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graficas, tablas Este artículo muestra cómo el manejo sostenible del sector forestal puede contribuir al proceso de paz en el departamento de Caldas. Mediante encuentros y entrevistas con los principales actores forestales se obtiene una visión de la situación actual del sector y sus potencialidades. Se concluyó que el fortalecimiento de la gobernanza puede potenciar y jalonar este desarrollo a través de la política forestal, incorporando espacios de participación formal e impulsando proyectos como deforestación cero, reducción de la ilegalidad, certificación forestal, y generación de empleo; este último, aprovechando el potencial de 164 000 ha para plantaciones forestales existente en la región cafetera.

fotografías a color, mapas El efecto invernadero (EI) se presenta de forma natural en todos los planetas que cuentan con una atmósfera y responde a un ciclo natural, en el cual, algunos gases presentes en la atmósfera son capaces de almacenar radiación de onda larga (calor), evitando que la energía recibida del Sol vuelva inmediatamente al espacio, produciendo a escala planetaria un efecto similar al observado en un invernadero y elevando la temperatura, por lo que son denominados gases efecto invernadero (GEI). El Panel Internacional de Cambio Climático (IPCC), conformado por las Naciones Unidas desde el siglo pasado, vincula a un grupo de expertos de todas partes del mundo; en su último informe, considera inequívoco que la humanidad ha alterado la cantidad de GEI emitidos y ha calentado la atmósfera, el océano y la Tierra, lo que ha generado cambios generalizados y rápidos en el planeta en lo que se conoce como calentamiento global o cambio climático (CC), desatando la actual crisis climática (IPCC, 2022; https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg2/). Los principales GEI son el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4), el vapor de agua (H2O), los óxidos de nitrógeno (NOx), el ozono (O3) y los clorofluorocarburos (CFC), que son los únicos de origen artificial, ya que los demás se producen de forma natural. Una distribución de los GEI por sector y actividad se presenta en la Figura 1. Se destaca que el CO2 contribuye con el 77 %, y el CH4 con el 15 %, aunque los efectos del metano son mayores. En general, se ha convenido utilizar una unidad de CO2 equivalente, para referencia a los GEI, que convierte los efectos de cada GEI en su equivalente en CO2, esto para efectos de comunicación y divulgación de los diferentes GEI.

Resumen Los umbrales de precipitación tradicionales, basados en curvas de magnitud-duración, no permiten establecer un tiempo de antelación (TA) adecuado para Sistemas de Alerta Temprana (SAT) sobre cuencas sin información de radar meteorológico y con tiempos de concentración cortos. Este trabajo propone la determinación de umbrales de precipitación independientes de la duración del evento, a partir de la correlación de la precipitación, medida en tiempo real en la parte alta de la cuenca, con los niveles resultantes aguas abajo. El estudio se realizó sobre la quebrada Manizales, Caldas (Colombia), la cual ha presentado eventos de crecidas torrenciales que se han agravado por los procesos y efectos de la urbanización. La modelación hidrológica distribuida en TETIS incluyó patrones locales de distribución de precipitación, y los parámetros hidráulicos del flujo fueron evaluados con el modelo bidimensional IBER, a partir de tres estados de riesgo. Los resultados sugieren que la cuenca es altamente sensible a los cambios de intensidad y no tanto para la magnitud de la lluvia, por lo tanto, se propone una metodología para umbrales en base a la lluvia acumulada móvil de 10 minutos a partir del inicio del evento para ser implementado en SAT de la ciudad de Manizales. Abstract Where the traditional approach in establish alert thresholds for Early Warning Systems (EWS) relies on rainfall depth-duration curves, in the context of watersheds characterised by short runoff response time and in the absence of weather radar data, such practise cannot be implemented effectively. Hence, this research establishes alert threshold based on real-time rainfall measurement correlation over a catchment between headwaters and stages observed downstream in absence of rainfall depth-duration data. The Manizales River catchment (Caldas, Colombia) has presented flash flood events that have been aggravated by urbanization of the area. The distributed hydrological model TETIS was implemented using local rainfall distribution patterns to establish overland flow. The 2DH hydraulic flow model was based on IBER that determined 3 risk levels. The study suggests that then catchment response is highly sensitive to rainfall intensity changes rather than precipitation depth over time. Hence a specific methodology based on 10 minute cumulative mobile rainfall depth over time was used to establish rainfall thresholds for the EWS of the Manizales watershed. Resumo Os umbrais de chuva tradicionais, baseados em curvas de magnitude-duração, não permitem estabelecer um tempo de avanço adequado para Sistemas de Alerta Prévio (SAP) em bacias sem informações de radar meteorológico e com tempos de concentração curtos. Este trabalho propõe a determinação de umbrais de chuva independentes da duração do evento, com base na correlação de precipitação, medida em tempo real a montante da bacia, com os níveis resultantes a jusante. O estudo foi conduzido no rio Manizales, Caldas (Colômbia), que apresentou eventos torrenciais de inundação que foram agravados pelos processos e efeitos da urbanização. A modelagem hidrológica distribuída no TETIS incluiu padrões locais de distribuição de precipitação, e os parâmetros hidráulicos do fluxo foram avaliados com o modelo bidimensional IBER, a partir de três estados de risco. Os resultados sugerem que a bacia é altamente sensível a mudanças na intensidade e não tanto pela magnitude da chuva, portanto, propõe-se uma metodologia para umbrais baseada na precipitação acumulada móvel de 10 minutos do início do evento para ser implementado no SAT da cidade de Manizales.

Proceedings of the 1st Congress on Geoethics and Groundwater Management (GEOETH&GWM'20), Porto, Portugal 2020.-- Editors: Manuel Abrunhosa António Chambel, Silvia Peppolon, iHelder I. Chaminé., Water sowing and harvesting (WS&H) consists of a series of ancestral procedures by which humans collect and infiltrate (sow) rainwater and runoff underground, so as to recover (harvest) it downgradient at some later time. This management of the water has made it possible for various regions of Ibero-America that is, Latin America plus the Iberian Peninsula to overcome dramatic cultural and climatic changes over the centuries. The principles governing WS&H coincide with those pursued under the present paradigm of Integrated Water Resource Management. Moreover, WS&H implies a better use of water and enhanced conservation of the environment and patrimony, as well as recognition of rural communities as vital custodians of the land and of its relevant cultural aspects. The main WS&H systems that serve Ibero-American countries are described here, emphasizing the principles underlying this means of water management as exemplary of hydrogeoethical systems., The authors thank the “Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo (CYTED)” (Ibero-Americam Program of Science and Technology for Development) for the financial support of the network “Siembra y Cosecha del Agua en Áreas Naturales Protegidas” (419RT0577) (WS&H in Natural Protected Areas).

Ponencia a nombre de la Universidad Nacional de Colombia y de la Universidad Católica Luis Amigó para el 8° Congreso Internacional por el Desarrollo Sostenible y el Medio Ambiente, organizado por el Centro de Investigaciones en Medio Ambiente y Desarrollo –CIMAD- de la Universidad de Manizales

Resumen El Triángulo del Café, en Colombia, está conformado por los departamentos de Caldas, Quindío y Risaralda. Su diversidad geográfica, climática y de suelos permite identificar varios ecotopos cafeteros que se determinan por respuestas similares en cuanto a productividad. La caracterización de los ecotopos que se presenta en este artículo fue posible por la disponibilidad de información geográfica de libre acceso, producto de la Ley de Transparencia y del Derecho de Acceso a la Información Pública Nacional (Ley 1712 de 2014). La información utilizada para la caracterización está relacionada con geografía, hidrología, clima, geología, suelos y biomas. El análisis fue realizado empleando las herramientas de los sistemas de información geográfica. Los resultados permiten una mejor comprensión de los factores climáticos y geográficos que son determinantes de la productividad cafetera y, a su vez, brindan lineamientos para la ordenación y planificación del territorio. Abstract The Colombian coffee triangle comprises the departments of Caldas, Quindío and Risaralda. Geographical, climatic and soil diversity of the region allows to identify several coffee ecotopes that are determined by similar responses in terms of productivity. The characterization of the ecotopes shown in this paper was possible due to the availability of freely accessible geographic information, according to the law on transparency and the right to public information (Law 1712 of 2014). The information used for the characterization is related to geography, hydrology, climate, geology, soils and biomes. Geographic information systems tools were used for this analysis. Results allow a better understanding of climatic and geographical factors that are determinants for coffee productivity. Thus, guidelines for management and land use planning are provided. Resumo O Triangulo do Café, na Colômbia, é formado pelos Estados de Caldas, Quindio e Risaralda. Sua diversidade geográfica, climática e do solo permite identificar vários ecótopos do café que se determinam por respostas similares quanto a produtividade. A caracterização dos ecótopos que se apresentam neste artigo foi possível pela disponibilidade de informação geográfica de livre acesso, produto da Lei de Transparência e Direito de Acesso a Informação Pública Nacional (Lei 1712 de 2014). A informação utilizada para a caracterização está relacionada com geografia, hidrologia, clima, geologia, solo e biomas. A análise foi realizada utilizando as ferramentas dos sistemas de informação geográfica. Os resultados permitem uma melhor compreensão dos fatores climáticos e geográficos que são determinantes para produtividade do café e por sua vez fornecer lineamento para ordenação e planificação do território.

La cuenca de la quebrada San Luis es una pequeña cuenca experimental ubicada en la zona urbana de la ciudad de Manizales, típica de media montaña de la zona andina colombiana, que se encuentra muy bien instrumentada pues cuenta con cuatro estaciones pluviográficas y una de aforo dentro de ella para un área aproximada de 1,0 km². La información temporal se unificó para tenerla disponible a intervalos de 5 minutos. Este trabajo pretende estimar los tiempos de concentración y de rezago de la cuenca a partir de la información disponible en los hidrogramas y hietogramas registrados, para compararlos con los valores estimados mediante las ecuaciones empíricas disponibles en la literatura. Las principales conclusiones destacan que la ecuación empírica del tiempo de concentración que muestra un mejor ajuste a la observada en la cuenca experimental es el valor de la mediana de todas las ecuaciones, siendo las ecuaciones de Kirpich, Passini, California y Ventura-Heras las que muestran valores más conservadores para el diseño hidrológico, ya que muestran respuestas más rápidas a las observadas. En cuanto al tiempo de rezago, se observa una relación aproximada de 0.6 con respecto al tiempo de concentración medio estimado.

El modelo hidrológico distribuido de tipo conceptual TETIS es un modelo lluvia-escorrentía tipo tanque que mantiene el balance hídrico en todas las celdas. El movimiento vertical se basa en las características del suelo empleando diferentes relaciones entre los distintos tanques. La traslación del flujo a lo largo d e la red d e drenaje se realiza utilizando las características geomorfológicas combinadas con la onda cinemática. El análisis de estimación de la incertidumbre por verosimilitud generalizada (GLUE) muestra la importancia de las condiciones iniciales de humedad durante los eventos. Por lo tanto, las variables que presentan mayor sensibilidad deben ser estimadas mediante calibración automática en tiempo real usando el algoritmo como el SCE-UA. La estrategia de predicción de crecientes se ha dividido en dos fases: fase de calentamiento para un período de tiempo anterior al pronóstico destinado a estimar las condiciones antecedentes de humedad usando la calibración automática y la fase del pronóstico . El período de calentamiento pretende conseguir un mejor ajuste entre los caudales observados y simulados durante el período previo a la predicción y aumentar así su confiabilidad. Los resultados indican que SCE-UA es robusto y eficiente, se destaca que calibrar las condiciones iniciales de humedad permite ajustar las descargas observadas y simuladas durante período antes de la predicción para mejorarla.

El análisis de los efectos del cambio climático y la variabilidad climática natural en la productividad cafetera, para el departamento de Caldas, Colombia, fue el objetivo de este trabajo de tesis doctoral realizado mediante técnicas de modelación hidrológica y agronómica. Diferentes técnicas estadísticas y matemáticas fueron aplicadas considerando los modos de variabilidad climática, con énfasis en el ciclo diurno de las variables climáticas que influyen en la productividad; los escenarios futuros de cambio climático y sus efectos en el balance hídrico y en la productividad cafetera. El modelo conceptual de tanques fue usado para la modelación hidrológica, y los modelos Simproc, Aquacrop y Cropsyst en la plataforma Bioma, para la modelación de cultivos. Los resultados del estudio permiten una mejor comprensión del ciclo diurno, que juega un papel fundamental tanto en el ciclo biológico de las plantas de café como en el ciclo del agua; un mejor entendimiento del comportamiento espacio-temporal de las variables climáticas para los diferentes modos de variabilidad climática en el período más reciente o línea base y los escenarios futuros de cambio climático. Por otra parte, el estudio aporta modelos hidrológicos y agronómicos calibrados y validados para las condiciones del Eje Cafetero colombiano y la simulación de los posibles efectos de variabilidad y cambio climático. Se espera que los resultados puedan ser integrados por la Federación Nacional de Cafeteros, FNC, la Gobernación de Caldas y CORPOCALDAS en los planes de adaptación y gestión del riesgo en beneficio de la caficultura regional Abstract: The analysis of climate change and natural climate variability effects on coffee productivity of the department of Caldas was the objective of this doctoral thesis that was carried out through hydrological and agronomic modeling techniques. Different statistical and mathematical techniques were carried out, taking into account the different modes of climate variability, with emphasis on the diurnal cycle of climatic variables that influence productivity; future scenarios of climate change and their effects on water balance and coffee productivity. The conceptual tank model was used for hidrological modelling and Simproc, Aquacrop and Cropsyst in Bioma Platform were employed for crop modeling. The results permit a better comprehension of the diurnal cycle, which plays a fundamental role in biological cycle of coffee plants and in water cycle; a better understanding of the spatio-temperoral behavior of climate variables for the different modes of climate variability in the most recent period or baseline and future scenarios of climate change. On the other hand, the study provides calibrated and validated hydrological and crop models for the Colombian Coffee Axis, and the simulation of possible effects of climate variability and climate change. It is expected that results can be integrated by FNC (National Federation of Coffee Growers), the Government of Caldas and CORPOCALDAS in the adaptation and risk management plans to the benefit of regional coffee production Doctorado

Desde el punto de vista antrópico, actividades como la agricultura, la minería, la producción maderera y la ganadería, son invasivos y modifican su estructura. El conocimiento de la dinámica del espacio–temporal de la tierra, y como ésta puede condicionar el comportamiento hidrológico de los ríos, podría ser una herramienta de planificación del territorio. El régimen hidrológio de las cuencas está determinado por la interrelación sueloclima, la afectación de estos parámetros tiene consecuencias en la producción de caudal; el clima en la cuenca del río Chinchiná está influenciado por el fenómeno del ENSO, en el periodo 1981-2014 (Línea Base) la precipitación se incrementó en un 24% durante La Niña y se redujo 11% en el Niño, con relación al caudal el aumento es del 34% en los episodios fríos y la disminución fue del 22% en los cálidos. La caracterización del suelo de la cuenca se realiza por medio de la construcción de mapas de uso y cobertura a partir de imágenes satelitales Landsat 5, 7 y 8, de los años 1987, 1999 y 2014, en estos periodos se presenta una disminución de la cobertura boscosa y aumento de pastos y áreas agrícolas, en 1987 representaban el 45% (Bosques) - 22% (Cultivos), y en 2014 pasaron a ocupar el 29% (Bosques) – 35% (Cultivos) de la superficie de la cuenca. Los cambios en las coberturas generaron una reducción en el caudal con respecto al obtenido en la línea base que fue de 35.8%, 5.4% y 1.7% para los tres años, la escorrentía directa presentó un incremento en el porcentaje de cambio respecto a la línea base de 1.0%, 5.5% y 26.3% para los años 1987, 1999 y 2014, de igual forma los procesos de evapotranspiración, infiltración y flujo base presentaron afectaciones. Los resultados y análisis basados en información satelital (o de sensores remotos), aportan los conocimientos necesarios para realizar una adecuada gestión de los recursos hídricos y edáficos de las cuencas Abstract: From the anthropic point of view, activities such as agriculture, timber production and livestock are invasive and modify its structure. The knowledge of the space and time dynamics of the soil, and how the hydrological behavior of the rivers can be conditioned, could be a tool for territorial planning. The hydrological regime of the basins is determined by the interrelation of soil and climate, the affectation of these parameters has consequences in the flow production; the climate in the Chinchiná river basin is influenced by the ENSO, in the period 1981-2014 (Base line) precipitation increases by 24% during La Niña and is reduced by 11% in El Niño, in relation to the flow the increase is 34% in the cold episodes and the decrease is 22% in the warm ones. The soil characterization of the basin is made through the construction of maps of use and coverage of satellite images Landsat 5, 7 and 8, of the years 1987, 1999 and 2014, in these periods the decrease of forest cover is presented and increase in pastures and agricultural areas, in 1987 represented 45% (Forests) - 22% (Crops), and in 2014 they occupied 29% (Forests) - 35% (Crops) of the surface of the basin. The changes in coverage generated a reduction in the flow with respect to the base line of 35.8%, 5.4% and 1.7% for the three years, the direct runoff showed an increase in the percentage of change with respect to the base line of 1.0%, 5.5% and 26.3% for the years 1987, 1999 and 2014, in the same way the processes of evapotranspiration, infiltration and base flow offer affectations. The results and analysis in satellite information (or remote sensing), provide the necessary knowledge to carry out an adequate management of the water and soil resources of the basins Maestría

Aunque varios autores han establecido que diferentes índices que caracterizan fenómenos oceánicos y atmosféricos en ultramar tienen relación con el comportamiento del tiempo y el clima en la región andina colombiana, la aplicación de este conocimiento es casi nulo. Esta falencia está asociada básicamente a dos situaciones: La primera es la incertidumbre representada por la escasa cantidad de información meteorológica existente para explicar eventos o anomalías climáticas de baja frecuencia; la segunda es la idea establecida de que el Índice Oceánico El Niño (ONI, por sus siglas en Ingles) es el único índice capaz de describir la variación de los valores de los elementos del clima a escala mensual. Este trabajo trata de reducir las incertidumbres antes mencionadas a través de un estudio comparativo que permite determinar la idoneidad espacial (por sitio) y temporal (por mes) de diferentes índices y moduladores del clima en una región agrícola del norte de los andes. Los resultados muestran una mejor correspondencia entre el clima de la región y los índices que caracterizan ENOS hasta con tres meses de rezago. No obstante, ONI no es siempre el mejor predictor de la lluvia mensual. Esto permite pensar que algunos índices se podrían utilizar con éxito para pronosticar las lluvias de la mayoría de los meses en las zonas agrícolas de los andes del norte Abstract: Although several authors have established that different indices that characterize oceanic and atmospheric phenomena overseas are related to the behavior of weather and climate in the Colombian Andean region, the application of this knowledge is almost nil. This shortcoming is basically associated to two situations: The first is the uncertainty represented by the scarce amount of existing meteorological information to explain events or low frequency climate anomalies; the second is the established idea that the El Niño Ocean Index (ONI) is the only index capable of describing the variation of the values of climate elements on a monthly basis. This work tries to reduce the aforementioned uncertainties through a comparative study that allows to determine the spatial (by site) and temporal (by month) suitability of different indices and climate modulators in an agricultural region of the north of the Andes 1 Maestría

Este estudio tiene como objetivo evaluar el comportamiento de distintas ecuaciones para el cálculo de la evapotranspiración potencial con respecto al método de FAO Penman – Monteith considerado como un estándar para la estimación de esta variable, con la finalidad de determinar una alternativa adecuada a éste para ser usada cuando no se disponga de la información climática que el método estándar requiere. La investigación se realizó utilizando la información de diez estaciones climatológicas de Manizales y a partir de los resultados obtenidos mediante diferentes indicadores estadísticos de desempeño se determinó que los métodos de Turc modificado y Priestley y Taylor son los que menores errores presentan respecto al método estándar, mientras que las metodologías de Thornthwaite y García y López mostraron el peor comportamiento de acuerdo con éste, bajo las condiciones climáticas de Manizales Abstract: This study aims to evaluate the behavior of different equations for the calculation of potential evapotranspiration with respect to the FAO Penman - Monteith method considered as a standard for the estimation of this variable, in order to determine a suitable alternative to this one Used when insufficient climate information is available as required by the standard method. The research was carried out using the information of ten climatological stations of Manizales and from the results obtained by different statistical indicators of performance, it was determined that the modified Turc and Priestley and Taylor methods are the ones that present smaller errors compared to the standard method, whereas The methodologies of Thornthwaite and García and Lopez showed the worst behavior according to this under the climatic conditions of Manizales Maestría

Esta investigación tiene como objetivo establecer el efecto de la variabilidad climática en la cuenca del río Chinchiná, mediante el análisis de las relaciones entre El Niño Oscilación del Sur - ENSO, variables como la precipitación, la temperatura, la humedad relativa, el brillo solar, e índices agroclimáticos como el tiempo térmico, la amplitud térmica, el déficit de brillo solar, el índice de concentración de la precipitación, el índice estandarizado de precipitación, el índice de Fournier modificado y el índice de erosividad. La investigación se realizó utilizando la información de 23 estaciones climatológicas pertenecientes al IDEAM, CENICAFÉ y la CHEC. Se analizó la influencia de diferentes índices climáticos en el clima de la cuenca, donde el ONI, el MEI y el BEST, presentaron la mejor relación; las variables como la precipitación, la humedad relativa y el brillo solar tienen una relación directa con estos índices, mientras que la temperatura expuso un mejor comportamiento cuando se realizó un rezago de un mes. Los diferentes índices agroclimáticos y las variables analizadas presentaron afectación por cada fase del ENSO y una tendencia asociada con la altitud. Los resultados permitieron clasificar la erosividad a causa de la lluvia como moderada, alta y muy alta, y la distribución de la precipitación como uniforme y moderadamente estacional. El análisis ayuda a comprender la influencia de la variabilidad climática en la región y sus impactos en la producción de cultivos como el café y el plátano Abstract: This research aims to establish the effect of climate variability in the Chinchiná river basin, by analyzing the relationships between El Niño Southern Oscillation - ENSO, variables such as precipitation, temperature, relative humidity, solar brightness, and agroclimatic indices such as thermal time, thermal amplitude, precipitation concentration index, standardized precipitation index, modified Fournier index and erosivity index. The research was carried out using information from 23 climatological stations belonging to IDEAM, CENICAFÉ and CHEC. The influence of different climate indices on the weather of the basin was analyzed, the ONI, the MEI and the BEST, presented the best relation; variables such as precipitation, relative humidity and solar brightness presented better relation to the climate indices directly while the temperature showed a better behavior when a delay of one month was realized. The different agroclimatic indices and the analyzed variables showed affectation in each phase of the ENSO and a trend associated with the altitude was presented. The results allowed to classify the erosivity due to rainfall as moderate, high and very high; and the distribution of the precipitation as uniform and moderately seasonal. This analysis helps to understand the influence of climate variability in the region and its impacts on the production of crops such as coffee and banana Maestría

Los fenómenos extremos producto del cambio y la variabilidad climática, plantean grandes retos en cuencas con marcado gradiente altitudinal, condición que las hace especialmente vulnerables; su análisis es fundamental para establecer estrategias de adaptación, gestión del riesgo y avanzar hacia cuencas climáticamente resilientes. Este trabajo de grado de maestría tiene por objetivo determinar la dinámica de los eventos hidroclimáticos extremos en la cuenca del río Chinchiná, considerando la variabilidad espacio-temporal. Incluye la caracterización física y climática de la cuenca y aplicación de metodologías para estimar el comportamiento de los extremos de precipitación y caudal en el período histórico 1981–2012. En el primero de los casos, se estableció el análisis de índices climáticos asociados con eventos extremos; mediante el Software RClimdex se estimaron tendencias de los índices, considerando un nivel de confianza del 90%. Por otra parte, se realizó el análisis de curvas de distribución de probabilidad de valor extremo, ciclo diurno y SPI. Respecto al caudal, se analizaron curvas de distribución de probabilidad, análisis trimestral y curvas de duración de caudales. Los resultados obtenidos permitieron evidenciar la influencia de los factores locales como la altitud y del ENSO en la intensidad de los eventos hidroclimáticos extremos, sobre todo en la cuenca media y baja. Es necesario incluir los resultados de esta investigación en los planes de adaptación y gestión del riesgo por su aporte en la evaluación de tendencias y comportamiento de los eventos extremos de precipitación y caudal a nivel local Abstract: The extreme phenomena resulting from change and climatic variability, present great challenges in basins with marked altitudinal gradient, a condition that makes them especially vulnerable; its analysis is fundamental to establish strategies of adaptation, risk management and advance towards climatically resilient basins. This master's degree work aims to determine the dynamics of extreme hydroclimatic events in the Chinchiná river basin, considering spatio-temporal variability. It includes the physical and climatic characterization of the basin and application of methodologies to estimate the behavior of precipitation extremes and river flow in the historical period 1981-2012. In the first case, the analysis of climatic indexes associated with extreme events was established; using the RClimdex Software, index trends were estimated, considering a 90% confidence level. On the other hand, the analysis of extreme value probability distribution curves, diurnal cycle and SPI was performed. Regarding the river flow, probability distribution curves, quarterly analysis and flow duration curves were analyzed. The results obtained allowed to show the influence of local factors such as altitude and ENSO in the intensity of extreme hydroclimatic events, especially in the middle and low basin. It’s necessary to include the results of this research in the adaptation and risk management plans for their contribution in the evaluation of trends and behavior of the extreme events of precipitation and flow at the local level Maestría

Las temporadas invernales han generado impactos evidentes en el departamento de Caldas, Colombia; mientras que las temporadas secas no han sido consideradas una problemática de riesgo hidroclimatológico, producto de la paradoja de tener un territorio con excedentes hídricos. Los efectos del ENSO, Oscilación del Sur El Niño, en su fase cálida ha comprometido el abastecimiento de poblaciones municipales en Caldas debido a la reducción de caudales, generando impactos económicos, ambientales y sociales. El objetivo del presente trabajo es estimar la amenaza por déficit hídrico en acueductos municipales con problemas de abastecimiento del departamento de Caldas bajo el contexto de variabilidad y cambio climático. La metodología empleada considera la modelación hidrológica con series climáticas históricas y futuras para los análisis de sequía meteorológica por medio del Índice de Precipitación y Evapotranspiración estándar (SPEI), evaluación de curvas de recesión, estimación probabilística de caudales mínimos y análisis de sensibilidad de diferentes variables objeto de estudio. Los resultados permiten identificar la magnitud, frecuencia y duración de caudales en épocas de estiaje y en contraste con la demanda, definir escenarios de desabastecimiento en acueductos municipales de Salamina, La Merced y Norcasia. Las conclusiones permiten identificar el déficit en la oferta hídrica para el abastecimiento de los acueductos, reconocer la recurrencia de tales eventos y caracterizar las sequías meteorológicas que, producto del rezago respecto a la sequía hidrológica, permitirá adoptar medidas de adaptación y mitigación, acabando con el ciclo hidro-ilógico del agua Abstract Wet seasons have generated evident impacts in Caldas, Colombia. El Niño Southern Oscillation (ENSO) determines the climatic regime of extreme events accentuated by climate change. The territory presents deficit in the middle of water excess. The ENSO effects in dry phase have compromised the supply of municipal aqueducts due to the reduction of flows, generating economics, environmental and social impacts. The objective is to estimate the hazard of water deficit in municipal aqueducts with supply problems in the Caldas under the context of variability and climate change. The methodology considers hydrological modeling with historical and future climate series for the water supply analysis, evaluation of recession curves, probabilistic estimation of low flows, meteorological drought analysis through the Standardized Precipitation and Evapotranspiration Index (SPEI) and sensitivity analysis of different variables. The results have allowed the identification of the magnitude, frequency and duration of low flows in times of drought and in contrast to the demand, allow define scenarios of shortages in municipal aqueducts of Salamina, La Merced and Norcasia. The conclusions allow identify the deficit in water supply of aqueducts, recognize the recurrence of such events and characterize the meteorological droughts that, as a result of the lag with the hydrological drought, will allow adopting adaptation and mitigation measures, ending the hydro-illogical water cycle. Maestría

Las diferencias observadas en la morfología de las señales adquiridas por un radar pluviométrico experimental de bajo costo, bajo diferentes condiciones meteorológicas, permitieron formular un índice para cuantificar la nubosidad. Los resultados obtenidos mostraron que existen diferencias significativas en los patrones de las señales normalizadas del radar que permiten identificar las condiciones de nubosidad. Se comprobó que las variaciones en amplitud y longitud de la onda de la señal aumentan a medida que se incrementa la nubosidad. Esta característica permitió clasificar las señales según las condiciones meteorológicas predominantes. Para cuantificar la potencia de las señales, se formuló un índice basado en la media del área bajo la curva de los ciclos completos de las señales normalizadas. Este índice varía en un rango entre 0 y 1, donde 0 corresponde a un día totalmente despejado y 1 a un día altamente nublado con elevada probabilidad de lluvia. La relación entre la intensidad de la lluvia y la reflectividad medida por el radar fue establecida de forma preliminar, presenta una tendencia potencial con un coeficiente de determinación de R 2 =0.98 para el ajuste de las medianas de los pares de Z (Reflectividad) - R (Intensidad) disponibles por intervalos de intensidad de 5 minutos, lo que implica que un alto porcentaje de los datos es explicado por el modelo matemático. No obstante, existe un alto grado de incertidumbre asociado al proceso experimental y al intervalo temporal de lluvia monitoreado, que hace que la ecuación de calibración sea preliminar y que requiera la adquisición de un mayor número de pares de Z-R a una diferencia del tiempo menor, a través del sistema de radar. Los beneficios de esta investigación radican en que permiten acercarse a una calibración hidrológica preliminar de un radar experimental de bajo coste, construido a partir de un microondas convencional, para la cuantificación de la nubosidad y estimación de la potencia de las señales registradas durante los eventos de lluvia Abstract: The observed differences in the morphology of the signals acquired by a low cost experimental rainfall radar, under different meteorological conditions, allowed to create an index to quantify the cloudiness. The results showed that there are significant differences in the patterns of the normalized radar signals that allow to identify the conditions of cloudiness. It was found that the variations in amplitude and length of the signal wave increase as the cloudiness increases. This characteristic allowed to classify the signals according to the prevailing meteorological conditions. To quantify the power of the signals, an index based on the mean of the area under the curve of the complete cycles of the normalized signals was formulated. This index varies in a range between 0 and 1, where 0 corresponds to a fully clear day and 1 to a highly cloudy day with a high probability of rain. The relationship between rainfall intensity and radar reflectivity was preliminarily established. It has a potential trend with a coefficient of determination of R 2 =0.98 for the adjustment of the medians of the Z (Reflectivity) - R (Intensity) pairs available by intensity intervals of 5 minutes, implying that a high percentage of the data is explained by the mathematical model. However, there is a high degree of uncertainty associated with the experimental process and the time interval of monitored rain, which makes the calibration equation preliminary and requires the acquisition of a larger number of Z-R pairs at a smaller time difference, through the radar system. The benefits of this research are that they allow us to approach a preliminary hydrological calibration of a low cost experimental radar, constructed from a conventional microwave, for the quantification of cloudiness and estimation of the power of the signals recorded during the events of rain Maestría

Un humedal es un tipo de ecosistema que debido a condiciones geomorfológicas e hidrológicas permite la acumulación de agua (i.e. temporal o permanentemente) y que da lugar o es consecuencia de un tipo característico de suelo y a organismos adaptados a estas condiciones. Estos cuerpos de agua prestan una enorme cantidad de servicios ecosistémicos, socioeconómicos y culturales, los cuales se enfrentan en los últimos años a problemáticas (e.g. presión antrópica, variabilidad climática, entre otros) que han afectado drásticamente su dinámica, alterando los ecosistemas e interconexiones propias de estos. Se estima que el área de humedales en Colombia es de aproximadamente 30 millones de hectáreas que abarcan ciénagas, pantanos, turberas, madres viejas, lagunas, sabanas y bosque inundables los cuales, al igual que en el resto del mundo, desciende a tasas elevadas. Con el fin de proteger estos sistemas, la planificación del territorio debe incluirlos partiendo de su identificación, inventario y delimitación. Estos procesos son igual de complejos que la misma dinámica de un humedal razón por la cual, diferentes componentes técnicos deben considerarse de forma conjunta. Dentro de estos, el componente hidrológico ofrece importantes herramientas para el proceso de delimitación y su implementación es abarcada por los lineamientos actuales establecidos para tal fin en la normatividad colombiana. Pero estos lineamientos teóricos deben acompañarse de ejercicios prácticos que permitan validarlos, corregirlos y complementarlos. En este sentido, este trabajo de Tesis de Maestría en Ingeniería Ambiental presenta el estudio de dos tipos de humedales continentales colombianos (i.e. ciénaga de La Zapatosa en cuenca Magdalena Cauca y complejo de esteros de Paz de Ariporo en el área hidrográfica del Orinoco) basado en criterios hidrológicos, considerando los insumos necesarios para un proceso de delimitación. El desarrollo del trabajo incluye actividades de campo, recopilación de información secundaria, análisis hidroclimatológicos y aplicación de modelos hidrológicos. Como resultado más importante, se obtuvo la capacidad de almacenamiento de los dos cuerpos de agua considerados y su variabilidad temporal Abstract : A wetland is an ecosystem type that due to geomorphological and hydrological conditions allows the accumulation of water (i.e. temporarily or permanently) result of or generating a characteristic soil type and organisms adapted to those conditions. These water bodies provide an enormous amount of ecosystemic, socioeconomic and cultural services, which face in recent years to problems (e.g. anthropic pressure, extreme weather events, etc.) that have drastically affected its dynamics, ecosystems that host and characteristics of its interconnections. It is estimated that the area of wetlands in Colombia is about 30 million hectares has covering marshes, swamps, bogs, old mothers, lagoons, flooded savannas and forests which, like the rest of the world, are descending at high rates. In order to protect these systems, land use planning should include them based on their identification, inventory and delimitation. These processes are as complex as the dynamics of a wetland, involving different technical components that must be considered together. Within these, the hydrological component provides important tools for the delimitation process and their implementation is covered by the current guidelines established for this purpose in Colombian law. But nevertheless these theoretical guidelines must be accompanied by practical exercises that allow validate, correct and supplement them. In this sense, this document presents the study of both Colombian wetlands the La Zapatosa swamp (i.e. located in Magdalena – Cauca basin) and Paz de Ariporo complex (i.e. located in Orinoco hydrographic area) from the application of hydrological criteria and considering the requirements for delineation process. The development work includes field activities, collection of secondary information, hydroclimatological analysis and application of hydrological models. The temporarily storage capacity of both the "La Zapatosa" and "Paz de Ariporo" wetlands was obtained Maestría

El principal objetivo de esta investigación es determinar el impacto de la explotación minera en la cuenca del río Risaralda, determinando las variables que más influyen en el aumento de las tasas de incisión cuando se genera una disminución en el aporte de sedimentos. Este estudio se desarrolló acoplando el modelo hidrológico TETIS distribuido con el modelo de incisión por carga total haciendo usos de la geometría hidráulica de Leopold. Inicialmente se realizó una comparación del de los modelos TETIS agregado, TETIS distribuido y SWAT, con lo cual se obtuvo que el modelo que mejor se ajusta a la zona de estudio por resultados obtenidos, por incluir la variabilidad espacio-temporal y por la representación de los procesos hidrológicos y sedimentológicos es el modelo TETIS distribuido. Seguidamente se realizó la calibración de los parámetros de la geometría hidráulica de Leopold en seis puntos de aforo, cuatro ubicados sobre el río Risaralda y dos ubicados sobre el río Mapa utilizando cinco campañas de aforo líquido y sólido y los resultados arrojados por el modelo TETIS distribuido para el periodo de calibración. La comparación de ambos resultados arrojó que existe un ajuste adecuado entre las variables hidráulicas y geométricas generadas por el modelo y las medidas en campo. Finalmente, se emplearon los caudales líquidos y sólidos en suspensión generados por el modelo TETIS distribuido, las variables geométricas e hidráulicas medias ajustadas y el transporte de fondo calculado con la fórmula de Engelund-Hasen para determinar las tasas de incisión calculadas por el modelo de incisión en cada uno de los eventos de simulación del periodo de calibración comprendido entre 01/01/1997 al 31/08/1998. Se concluye que el impacto más grande producido por la extracción de material se da en la parte alta de la cuenca en los sitios de Lázaro y X Estudio de la dinámica de sedimentos asociada a la explotación minera sobre cauces de ríos Andinos La Cristalina donde se presentan los mayores aportes de sedimentos y el mayor tamaño de sedimentos. Asimismo, se encontró que se pueden acoplar los modelos hidrológicos y sedimentológicos a nivel de cuenca con los modelos hidráulicos a nivel de cauce utilizando la geometría hidráulica que emplea las variables hidráulicas y geométricas medias de las secciones. Abstract: the main objective of this research is to determinate the impact of mining on the Risaralda´s river basin, identifying variables that influence the rising rates of incision when decreases the sediment input. This study was developed by coupling the distributed hydrological model TETIS and total load erosion model making use of Leopold´s hydraulic geometry. In order to answer the investigation problem the text includes a comparison between TETIS models (aggregate and distributed) and SWAT. The best adjustment was achieved with the model distributed TETIS because the results obtained, developments analysis distributed in the space and time of the hydrological and erosion module. The calibration of the hydraulic geometry Leopold in the six points of analysis, four over Risaralda´s river and two over Mapa´s river, was obtained using field measurements and the results of the TETIS distributed model for the period of calibration. Comparing both results they showed that there is an adequate adjustment between the hydraulic and geometric variables generated by the model and field measurements. Finally, liquid and suspended solid flows generated by the distributed model TETIS, geometric and hydraulic variables adjusted and bed load calculated with the formula Engelund-Hasen, were used to determine rates of incision by the incision model in each simulation events of the calibrated period (01/01/1997 to 31/08/1998). The research concluded that the greatest impact caused by the extraction of material occurs in the upper part of the basin at sites of Lazaro and Cristalina rivers where the greatest contributions of sediments suspended is presented. Also, the study found that a hydrological and erosion model at the basin can be coupled to a hydraulic model at the river using hydraulic and geometric variables of the sections. XII Estudio de la dinámica de sedimentos asociada a la explotación minera sobre cauces de ríos Andinos. Maestría

El análisis de vulnerabilidad de la cuenca del río Chinchiná es un estudio técnico de diagnóstico que aporta información básica y estratégica para el plan de gestión integral del recurso hídrico. Incluye la caracterización física y climática y el balance hidrológico. La investigación estima las alteraciones en las variables climatológicas, en el régimen hidrológico y en la oferta hídrica por variabilidad climática; evalúa los cambios en la temperatura, la precipitación y la escorrentía por los eventos cálidos -El Niño- y fríos -La Niña- del fenómeno ENSO- Oscilación del Sur. Empleando indicadores del régimen hidrológico, identifica y confirma aspectos críticos como la baja capacidad de retención y regulación hídrica, el stress hídrico por disponibilidad per-cápita de agua; la presión por el uso y la alteración muy alta de la calidad del agua; indicadores que se traducen en una alta vulnerabilidad hídrica de la cuenca. A partir del análisis estadístico de las series históricas se evidencian las señales de cambio climático, reflejadas en aumento de las temperaturas medias en 0.5°C, mínimas en 0.45°C y máximas en 0.25°C, en promedio, para el período 1981-2010, con respecto al registro histórico-1951-1980 y el incremento en la frecuencia de las precipitaciones extremas-percentil 95 y 99-. En relación a la oferta, el balance hídrico reporta reducciones, en algunas estaciones hidrológicas. Las cuencas de alta montaña andinas como el río Chinchiná son vulnerables a los cambios climáticos; la vulnerabilidad por desabastecimiento se ha incrementado de moderada a alta por la muy baja capacidad de regulación y retención hídrica y el uso moderado del recurso; sin embargo, dicha vulnerabilidad podría acentuarse con el cambio climático, por efecto de la posible reducción en la oferta y por una mayor demanda de agua por el crecimiento de la población y de las actividades económicas / Abstract: Chinchina River Basin vulnerability analysis is a diagnostic technical study which provides basic and strategic information for integrated water resource management. It includes physical and climatic watershed characterization and hydrological balance. The research estimates changes in climatic variables, hydrological regime and water supply due to natural climate variability. Effects on temperature, rainfall and runoff produced by “El Niño” and “La Niña” are also evaluated. Using hydrological indicators, critical issues such as low retention and water regulation capacity, water stress by per capita water availability, pressure for water use, water pollution and high vulnerability have been confirmed. Statistics analysis of historical series has shown signs of climate change by increasing in average temperatures of 0,50°C; 0,45°C in minimum temperatures and 0,25° in maximum temperatures for the period 1981-2010 in relation to the historical record-1951-1980. In addition, increasing frequency of extreme rainfall events over the 95 and 99 percentile has been detected. Regarding water balance, hydrological simulation of rainfall-runoff phenomenon has projected reduction in water supply. The Andean mountain Chinchina River Basin is vulnerable to climate change; however, the potential water availability reduction and the increasing demand from a population growth and economic activities would accentuate the water resources vulnerability Maestría

Tradicionalmente los ríos en Colombia han sido el escenario de fundación de las ciudades; sin embargo, este elemento común también se ha convertido en el patio trasero, cloaca de las ciudades, donde confluyen problemas ambientales, sanitarios, de miseria y riesgo. El río es un elemento articulador del paisaje, eje fundamental del ordenamiento de un territorio, elemento de abastecimiento y prestador de servicios ambientales que merece ser recuperado y magnificado de nuevo. Santa Rosa de Cabal, municipio Risaraldense no ha sido ajeno a las anteriores situaciones, su principal fuente hídrica el río San Eugenio, se encuentra convertido en un oscuro escenario donde conviven el riesgo, la desigualdad social y la contaminación. Es este trabajo una propuesta de recuperación paisajística, ambiental y social del tramo urbano del río San Eugenio / Abstract: Traditionally rivers in Colombia have been the scene of the founding of cities, but this element has also become common in the back yard cesspool of the towns, at the confluence of environmental, health, poverty and risk. The river is an articulating element of the landscape, the corner stone of the law of a territory, an element of supply and environmental services provider that deserves to be retrieved and magnified again. Santa Rosa de Cabal, Risaralda municipality was not immune to the above situations, your primary water source the San Eugenio, is turned into a dark stage where live the risk, social inequality and pollution. This paper is a proposal for landscape recovery, environmental and social urban section of the San Eugenio Maestría