, favoreciendo el desarrollo de escorrentía superficial, por lo que no resulta raro que en el Mapa 3 que describe las corrientes superficiales del departamento, ésta sea una de las regiones con mayor densidad de drenaje.

Sin embargo, existen por lo menos dos factores que pueden condicionar buenos acuíferos: 1) el desarrollo porosidad secundaria a través de un fuerte intemperismo donde normalmente resulta una capa de suelo que sobreyace el macizo rocoso y que puede formar un acuífero en el contacto suelo-roca; 2) desarrollo de permeabilidad secundaria a través de fracturas y fallas extensionales que sirven de canales para la circulación y almacenamiento de agua subterránea. Gran parte de la Reserva de la Biosfera en la Sierra de las Minas presenta los ambientes hidrogeológicos descritos para estas facies hidroestratigráficas.

10.3.2. Rocas plutónicas sin dividir (Gr) Esta unidad se encuentra exclusivamente en la Vertiente del Atlántico formando

cuerpos irregulares que parecen intrusionar las rocas metamórficas sin dividir. Las rocas plutónicas sin dividir consisten de cuerpos granitoides, cristalinos, compuestos mineralógicamente por cuarzo, fesldespatos, mica, y ocasionalmente anfiboles y10 piroxenos. Aunque genéticamente y geocronológicamente Psm y Gr son distintos sus características hidrogeológicas globales y regionales no difieren significativamente. Por lo tanto, normalmente estas rocas no favorecen la percolación de agua de lluvia resultando en alta densidad de escorrentía superficial y10 barreras al flujo de agua subterránea. Al igual que en el caso anterior, pueden generarse condiciones que permitan la formación de porosidad y permeabilidad secundaria, mediante intemperismo y fiacturamiento, ocasionando la formación de buenos acuíferos. Puede ser muy importante para el abastecimiento de agua de las comunidades asentadas en esta unidad hidroestratigráfica, o para el manejo de un área protegida alojada en la Sierra de las Minas, conocer con precisión las características hidrogeológicas primarias y secundarias lo cual requeriría una documentación detallada de los tipos genéticos de fallas y fracturas presentes en cada caso. Por la naturaleza regional de este estudio no se llegó al nivel de detalle antes mencionado.

10.3.3. G m o Santa Rosa (Psr) Aunque esta unidad también es de edad Paleozoica presenta características

hidroestratigráficas muy distintas en relación a las otras dos unidades Paleozoicas descritas con anterioridad. La unidad aflora en cuerpos irregulares y alargados en la parte central y sur de la Vertiente del Atlántico y está compuesta por sedimentos siliciclásticos marinos principalmente lutitas, areniscas, y conglomerados. Puede inferirse una alta variación en las conductividades hidráulicas y permeabilidades de estas rocas con valores primarios mínimos para lutitas a moderados/altos para areniscas y conglomerados. Es muy conocido el potencial de las areniscas para constituir buenos acuíferos. Esta unidad aparece en contacto con las rocas metamórficas y plutónicas anteriormente descritas. Por lo tanto, es de esperarse que el contacto entre Psr y las rocas metamórficas y plutónicas controle cambios notables en la percolación, almacenamiento, y transmisividad de agua subterránea.

10.3.4. Formación Tactic (Pt) El Mapa 6 muestra que la distribución espacial de esta unidad está claramente ligada

a la zona de falla del Polochic ya que consiste básicamente de una faja emplazada al sur de la falla. Esta unidad hidroestratigráfica aflora exclusivamente en la Vertiente del Atlántico. La localidad estratigráfica tipo es Tactic de donde recibe el nombre. Consiste de lutitas negras con intercalaciones de calizas. Las lutitas están compuestas fundamentalmente de arcillas con materia orgánica que se caracterizan por formar acuicludos, unidades prácticamente impermeables. Sin embargo, debido a que esta unidad es de edad Paleozoica ha experimentado varios periodos de plegamiento y fallamiento que han contribuido al desarrollo de permeabilidad secundaria en algunos sectores por lo que no se descarta la ocurrencia de cuerpos de agua pequeños alojados en esta unidad.

10.3.5. Formación Chochal (Pc) Esta unidad ocupa aproximadamente el 45% de la Vertiente del Atlántico y consiste

principalmente de carbonatos arrecifales Pérmicos (calizas y dolomías) con intercalaciones de lutitas y conglomerados. Por su naturaleza arrecifal esta unidad hidroestratigráfica tiene un excelente potencial para formar buenos acuíferos. Su elevada porosidad y permeabilidad ha condicionado la formación de varios prospectos mineros de plomo-zinc que se encuentran en la cabecera del Río Polochic. Es indudable que el elevado contenido de plomo-zinc en los sedimentos del Lago de Izaba1 se deriva de la erosión de los prospectos mineros antes mencionados. De todas las unidades Paleozoicas que integran la Vertiente del Atlántico la Formación Chochal es la que presenta las mejores condiciones de porosidad y permeabilidad para alojar enormes reservorios de agua subterránea.

Por lo tanto, es de esperarse que las comunidades emplazadas en esta unidad hidroestratigráfica pueden disponer de grandes reservas de agua subterránea para diferentes usos. Sin embargo, en el valle del Río Chixoy existen depósitos de evaporitas, principalmente yeso Pérmico, que han salinizado varios depósitos de agua, incluyendo la Laguna Lachuá por lo que en varios casos se ha registrado contaminación natural de agua superficial y subterránea influenciado principalmente por la geología de la cuenca. Un caso similar se ha registrado para las aguas sulfürosas de Tamahú donde el alto contenido de sulfatos parece estar ligado también a los depósitos de yeso.

10.3.6. Formación Todos Santos (JKts) Esta unidad consiste de pequeños afloramientos dispersos en el sur de la Vertiente

del Atlántico. Está compuesta por sedimentos siliciclásticos continentales principalmente areniscas y lodolitas con alto contenido de hematita. La edad de la Formación es Jurásico por lo que el contacto de ésta con la Formación Chochal corresponde a una discordancia litológica la cual puede jugar un rol importancia en la circulación y almacenamiento de agua subterránea. El alto contenido de hematita de esta unidad puede ocasionar que el contenido de hierro en el agua sea relativamente alto en relación al agua almacenada en otras unidades hidroestratigráficas, Por la escasa distribución areal que tiene esta unidad a nivel regional se considera que no juega un papel importante en la distribución del agua subterránea aunque a nivel local puede resultar de interés.

La distribución espacial de esta unidad se restringe a la esquina centro oriental de Alta Verapaz. Se caracteriza por presentar baja porosidad y permeabilidad primaria lo cual no favorece la infiltración de agua y eventual formación de acuíferos. Por lo tanto, no resulta raro que en el Mapa 3 de corrientes superficiales se registre una alta densidad de escorrentía superficial en el sector donde aflora esta unidad. La única mina de cobre del país se encuentra emplazada en esta

unidad la cual se caracteriza también por contribuir a elevar el contenido de magnesio y sílice en las aguas que la drenan. Por ser un cuerpo de roca alóctono y fuertemente deformado existe la posibilidad de que algunas fracturas extensionales que afectan al mismo puedan permitir la acumulación y circulación de agua subterránea al menos en zonas transtensionales asociadas a la Zona de Falla del Polochic.

10.3.8. Formación Cobán-Campur (Kca) Aunque en un sentido geológico estricto estas dos Formaciones se tratan por

separado se ha considerado que su comportamiento hidrológico a escala regional es muy parecido por lo que en esta sección se describen de manera conjunta. Ambas unidades integran una gmesa secuencia carbonatada Cretácica, + 1,500m de espesor, que se extiende por casi el 75% del área que abarca la Vertiente del Golfo de México. Todas las variedades de paisaje kárstico discutidas con anterioridad se han desarrollado en esta unidad hidroestratigráfica. La mitad de Guatemala está compuesta por este tipo de rocas de modo que puede afirmarse con toda seguridad que el 50% de los acuíferos existentes en el país son kársticos. Por si fuera poco, esta unidad hidroestratigráfica también aloja la mina de plomo-zinc más grande de Guatemala, los principales yacimientos petroleros de Alta Verapaz, y la mayoría de áreas protegidas de Alta Verapaz.

La secuencia carbonatada ha experimentado varias fases de deformación dando por resultado una serie de anticlinales y sinclinales que controlan notablemente el flujo de agua subterránea y la distribución de zonas de recarga y descarga que se discute más abajo. El Mapa 1 que se presentó al inicio de este documento representa la distribución espacial de dolinas que se han desarrollado en esta unidad. Del mismo modo pudo observarse en el Mapa 3, de corrientes superficiales, la abundancia de ríos ciegos y ponors que caracterizan esta unidad. Todas las características del paisaje kárstico antes mencionadas condicionan la presencia de acuíferos con flujo turbulento de modo que en varias regiones de Alta Verapaz se cuenta una red de ríos de agua subterránea más que con una red de ríos superficiales.

Resulta entonces evidente que la Vertiente del Golfo de México y la Vertiente del Atlántico tienen características hidrogeológicas muy distintas para el departamento de Alta Verapaz.

10.3.9. Formación Sepur (KTs) La distribución de esta unidad está restringida a la parte norte de la Vertiente del

Golfo de México sobreyaciendo discordantemente a la Formación Cobán-Campur. Consiste de una secuencia siliciclástica de carácter hidrogeológico muy parecido a al Grupo Santa Rosa que aflora en la Vertiente del Atlántico. La diferencia fundamental entre ambas unidades es que la Formación Sepur por su edad más joven tiene menor grado de deformación que el Grupo Santa Rosa. Aunque la Formación Sepur se encuentra espacialmente asociada a la Formación Cobán-Campur su carácter hidrogeológico es muy distinto al de la secuencia carbonatada. Por su naturaleza siliciclástica esta Formación tiene el potencial para alojar acuíferos de flujo laminar particularmente en los horizontes arenosos y conglomeráticos.

10.3.10. Formación Caribe (Tca) Esta unidad aflora principalmente en la esquina noroccidental del departamento.

Consiste de una secuencia siliciclástica muy parecida en sus propiedades hidrogeológicas a la Formación Sepur pero de edad más joven.

l

10.3.1 1. Depósitos pomáceo-eólico (Qp) Estos depósitos Cuaternarios están distribuidos en la parte suroriental del

departamento y se consideran provenientes de la faja volcánica que se encuentra al sur del país. Se

encuentran mezclados con oxisuelos arcillosos que se caracterizan por su alta retención específica de humedad. Tienen carácter impermeable por lo que favorecen el escaso desarrollo de escorrentía superficial en el ambiente kárstico que les subyace.

10.3.12. Aluvión Cuatemario Aparte de la unidad hidroestratigráfica de relieve kárstico antes mencionada el

aluvión Cuatemario se destaca por ser otra de las unidades que tiene un elevado potencial hidrogeológico para la infiltración, acumulación y circulación de agua. La distribución espacial de esta unidad tiene un fuerte control estructural al ocupar el fondo de sinclinales (poljes) y las zonas de transtensión asociadas a la Falla del Polochic. El humedal Bocas del Polochic se encuentra en el aluvión Cuatemario que constituye el delta formado por las descargas de sedimentos del Río Polochic en el Lago de Izabal. Al igual que en los humedales que se han formado en los poljes, el aluvión Cuatemario constituye entonces la unidad hidroestratigráfica que controla notablemente la distribución de varios ecosistemas frágiles de Alta Verapaz.

Para ayudar a visualizar en tercera dimensión la distribución espacial de las diferentes unidades hidroestratigráficas se prepararon dos secciones transversales que se muestran en la Figura 7

10.4. Mapeo de zonas de recarga y descarga hídrica 10.4.1. Uso y abuso del término recarga hídrica en Guatemala (la Caja de Pandora??)

El término recarga hídrica está siendo utilizado en el país de manera sumamente vaga e imprecisa. Es frecuente encontrar documentos donde se denomina "zonas de recarga hídrica" a las regiones montañosas con cobertura forestal tal como la parte alta de la Sierra de Las Minas. Ciertamente en las partes altas de las cordilleras de Guatemala es donde se registra mayor cantidad de precipitación pluvial. Sin embargo, en varios lugares como la Sierra de las Minas lo que

l

predominan son rocas cristalinas de baja porosidad y permeabilidad primaria de modo que aunque l

la cantidad de lluvia sea alta el proceso hidrológico dominante va a ser escorrentía superficial y no infiltración y eventualmente recarga. También se han encontrado publicaciones donde se considera A

a los humedales como zonas de recarga hídrica cuando normalmente estos cuerpos de agua lo que representan son zonas de descarga hídrica.

Por la utilización inadecuada que se ha dado en el país del término recarga hídrica se decidió que como parte fundamental de este informe era importante definir de manera precisa este término antes de proceder al mapeo de zonas de recarga y descarga hídrica de Alta Verapaz. De este modo también se contribuye a tratar de uniformizar el concepto de recarga hídrica y que eventualmente los programas de reforestación que se implementen en zonas de recarga tomen en consideración no solo la topografía y la cantidad de lluvia sino también otros factores muy importantes que han sido subestimados en la definición de zonas de recarga hídrica.

Recarga es un término hidrogeológico y se define en un sentido general como el flujo descendente de agua que alcanza el nivel fieático constituyendo una adición al reservorio de aguas subterráneas (de Vries y Simmers, 2002).

Existen diferentes mecanismos de recarga (Figura 10.1) los cuales se han definido conceptualmente por Lemer y otros (1 990):

Recarga directa: agua añadida al reservorio de agua subterránea en exceso de los déficit de humedad del suelo y evapotranspiración mediante precolación vertical directa a través de la zona vadosa. Recarga indirecta: precolación al nivel fieático a través de las capas de cursos de agua superficiales.

Recarga localizada: una forma intermedia de recarga de agua subterránea que resulta de la concentración horizontal, somera, de agua en la ausencia de canales bien definidos.

E = EVAPOTRANSPIRACI~N

E

i FRACTURAS -

DOLINAS

INFILTRACI~N INFILTRACION

INDIRECTA LOCALIZADA

Figura 10.1. Expresiones simplificadas de los diferentes mecanismos de recarga (ligeramente modificado de Lerner y otros, 1990)

Un mecanismo de recarga lo constituye la percolación descendente del agua del suelo en exceso del déficit de humedad del suelo y la evapotranspiración (exceso de infiltración).Esta definición es bastante sencilla aunque existen vanos problemas conceptuales. La recarga de agua subterránea sobre cierta área se considera que normalmente es igual al exceso de infiltración sobre la misma área. Sin embargo, no toda el agua infiltrada alcanza necesariamente el nivel fieático. El agua infiltrada puede ser bloqueada por horizontes de baja conductividad y desaparecer en forma de interflujo hacia depresiones locales cercanas donde eventualmente se transforma en escorrentía o se evapora en vez de pasar a formar parte del sistema regional de aguas subterráneas.

Puede originarse otro problema, especialmente en acuíferos someros en relación con la escala areal. Por ejemplo un ascenso del nivel fieático por recarga puede iniciar un sistema local de agua subterránea con descarga de filtración local asociada dentro el área considerada. La recarga neta en un área con estas características sería menor que el flujo total descendente al nivel fieático.

Un problema similar en áreas con acuíferos someros puede estar asociado con la escala de m. tiempo: el agua infiltrada puede inicialmente pasar a formar parte del reservorio de aguas

subterráneas pero puede subsecuentemente ser extraída por evapotranspiración. La interacción de clima, geología, geomorfología, condiciones del suelo, y vegetación

determinan los procesos de recarga. En general, la recarga de agua subterránea en zonas áridas a semi-áridas es mucho más susceptible a condiciones someras que en regiones húmedas. La

percolación profunda en áreas húmedas está controlada principalmente por el exceso de precipitación potencial (lluvia menos evapotranspiración potencial), la capacidad de .infiltración del suelo, y el almacenamiento y capacidad de transporte del subsuelo. Sin embargo, en áreas áridas y semi-áridas la evapotranspiración potencial promedio excede normalmente la lluvia de modo que la recarga de agua subterránea depende principalmente de tormentas de alta concentración, acumulación de agua de lluvia en depresiones y ríos, y la capacidad del agua de lluvia para escapar a la evapotranspiración mediante precolación en grietas, fisuras, o canales de solución. La recarga normalmente es bloqueada por suelos aluviales gruesos, los que permiten almacenamiento de alta retención durante la época húmeda y el desarrollo de vegetación que subsecuentemente extrae agua del suelo en la siguiente época seca. Por el contrario, una cubierta vegetal pobre sobre un suelo permeable o sobre un macizo rocoso poroso y fracturado cercano a la superficie, junto con lluvias de alta intensidad, crean en conjunto condiciones favorables para recarga.

Las regiones kársticas, como el 80% de Alta Verapaz y el 50% de Guatemala, son terrenos altamente efectivos en estimular recarga. Así por ejemplo Hoetzl (1995) reporta para una zona karstica árida en Arabia Saudita que el 47% de la lluvia promedio (93mm/año) desaparece en dolinas y fracturas extensionales corroidas. Estas condiciones favorecen el desarrollo de excelentes acuíferos. Es de esperarse que en zonas kársticas húmedas como Alta Verapaz la recarga de acuíferos exceda notablemente los valores reportados en regiones áridas.

De este modo los límites elegidos por el hidrogeólogo son los que determinan si un sistema local es considerado como parte de un flujo de recarga o si la recarga temporal se considera como parte del reabastecimiento total a largo plazo. Por lo tanto, debe de llevarse a cabo una distinción clara, ya sea en términos conceptuales o para propósitos de modelizado de aguas subterráneas, entre la cantidad potencial de agua disponible para recarga a partir de la zona del suelo y la recarga real que alcanza el nivel fieático.

El término recarga potencia1 fue introducido por Rushton (1988). Este tipo de recarga incluye el exceso de precipitación sobre evapotranspiración antes mencionado, el cual desaparece subsecuentemente a través de un sistema local de descarga o por evaporación de la zona saturada, pero el cual podría convertirse en recarga "permanente" al disminuir el nivel fieático somero después de extracción. Más aún, el descenso del nivel freático puede inducir recarga adicional mediante la reducción de evapotranspiración. Este concepto de recarga potencial es muy importante en simulaciones transitorias de flujo de agua subterránea.

Los problemas conceptuales normalmente no se presentan en áreas con nivel freático profundo donde el nivel de aguas subterráneas se encuentra muy por debajo de la zona de raices de las plantas. Bajo tales condiciones, virtualmente toda el agua que pasa la zona de raices se asume que ha escapado a la evapotranspiración y puede recargar el reservorio de aguas subterráneas. En este contexto la recarga regional promedio de agua subterránea es igual a la descarga regional promedio de agua subterránea. Sin embargo, en algunas regiones semi-áridas se ha documentado, con estudios de isótopos estables, flujos ascendentes de agua capilar a un ritmo de lmrn/año provenientes de acuíferos colgados que se localizan a una profundidad de 20m (Coudrain-Ribstein y otros, 1998). También se ha reportado la extracción de agua por especies de acacia de raíces profundas a partir de profundidades que exceden 50m en el desierto Kalahari, Angola (De Vries, y otros, 2002). El Biólogo Mario Veliz (comunicación oral) de la Escuela de Biología de la USAC reporta acacias en el bosque espinoso de El Progreso, particularmente entre El Rancho y Teculután, de modo que el mismo fenómeno podría presentar en esta zona aunque con menor intensidad que en Angola.

10.4.2. Metodología utilizada para la elaboración del mapa de recarga y descarga hídrica de Alta Verapaz

La metodología utilizada para el mapeo regional de zonas de recarga y descarga se basó en los modelos conceptuales presentados en la sección anterior y en la sobreposición de los mapas de dolinas (Mapa l), de isoyetas (Mapa Z), de corrientes superficiales (Mapa 3), y de facies hidroestratigráficas (Mapa 6) . De esta manera pueden obtenerse estimados razonables regionales sin tomar en cuenta la variabilidad que puede presentarse a nivel local. El Mapa 8 muestra la distribución espacial de zonas de recarga y descarga para Alta Verapaz. Tal y como puede apreciarse se zonificaron tres distintos niveles de recarga. De este modo, la zona de recarga alta corresponde a rocas carbonatas Cretácicas con alto desarrollo de dolinas y con los mayores valores de precipitación pluvial de Alta Verapaz. De manera similar, se determinó que la zona de la Sierra de Las Minas, aunque presenta valores altos de lluvia, es una zona de recarga baja ya que en la región predominan rocas cristalinas de baja porosidad y permeabilidad. Las zonas de descarga principales se localizan en los poljes (que alojan hurnedales) ya lo largo de los principales ríos de ambas vertientes.

El área de recarga principal para Alta Verapaz lo constituye la Sierra Charná y como zona primordial de descarga la región hidrográfica Chinajá; sin embargo, debe reconocerse que a nivel de cuencas y sub-cuencas cada elemento hidrográfico posee sitios de recarga y descarga.

En la sierra Chamá las zonas de recarga están representadas principalmente por los poljes y de manera secundaria por uvalas y dolinas, e incluso por algunos ríos importantes tales como el Sachichaj, Quixal y Chixoy o Negro. Ahora bien, en la región norte de terreno relativamente plano las zonas de descarga están definidas por el cause de los ríos, hurnedales y lagunetas.

CAPITULO XI

HIDROGEOLOG~A Y MANEJO DE ÁREAS PROTEGIDAS: ESTUDIO DE CASO PARA SEMUC-CHAMPEY

1 1 .l . Introducción El manejo de las áreas protegidas de Guatemala ha subestimado el papel de la Hidrogeología

como un campo multidisciplinario que puede contribuir a la gestión eficiente de estos ecosistemas. Aunque el presente proyecto es de carácter regional y en un principio no contempló actividades de mapeo a escala de semi-detalle se decidió que por ser Semuc-Champey un sitio turístico de importancia nacional había que documentar las características hidrogeológicas básicas que presenta. Se espera que el mapa y las secciones hidrogeológicas elaboradas pueda ser de utilidad para instituciones como CONAP, INAB, y la Alcaldía de Lanquin que tienen bajo su jurisdicción el manejo del área.

1 1.2. Características generales de Semuc-Champey El área protegida se localiza al norte de Cobán en el municipio de Lanquín y toma cerca de 3

horas llegar al sitio partiendo de Cobán. El centro de la zona tiene coordenadas UTM 184000E- 172 1000N y cubre un área aproximada de 1 10 km2. El Río Cahabón drena la parte central del área.

11.3. Resultados del mapeo hidrogeológico de Semuc-Champey Las actividades de campo se llevaron a cabo a escala 1:50,000 utilizando la hoja topográfica

Cahabón 2262 IV publicada por el IGN. Es evidente que el paisaje kárstico en combinación con las características hidrogeológicas del sitio han jugado un rol fundamental en la belleza escénica de la zona (Figura 1 1.1)

Figura 1 1.1. Fotografías que muestran el paisaje kárstico de Semuc Champey. La foto izquierda muestra terrazas de travertino mientras que la foto derecha la desaparición en el subsuelo del R í o C~hahhn.

El área de mayor interés turístico consiste de lagunetas escalonadas que se han formado en depresiones asociadas con terrazas de travertino (carbonato de calcio redepositado). Debido a que drenan carbonatos Cretácicos, calizas y dolomías, las aguas del Río Cahabón se caracterizan por estar supersaturadas en ~ a + ~ , M ~ + ~ , y ~ ~ 0 3 - l . Bajo estas condiciones puede ocurrir la precipitación de calcita lo cual ocurre en forma de estratos o terrazas como las que se encuentran en Semuc Champey y la Laguna Lachuá. El ponor que condiciona que el río se sumerja por debajo de las terrazas indica claramente que el río está erosionando de nuevo terrazas que precipitó con anterioridad.

El mapa geológico elaborado para Semuc Champey se ilustra en la Figura 11.2. Las rocas más antiguas del área consisten de carbonatos Cretácicos plegados y altamente intemperizados que han originado un paisaje kárstico maduro. Se documentaron dos anticlinales cuya orientación de los ejes de los pliegues varía de este-oeste a N50W. Los sinclinales ocupan los valles a lo largo de los cuales drenan los principales ríos. Es notoria la abundancia de dolinas en la parte occidental del área. Varias de estas depresiones tienen un eje largo con orientación similar al eje anticlinal sugiriendo que la distribución espacial de la mayoría de estas estructuras se ha desarrollado en la charnela de los pliegues.

La zona ha sido afectada por un periodo de deformación extensional que ha causado la formación de varios graben y horst. En las fosas tectónicas se acumuló una secuencia siliciclástico similar a la Formación Sepur que en algunos casos sobreyace discordantemente a los carbonatos mientras que en otros casos se encuentra en contacto de falla con los mismos.

La Figura 11.2 muestra el claro control geológico en la hidrología superficial y subterránea del área protegida. Por un lado puede observarse una alta densidad de escorrentía superficial que se desarrolla en los sedimentos siliciclásticos. Por otro lado, es notoria la ausencia de corrientes superficiales, y por lo tanto la abundancia de ríos subterráneos, en los sedimentos carbonatados Cretácicos que presentan abundancia de dolinas. El ponor que es visitado por turistas, donde se sumerge el río, es solo una de muchas depresiones kársticas que contribuyen a la desaparición de corrientes superficiales no solo en esta área protegida sino en todos los terrenos kársticos de Alta Verapaz.

Se tomó la información básica de la Figura 11.2 para construir dos secciones geológicas transversales que permitan apreciar en tercera dimensión las estructuras geológicas de la zona. Las secciones geológicas se muestran en la Figura 11.3. La sección A-A' muestra claramente las dos unidades hidroestratigraficas que componen el área protegida. Es notorio el alto grado de plegamiento de los carbonatos y la subsecuente deformación por fallamiento normal que condicionó la sedimentación de los siliciclásticos. La sección B-B' muestra en el extremo suroccidental el alto grado de karstifícación del macizo rocoso carbonatado. De este modo puede concluirse que la principal zona de recarga hídrica de Semuc Champey se localiza en la porción occidental del área.

Durante las actividades de campo en esta zona se evidenció que el área ha experimento un alto grado de deforestación. Salvo la zona central donde se presenta el ponor y las terrazas de travertino, en un área de aproximadamente 4krn2, el resto de la zona ha sido severamente degradada en su cobertura vegetal. De iniciarse actividades conducentes a la reforestación de la zona se recomienda que el objetivo de mayor prioridad sea la zona con dolinas al occidente del área ya que a nivel local esta constituye la principal zona de recarga del área protegida.

Se recomienda también trabajar con la municipalidad de Lanquín en lo relacionado con el manejo de residuos sólidos ya que el basurero actual se encuentra aguas arriba de la cabecera municipal y constituye una fuente de contaminación potencial no solo para el agua superficial sino también para los acuíferos kársticos del área.

LEYENDA

ROCAS MllZ&?-

'<, CURVA DE NIVEL

- FALLA

ESTPATIFICAC~~N

- LINEMIENTO ESTRUCTURAL

Figura 1 1.2. Mapa geológico de Semuc Champey

CAPITULO XII

CONCLUSIONES Los resultados obtenidos durante el proyecto conducen a una amplia gama de conclusiones y

recomendaciones las más relevantes de las cuales se indican a continuación.

Se preparó el mapa hidrogeológico de Alta Verapaz el cual documenta condiciones hidrogeológicas muy distintas para el departamento. Las diferentes condiciones pueden resumirse para cada vertiente de la siguiente manera. El 50% de la Vertiente del Atlántico consiste de rocas cristalinas con baja porosidad y permeabilidad primaria con bajo potencial para la formación de acuíferos. Sin embargo, el intemperismo y los eventos tectónicos que han afectado a estas unidades hidroestratigráficas cristalinas pueden condicionar porosidad y permeabilidad secundaria que contribuya a mejorar el potencial para la circulación y almacenamiento de agua. El 70% de Alta Verapaz consiste de rocas carbonatadas Cretácicas con diferentes tipologías del paisaje kárstico que tiene un excelente potencial para la formación de acuíferos con flujo turbulento. Sin embargo, por la alta densidad de dolinas y ponors en las rocas carbonatadas, se ha generado un ambiente altamente vulnerable para la contaminación de los acuíferos.

El análisis hidrometeorológico realizado permite señalar que la Sierra de Chamá, una faja plegada de carbonatos Cretácicos, juega un papel primordial en la distribución de temperatura y patrones de lluvia que afectan a todo el departamento. El mapa de isoyetas elaborado muestra claramente que en las partes altas de la Sierra de Chamá se alcanzan valores promedio de precipitación anual de 4.2m con un claro descenso en la cantidad de lluvia hacia las partes bajas tanto de la Vertiente del Atlántico como de la Vertiente del Golfo de México.

El análisis hidrometeorológico que utilizó el banco de datos hidrometeorológico elaborado para todo el departamento permitió formular hipótesis iniciales de cambio climático para el departamento. La primera aproximación alcanzada permite inferir que la intensidad anual promedio de las lluvias ha disminuido hasta en un 40% durante el siglo pasado. Las causas precisas de estos cambios permanecen sin esclarecerse pero no resultaría raro que estén vinculadas al fenómeno de calentamiento global que experimenta el planeta.

Se construyó un inventario de pozos para Cobán y se evaluó la naturaleza (superficial y10 subterránea) de la fuente de agua potable para el resto de las cabeceras municipales del departamento. El inventario de Cobán indica la presencia de acuíferos someros que abastecen de agua a la población de zonas marginales durante el verano. Se demostró que los pozos de agua subterránea juegan un papel crítico en abastecimiento de agua en comunidades rurales del norte de Alta Verapaz, principalmente Chisec y Fray Bartolomé las Casas.

En cuanto a la determinación de la influencia que ejercen los tipos de rocas y estructuras en las condiciones hidrogeológicas del departamento se concluyó lo siguiente. La disponibilidad de agua en forma de escorrentía superficial presenta fuertes contrastes derivados de la geología de las vertientes. Las cuencas compuestas por rocas cristalinas presentan una red hidrográfica de alta densidad en contraste con las cuencas donde predominan rocas carbonatadas con alto grado de karstificación donde se registra una ausencia notoria de canales fluviales. Para las comunidades asentadas en zonas kársticas, varias de ellas en Chisec, sería apropiado implementar un programa de exploración específico de aguas subterráneas que les permita abastecerse del vital líquido durante el verano. La calidad del agua de también muestra un fuerte control geológico ya que en sectores como la Laguna de Lachuá se han reportado altos valores de salinidad asociados a evaporitas y en casi todo el departamento elevadas concentraciones de dureza vinculadas con la disolución de las rocas carbonatadas. Es indudable entonces que las características hidrogeológicas de carácter regional que aquí se presentan pueden contribuir notablemente a un mejor manejo de los recursos hídricos de Alta Verapaz.

En lo relacionado con el mapeo de zonas de recarga y descarga del departamento se generó un nuevo mapa que muestra la distribución espacial de dichas zonas basado en geomorfología, clima, geología, hidrología, y facies estratigráficas que permitió zonificar con mayor precisión la distribución espacial de estos procesos. El mapa generado constituye un perfeccionamiento a los esfuerzos anteriores realizados para la identificación de zonas de recarga hídrica de Alta Verapaz.

Aunque el presente estudio fue de carácter regional se llevaron a cabo dos acciones a nivel local debido a la importancia estratégica de los sectores investigados. El primer proyecto local fue el monitoreo de caudales del Río Mestelá, principal fuente de agua potable para Cobán. Los resultados muestran que el Río Mestelá tiene caudales muy aceptables, promedio de 10 m3/s, durante la época húmeda para abastecer de agua a Cobán. Sin embargo, durante la época seca se registra un fuerte descenso de caudales, alcanzando un promedio de 1 m3/s, sin que el cauce llegue a secarse. Se considera que este caudal de estiaje es mantenido principalmente por la contribución de flujo base que en ambientes kársticos es muy fuerte. Sin embargo, esta reducción drástica de caudales puede ser una señal de alerta para realizar un estudio a mayor detalle de la cuenca del Río Mestelá.

El segundo proyecto de carácter local consistió en el mapeo hidrogeológico del área protegida Semuc Champey. Con las actividades de campo realizadas se pudo identificar las características fundamentales del paisaje del área protegida así como caracterizar apropiadamente los fenómenos hidrogeológicos que se presentan. El mapa hidrogeológico elaborado es un instrumento básico para la toma de decisiones y el mejoramiento del manejo del área protegida ya que a través del mismo se identificó la principal zona de recarga hídrica la cual debe de ser prioritaria para las actividades de restauración ecológica que se implementen.

Se determinó que en algunos centros urbanos, como Cobán y Carchá, existe un emplazamiento inadecuado de los basureros y rastros municipales, en ambos casos aguas arriba de las ciudades y en depresiones kársticas sin ningún tipo de geotextiles, lo cual puede impactar severamente la calidad del recurso hídrico y posteriormente la salud de los habitantes.

CAPITULO XIII RECOMENDACIONES

Es evidente que este reporte constituye la primera aproximación regional para la situación hidrogeológica de los recursos hídricos de Alta Verapaz. A partir del mismo pueden seleccionarse varias zonas prioritarias que ameritan una evaluación a mayor detalle sea con fines de abastecimiento de agua y10 gestión de riesgos por extremos hidrogeológicos. Los mayores problemas de abastecimiento de agua se han registrado en zonas kársticas con baja densidad de drenaje siendo el mejor ejemplo el municipio de Chisec. Sin embargo, estas sequías que se desarrollan en el departamento con más lluvia de Guatemala, también ocurren en municipios como Lanquín y Fray Bartolomé de Las Casas. El otro extremo hidrológico que consiste en inundaciones se ha manifestado particularmente en Chahal y La Tinta.

Se ha documentado a nivel local serios problemas de calidad de agua vinculados con la geología de las cuencas y con actividades antropogénicas. Los dos casos documentados de salinidad fueron la Laguna de Lachuá y Tamahú aunque existen serios problemas de dureza para el 80% del departamento de Alta Verapaz. En las cabeceras municipales de Cobán, San Pedro Carchá, y Lanquín se detectó que los basureros están emplazados aguas arriba de las comunidades lo cual constituye una amenaza potencial para la salud de los habitantes. Es evidente la necesidad de llevar a cabo estudios de vulnerabilidad de acuíferos que permitan tomar mejores decisiones para el manejo de residuos sólidos de todas las cabeceras municipales de Alta Verapaz.

Los patrones de lluvia formulados en el presente estudio provienen del análisis somero de datos aportados por una red de monitoreo que no tiene la densidad apropiada de estaciones ni el registro histórico adecuado. Esto sugiere que para conocer mejor el comportamiento de las lluvias debe de ampliarse la red de monitoreo tomando en cuenta la geomorfología montañosa de la zona. Del mismo modo se recomendó la utilización de técnicas geoestadísticas para profundizar en los patrones de lluvia. Este tema es la tesis de la Asistente de Investigación Silvia Cortez.

Se recomienda evaluar de manera cuantitativa los patrones de lluvia provenientes de las estaciones de Cobán donde se logró integrar una serie de tiempo de aproximadamente 100 años. Se observa claramente una tendencia a la baja pero la utilización de técnicas cuantitativas como cadenas de Markov y autocorrelaciones puede ayudar a definir un modelo estocástico de cambio climático más preciso.

Debido a que el monitoreo del Río Mestelá únicamente se realizó durante 6 meses se recomienda ampliar las observaciones por lo menos durante 6 meses más para completar el ciclo anual estaciona1 completo. Sin embargo, debido a que la cuenca constituye la principal fuente de abastecimiento de agua para Cobán sería importante que el Departamento de Geología del CUNOR mantenga por lo menos una estación de monitoreo permanente en la estación Talpetate con objeto de obtener un registro histórico de caudales que permiten obtener un mejor modelo hidrogeológico del río.

El mapeo hidrogeológico de Semuc Champey muestra claramente como la Hidrogeología puede contribuir al mejor manejo de un área protegida y a la definición más acertada de zonas de recarga hídrica. Por lo tanto, se recomienda que estas experiencias se repliquen a otras regiones del país con entornos hidrogeológicos similares.

El modelo conceptual de recarga hídrica que se utiliza en el país debe de revisarse minuciosamente y formularse de nuevo en base a un enfoque integral y multidisciplinario. Esto es necesario debido a que los mapeos realizados a la fecha, y que sirven de base para varios proyectos de reforestación, son insatisfactorios cuando se confrontan con la geología de las cuencas. Los escenarios geológicos regionales del país indican que por lo menos debería de contarse con tres modelos conceptuales de recarga hídrica orientados a la faja volcánica, los aluviones, y las zonas kársticas.

Debe ampliarse el inventario de pozos para todas las cabeceras municipales del departamento ya que aquí se realizó únicamente para Cobán. Los pozos son altamente vulnerables a la contaminación por encontrarse en un ambiente kárstico y con un crecimiento urbano desordenado. Los estudios hidrogeológicos deben de ser tomados en cuenta no solo para un mejor manejo del recurso hídrico para orientar el crecimiento urbano de las cabeceras municipales.

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CAPITULO XV

ANEXO 1 GLOSARIO DE TÉRMINOS HIDROGEOL~GICOS (STONE, 1999)

Aluvial. Sedimento depositado por agua corriente sobre pendientes amplias o en cuencas adyacentes a cordilleras. Aluvión. Depósito aluvial; generalmente una mezcla no consolidada de grava, arena, limo, y arcilla. Acuifero. Unidad geológica cuya porción saturada produce cantidades significativas de agua en pozos o manantiales; material que almacena y transmite agua. Acuitardo. Material geológico de conductividad hidráulica relativamente baja que sobreyace un acuífero artesiano y responsable por el confinamiento de agua; material que almacena pero muy pobre para conducir agua. Agua del suelo. Agua subsuperficial dentro de la zona vadosa; agua por encima el nivel fieático. Agua subterránea. Agua subsuperficial en la zona de saturación; el agua por debajo del nivel fieático, Arenisca. Roca sedimentaria clástica compuesta por partículas del tamaño de la arena, sea de minerales o rocas. Calcita. Mineral compuesto de carbonato de calcio (CaCO3); principal mineral de la caliza. Caliza. Roca sedimentaria compuesta de >50% de calcita. Clástico. Término aplicado a rocas o depósitos sedimentarios compuestos por fragmentos de roca de varios tamaños. Coluvión. Depósito formado en o cerca de la base de pendientes ya sea por acción de la gravedad o por escorrentía no concentrada; generalmente una mezcla de roca no consolidada y suelo. Conductividad hidráulica. ~ o l m e n de agua (a viscosidad existente) que se moverá por unidad de tiempo bajo un gradiente hidráulico unitario, a través de una unidad areal de material saturado; puede reportarse en gpd/ft2 o en &día. Contacto. Límite adyacente entre unidades estratigráficas Descarga hídrica. Movimiento de agua fuera de un acuífero; proceso por el cual el agua subterránea se agota; puede ser natural o artificial (bombeo). Evapotranspiración. Pérdida combinada de agua subsuperficial a la atmósfera a través de procesos de evaporación del suelo y transpiración de plantas. Falla. Fractura en medio geológico a lo largo de la cual ha habido movimiento. Formaci6n. Unidad fundamental en la clasificación estratigráfica de rocas utilizada en mapas geológicos y en secciones transversales; tiene que ser mapeable a la escala de mapas topográficos comunes. Litología. Carácter físico de una roca o depósito expresada en términos de textura, mineralogía, color, y espesor. Mineral. Substancia inorgánica natural con un grupo característico de propiedades fisicas y una composición quimica definida o rango de composición; los componentes básicos de las rocas. Nivel Freático. Superficie que representa la presión estática para un acuífero no confinado; la parte suverior de la zona de saturación; la superficie formada por puntos en los cuales la presión del agua es igual a la presión atmosférica. Permeabilidad. Medida de la facilidad relativa con que un medio poroso transmite un liquido; es una propiedad exclusiva del medio geológico, independiente de las propiedades del liquido o fuerza que causan el movimiento.

Porosidad. Porcentaje del volumen total de roca, sedimento no consolidado, o suelo que es ocupado por espacios vacíos o poros; es igual a la suma de rendimiento especifico y retención específica. Recarga. Movimiento de agua hacia un acuífero; proceso mediante el cual son alimentados los acuíferos; puede ser natural o artificial (inyección, inundación). Roca. Agregado natural de minerales. Roca ígnea. Roca que se forma por enfriamiento de roca fundida; puede formarse en la superficie (volcánico) o a profuididad (intrusivo-plutónico) Roca metamórfica. Roca formada por metamorfismo, es decir, la alteración de una roca preexistente a través de elevadas temperaturas, presiones, y cambios químicos. Superficie piezométrica. Superficie que representa la presión estática a partir de mediciones del nivel del agua en piezómetros instalados en acuíferos. Yeso. Mineral compuesto por sulfato de calcio (Caso4); puede ocurrir en capas con caliza, lutita, u otras evaporitas.