Herramientas de modelación y monitoreo para la hidrología de Alta Montaña Colombiana - Cuenca de la Quebrada Calostros – PNN Chingaza

Abstract

Desde el principio de los años 80, la neblina ha sido considerada como una de las principales fuentes hídricas para el abastecimiento de agua potable en todo el mundo, especialmente la que se presenta en los bosques alto andino y en los páramos. En Colombia, los páramos son considerados ecosistemas estratégicos con un alto grado de importancia ambiental, esto debido a los servicios ecosistémicos que proveen para los seres humanos. Las condiciones climáticas de los páramos y en especial de las cuencas de alta montaña, las interacciones entre el clima, el suelo y la vegetación proporcionan condiciones complejas en la evaluación del comportamiento hídrico de estos ecosistemas. En razón a lo anterior, el interés en evaluar el comportamiento de la neblina en forma de precipitación horizontal para las cuencas de alta montaña, y evaluar el aporte que la misma generaba en la respuesta hidrológica, obedeció al planteamiento en términos de identificar un modelo hidrológico que integrará la distribución espacial de la precipitación horizontal, el tipo de suelo y la cobertura vegetal. La investigación, centro sus esfuerzos en la cuenca de la Quebrada Calostros, ubicada en el municipio de la Calera en el departamento de Cundinamarca a una altura promedio de 3500 msnm sobre el complejo del Páramo de Chingaza. La cuenca se encuentra instrumentada con estaciones climáticas e hidrológicas del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM). Con la información monitoreada en la cuenca, se procedió a investigar y proponer un método para identificar el comportamiento y la forma de incluir la variabilidad espacial y su distribución de la precipitación horizontal a un modelo hidrológico que integrara el tipo de suelo y de cobertura vegetal. Para responder las preguntas de investigación, se plantearon tres experimentos: 1) evaluación de la respuesta hidrológica de la cuenca de la Quebrada Calostros a partir del modelo hidrológico distribuido TETIS, incluyendo únicamente la precipitación vertical y el método de interpolación del Inverso de la Distancia Ponderada (IDW) para distribuir la precipitación. 2) evaluación de la respuesta hidrológica de la cuenca de la Quebrada Calostros a partir del modelo hidrológico distribuido TETIS, incluyendo la suma puntual de la precipitación vertical y horizontal en la estación de monitoreo y distribuyendo espacialmente la entrada al sistema utilizando el método de interpolación IDW. 3) Calibrar y validar un modelo para estimar la precipitación horizontal y distribuir a partir del diseño de una red de estaciones virtuales definidas por cobertura vegetal, la precipitación horizontal y calibrar el modelo hidrológico TETIS para evaluar su desempeño en la respuesta hidrológica de la cuenca. Finalmente, la investigación concluye que la metodología propuesta en el experimento 3, es la forma adecuada para investigar y modelar la respuesta hidrológica producida por la interacción entre la precipitación vertical y horizontal, el tipo de suelos y la cobertura vegetal.

Abstract. From the beginning of the 80s, the haze has been considered as one of the main water sources for drinking water supply worldwide, especially presented in the high Andean forests and on the moors. In Colombia, the moors are considered strategic ecosystems with a high degree of environmental importance, this because of the ecosystem services they provide to humans beings. The climate conditions of the moors, especially the high mountain basins, interactions between climate, soil and vegetation provide complex conditions in assessing the behavior of these ecosystems water conditions. Due to this, the interest in evaluating the performance of the mist in the form of horizontal precipitation for high mountain basins, and assess the contribution that it generated in the hydrological response, due to the approach in terms of identifying a hydrological model which will integrate the spatial distribution of horizontal precipitation, soil type and vegetation cover. Research, center their efforts in the basin of the Calostros Creek, located in the municipality of La Calera in Cundinamarca department at an average altitude of 3500 meters on the complex Chingaza Moor. The basin is instrumented with climatic and hydrological stations of the Institute of Hydrology, Meteorology and Environmental Studies (IDEAM). With the information monitored in the basin, we proceeded to investigate and propose a method to identify the behavior and how to include the spatial variability and distribution of horizontal precipitation to a hydrological model that integrates the soil type and vegetation cover. To answer the research questions, three experiments were made: 1) evaluation of the hydrological response of the basin of the Calostros Creek from distributed hydrological model TETIS, including only the vertical precipitation and method of interpolation Inverse Distance Weighting (IDW) to distribute precipitation. 2) evaluation of the hydrological response of the basin of the Calostros Creek from distributed hydrological model TETIS, including the timely sum of the vertical and horizontal precipitation in the monitoring station and spatially distributing the input to the system using the interpolation method IDW. 3) calibrate and validate a model to estimate the horizontal precipitation and distribute from the design of a network defined by mulched virtual stations, horizontal precipitation and calibrate the hydrological model TETIS to evaluate their performance in the hydrological response of the basin. Finally, the research concludes that the methodology proposed in experiment 3, is the appropriate way to investigate and model the hydrologic response produced by the interaction between vertical and horizontal precipitation, soil type and vegetation cover.