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Water Sowing and Harvesting is part of the methods based on nature that take up ancestral practices for efficient use of water, favoring the recharge of aquifers in wet periods for use in dry periods. Properly estimating the water resources available in a region or basin is fundamental for the sowing of water, for which different hydrological models are used depending on the quantity and quality of the information. The case study is the Palomino River basin in the Sierra Nevada de Santa Marta (Colombia), a mountain watershed with little hydrological data available, as it typically happens in mountain areas. A hydrological model ensemble approach is proposed here to evaluate the water resources of the basin. The ensemble is composed of 12 conceptual lumped parameter models which are especially well suited for simulating the behavior of hydrological basins with scarce data. Manual calibration and validation are carried out for each model. Furthermore, a long-term simulation is performed to estimate available water resources while inferring the hydrological regulation indices of the watershed. The model ensemble approach allows coping with the uncertainty of hydrological balances in w with little data availability. The proposed methodology is simple and may be replicated in other mountain basins.

Flash floods are an increasing concern, especially in regions with abrupt topography and small areas where floods are rapid and energy-filled. That is the case of the El Guamo stream basin located in Manizales, Colombia. It has been proposed a duration-independent rainfall threshold for flash floods in this basin, using a hydrodynamic method that links critical water stages to cumulative rainfall. This paper presents a systematic literature review of 19 case studies from 2016 to 2021 to compare and highlight complexities and differences in the methods used in rainfall threshold estimation in both the El Guamo stream basin as in other case studies. The results identified four types of methods: (i) empirical, (ii) hydrological/hydrodynamic, (iii) probabilistic, and (iv) compound. Each method identified the principal indicators and their predictor variables. Each method uses different indicators, such as accumulated rain, accumulated antecedent rainfall, intensity-duration of the rain event, maximum cumulative or cumulative rainfall depth for a specific duration, and critical rainfall within given time periods. Scenario analysis of the predictor variables is a common approach used in rainfall threshold estimation. Some predicting variables found are antecedent moisture conditions, inundation criteria, and synthetic hyetographs. Some case studies include a probabilistic analysis of the predictor variables. This article concludes that indicators and their predicting variables can be adjusted to local flood early warning systems depending on the rainfall threshold method selected. Hydrodynamic models are solid in rainfall threshold estimation. However, it is highly advisable to include uncertainty analysis and new data sources to have more robust rainfall thresholds. Furthermore, probabilistic methods, including uncertainty analysis with utility functions, are a valuable tool to improve decision-making in early warning systems, which can help to refine the rainfall threshold estimation.

Fotografías a color El agua como recurso fundamental para la realización de actividades productivas a través del riego cobra hoy relevante importancia en cuanto a su manejo eficiente, habida cuenta de las circunstancias que se presentan y afectan significativamente su disponibilidad, como la variabilidad climática, y consecuencia de ello, la regulación de su uso en Colombia por parte de la autoridad ambiental (Rubiano, Sánchez, Moreno, y Callejas, 2015). El distrito de riego El Juncal, situado en el municipio de Palermo, Huila, capta agua por medio de bombeo eléctrico y su oferta hídrica está garantizada; sin embargo, está obligado a hacer uso eficiente del agua debido a los altos costos que se generan por concepto de energía para impulsar cerca de 6.000 l/s a 33 m de altura, especialmente, cuando ocurre el fenómeno de El Niño, y las tarifas debido a este fenómeno sufren un drástico incremento que afecta sensiblemente el presupuesto para su funcionamiento. El presente trabajo se desarrolló en la etapa 2 del distrito, en el Sistema del Canal Sardinata, área piloto previamente acordada con la administración del distrito; tuvo como propósito fundamental, la validación e implementación del modelo matemático lineal propuesto por Palacios vélez, 1991, que describe y explica la relación que existe entre los caudales extraídos y servidos en el sistema de conducción y distribución del agua de riego, al igual que la distribución de las pérdidas de agua en los canales; la implementación de la labor de hidrometría como actividad esencial en la operación del distrito; y el desarrollo de un sistema de información hidrométrico para la generación de información y su procesamiento a través de dicho modelo, lo cual permite conocer las condiciones en que se realiza el manejo del recurso hídrico. El proyecto está basado en la ejecución de un conjunto de actividades previstas para una correcta operación de redes de canales, en las cuales es necesario aplicar procesos, técnicas y procedimientos requeridos en la administración de la operación y la operación propiamente dicha de distritos y sistemas de riego en canales abiertos, de tal manera que, no solo se pueda conducir y distribuir el agua, sino que de modo simultáneo permita la evaluación de su manejo a través de la determinación de eficiencias y la estimación de las correspondientes pérdidas de agua que ocurren durante la prestación del servicio de riego a los usuarios (Pedroza González e Hinojosa Cuéllar, 2013).

Fotografías a color La temperatura del aire es una de las variables climatológicas más importantes en los análisis climáticos debido a que el cambio en el gradiente de esta variable tiene consecuencias sobre los seres vivos que habitan el planeta. Según el Foro Humanitario Global dirigido por Koffi Annan, anualmente, 325 millones de personas se afectan gravemente por el calentamiento global en los lugares más diversos del planeta, incluyendo a Colombia. Para el año 2030 esta cantidad subiría a 600 millones (Rodríguez y Mance, 2009). En este sentido, es muy importante el estudio de los factores determinantes de la variación de la temperatura del aire. Entre los más importantes se tienen los factores antrópicos, los cuales están estrechamente ligados al incremento de las concentraciones de gases de efecto invernadero (GEI), aerosoles en la atmósfera y la variación en la cubierta terrestre- Panel Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climático- (IPCC, 2007). Uno de los factores antrópicos con mayor influencia sobre la variación del cambio en las temperaturas es la modificación de los usos del suelo; es generado, principalmente, por la intensificación de la agricultura, la deforestación y la expansión urbana. Por esta razón, se propone en este trabajo una revisión de la correlación entre los usos del suelo y las temperaturas para el departamento de Caldas.

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.

El cultivo del tabaco representa una de las principales fuentes de ingreso en el departamento de Sucre - Colombia. En el municipio de Ovejas (Sucre) el cultivo de tabaco en tiempo de cosecha es el principal generador de ingresos de los agricultores del municipio, sin embargo, la cadena de tabaco, en general, afronta numerosos problemas asociados a la ausencia de apoyos gubernamentales, altos costos de producción y desconocimiento de las condiciones hídricas de la región, siendo uno de los problemas principales los bajos rendimientos del cultivo, en comparación con otros departamentos del país donde se cultiva el tabaco como los departamentos de Boyacá, Huila y Norte de Santander. Con el fin de mejorar los rendimientos por hectárea del cultivo de tabaco en el municipio de Ovejas, en el presente estudio se determinan los requerimientos hídricos del cultivo de tabaco burley en el municipio de Ovejas, se proponen épocas optimas de siembra y se realiza un análisis de escenarios de cambio climático y sus incidencias en los requerimientos hídricos de los cultivos. La determinación de los requerimientos hídricos del cultivo de tabaco burley se llevó a cabo empleando la ecuación de requerimiento hídrico propuesta por Allen, Pereira, Raes, and Smith, 2006, que requiere información de precipitación, evapotranspiración, eficiencia de riego (si se realiza riego), coeficiente del cultivo que indica el agua que este necesita según su etapa de crecimiento y el coeficiente de escorrentía para calcular lo que efectivamente queda de la precipitación disponible para el cultivo. Este método de cálculo fue programado en Python para automatizar la generación de mapas, desarrollando una herramienta que permitió realizar un análisis detallado por unidad de área y por semana. Los requerimientos hídricos del tabaco en el municipio de Ovejas (Sucre), oscila entre 3058.79 y 2190.40 m3 /ha. A partir de los resultados obtenidos se propone como época óptima de siembra la semana 17 y la semana 18 del año (abril y mayo respectivamente), ya que los ciclos de cultivos sembrados en estas épocas presentan superávit de precipitación en la fase inicial del cultivo, fase crítica para su desarrollo, siendo las zonas centro y nororiental del municipio las que presentan mejores condiciones Abstract The growing of tobacco represents one of the main sources of income in the region of Sucre-Colombia. In the township of Ovejas (located at Sucre) the harvest time of tobacco is the main income source for the local farmers. However, the tobacco chain, in general, confronts several problems mainly associated with the absence of government support, high production costs and lack of knowledge of the water conditions of the region, being one of the main problems the low yields of the crop, compared to other regions of the country where tobacco grows, for example, Boyaca, Huila and the region of Norte de Santander. To improve the production of the tobacco crop, this study determines the hydric requirements of the burley tobacco crop in Ovejas, proposes optimal times of planting and performs an analysis of climate change scenarios and their impact on hydric requirements of crops. The determination of water requirements of the burley tobacco crop was carried out using the water requirement equation proposed by Allen, Pereira, Raes, and Smith, 2006, which requires information of precipitation, evapotranspiration, irrigation efficiency (if irrigation is used), cultivation coefficient that indicates the water needed by the crop according to its growth stage and the runoff coefficient to calculate what effectively remains of the precipitation available for the crop. This computation method was programmed in Python to automate the generation of maps, developing a tool that allowed a detailed analysis per unit area per week. The hydric requirements of tobacco in Ovejas ranges from 3058.79 to 2190.40 m3/ha. From the results obtained, it is proposed as optimal time of sowing the week 17 and week 18 of the year (April and May respectively), since the cycles of sowed crops in these times present surplus of precipitation in the initial phase of the crop, critical phase for its development, being the central and northeastern areas of the township that present better conditions Maestría

figuras El Centro de datos e Indicadores Ambientales de Caldas (CDIAC) es una plataforma online que permite visualizar la información ambiental del departamento de Caldas recogida en el proceso de monitoreo que lleva el Sistema Integrado de Monitoreo Ambiental de Caldas SIMAC, coordinado a su vez por el IDEA en el marco de convenios interadministrativos con Corpocaldas, la Alcaldía de Manizales la Gobernación de Caldas, la CHEC y Aguas de Manizales, y con la participación de la Empresa Metropolitana de Aseo EMAS.

Huge modifications have been made to landscape or urban watersheds, especially in twentieth century, caused by increases in urbanization have led to progressive increases in runoff flows and therefore sediment production. These conditions are exacerbated in climates with high rainfall intensities and short duration, such as those occurring in the Mediterranean Coast. These sediments especially coarse sediments can cause erosion problems and obstruction of drainage systems which in turns reduce hydraulic capacity. For these reasons, it is more and more important to study of sediment production by water erosion in header urban watershed. One way of doing this is by modeling the processes that transform rainfall rate, as well as production, transport and depos ilion of sediments. The objective of this work is to develop a model to estimate production and transport of sediments, which are useful for predicting the behavior of sediments in header urban watersheds. For this reason, it is proposed a new distributed physically based model applicable to watersheds with rainfall conditions similar to those in Mediterranean Coast (high intensity, short duration). The model is successfully applied to two basins with totally different validation conditions ., Las grandes modificaciones sufridas en el paisaje de las cuencas urbanas –especialmente en el siglo XX-, causadas por el incremento de los asentamientos urbanos han conducido al aumento progresivo de los caudales de escorrentía y por tanto a una mayor producción de sedimentos. Estas condiciones se ven agravadas en climas con precipitaciones con altas intensidades y corta duración, como las que se presentan en el Litoral Mediterráneo. Estos sedimentos especialmente los gruesos, pueden causar problemas de erosión y lo que generará obstrucciones en la red de drenaje reduciendo la capacidad hidráulica. Por estas razones, cada vez cobra más importancia el estudio de los sedimentos generados por la erosión hídrica en zonas urbanas, especialmente en las cuencas de cabecera. Una manera de realizarlo es mediante la modelación de los procesos que transforman la lluvia en caudal, así como de los procesos de producción, transporte y depositación de sedimentos. El objetivo de este trabajo es desarrollar un modelo para estimar la producción y el transporte de sedimentos, el cual sirva para predecir el comportamiento de este en cuencas urbanas de cabecera. Por tal motivo se propone un nuevo modelo en base física distribuido aplicable a cuencas con condiciones pluviométricas similares a las del Litoral Mediterráneo (alta intensidad y corta duración). El modelo es aplicado exitosamente en dos cuencas con condiciones de validación totalmente diferentes

Esta publicación es un producto del proyecto “Estructuración de la Línea Base Ambiental de Caldas, Fase IV” desarrollado por la Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales, para la Corporación Autónoma Regional de Caldas (Corpocaldas). El libro, que aquí presenta su segunda edición, tiene por objetivo aportar a los ciudadanos y profesionales que trabajan en la planificación y gestión ambiental, y en la definición de indicadores clave para realizar monitoreo y seguimiento al estado de los recursos naturales, la respuesta a las acciones adelantadas, así como a la identificación de aquellas acciones que están causando impactos negativos y que, por tanto, deben ser corregidos. Igualmente, el libro se propone como un soporte básico para los ejercicios de planificación, de manera que se pueda guiar a quienes se inicien en dicho proceso y tengan inquietudes sobre la forma en que se debe manipular la información, qué información se tiene disponible y cómo se deben construir los indicadores. Además, sus indicadores están conectados con su implementación en el departamento de Caldas en el Centro de Datos e Indicadores Ambientales (CDIAC), en el que se pueden consultar indicadores ya construidos con la base teórica que se indica en este libro. CONTENIDO Introducción Capítulo 1 Metodología y protocolos Néstor Darío Duque Méndez Germán Augusto Osorio Zuluaga Carla Fernanda Rojas Ríos Introducción Antecedentes Lineamientos para la construcción de los indicadores de la Línea base ambiental de Caldas Marco ordenador para la construcción de los indicadores Conclusiones del capítulo Referencias Capítulo 2 Indicadores de clima Jeannette Zambrano Nájera Fernando Mejía Fernández John Alexander Pachón Gómez Clima Antecedentes sobre el seguimiento de indicadores en Caldas Metodología de trabajo para la elección de indicadores Análisis de indicadores definidos Conclusiones del capítulo Referencias Capítulo 3 Indicadores de calidad del aire Beatriz Helena Aristizábal Wendy Hernández Juan Camilo Ocampo Introducción Conclusiones del capítulo Referencias Capítulo 4 Indicadores de agua Jeannette Zambrano Nájera Aspectos generales Sistema de indicadores hídricos de Colombia Indicadores de agua propuestos para la Línea base ambiental de Caldas Conclusiones del capítulo Referencias Capítulo 5 Indicadores de suelo y subsuelo Jeannette Zambrano Nájera Conceptos del suelo Propuesta de indicadores de calidad y salud del suelo para el departamento de Caldas Conclusiones del capítulo Referencias Conclusiones

Accelerated erosion in watersheds is increasingly evident around the world, this rise in sediment production is related to changes in land use and its poorly planned uses. In Colombia this is a complex challenge, as it is related to productive activity, poor public policies, and the culture of the population, generating degradation in the basins. The increase in the volume of sediments has different consequences in the water cycle, transforming its conditions and its use, being necessary to understand these new conditions in the planning of water resources. For evaluating the impact of sediments on water management, a hydro sedimentological modeling is proposed using the Tetis-Sed distributed model, in the Campoalegre river basin (Caldas, Risaralda). With the calibrated and validated model, different future scenarios were proposed, according to climatic and productive trends and the ideal scenario of land use, in which the variation in the solid flow was defined for each of them. Additionally, a planning tool is proposed that relates the impact of water use (demand) and sediment production through the Water Usage Index, one of the main planning indicators in Colombia. The work allows the use of modeling tools such as TETIS-SED with which a planning tool is proposed to avoid problems with water resources La erosión acelerada en las cuencas se evidencia cada vez más alrededor del mundo, este aumento de la producción de sedimentos se relaciona con los cambios de uso del suelo y sus aprovechamientos poco planificados. En Colombia este es un problema de alta complejidad, pues está relacionado con la actividad productiva, las pobres políticas públicas y la cultura de la población, generando degradación en las cuencas. El aumento del volumen de sedimentos tiene diferentes consecuencias en el ciclo del agua, transformando las condiciones de este y su aprovechamiento, siendo necesario entender estas nuevas condiciones en la planificación de los recursos hídricos. Para cuantificar el impacto de los sedimentos en el manejo del agua se plantea una modelación hidrosedimentológica mediante el modelo distribuido Tetis-Sed, en la cuenca del río Campoalegre (Caldas, Risaralda). Con el modelo calibrado y validado se plantearon diferentes escenarios futuros, según las tendencias climáticas, productivas y el escenario ideal de uso del suelo, en los que se logra definir la variación en el caudal sólido para cada uno de ellos. Adicionalmente, se propone una herramienta de planificación a través de la conjugación del impacto del uso del agua (demanda) y de la producción de sedimentos en el índice de Uso del Agua unos de los principales indicadores de planificación de Colombia. El trabajo permite el uso de herramientas de modelación como el TETIS-SED con la cual se propone una herramienta de planificación que permita evitar problemas con el recurso hídrico. Maestría

ecuaciones, ilustraciones, tablas En la zona rural de la ciudad de Manizales las redes de distribución de agua potable atraviesan por zonas boscosas, quebradas y fincas privadas con cultivos específicos, generando una complicidad en las pérdidas de volumen por factores tales como usos irregulares para riego o consumo humano, daños no reportados generados por terceros, fatiga de los materiales y por los cambios abruptos en las presiones debido a la topografía montañosa de la zona. Por tanto, es muy importante identificar y reducir las pérdidas de volumen de agua que se generan en zonas de difícil acceso. Para este documento se utilizaron equipos de medición como herramientas para sectorizar los tramos de red de acueducto con mayor pérdida de volumen de agua, provocados por diferentes situaciones que se presentan en la zona rural del municipio de Manizales, concretamente en el circuito La Bombonera de la vereda El Rosario. Adicionalmente, se plantea el análisis del comportamiento hidráulico de las redes de acueducto y su efecto en la gestión y operación del sistema. La información obtenida del sistema se modeló hidráulicamente, de manera que con el modelo se puedan detectar posibles problemas futuros en las redes. Las lecturas tomadas de los macromedidores y micromedidores del circuito seleccionado fueron utilizadas para identificar el agua suministrada y facturada, donde la diferencia de los 2 se convierten en las pérdidas de volumen, la cual es analizada para sectorizar los tramos de red con mayores pérdidas y así buscar las soluciones por medio de recorridos a la red, toma de presiones y optimizaciones. De igual manera, se utilizó el modelo hidráulico para analizar la red que se está estudiando y así mejorar las presiones mediante la instalación de válvulas que regulan el flujo del agua. Finalmente, se plantearon soluciones para reducir las pérdidas de volumen de agua y optimizar la red de acueducto, por medio de la aplicación de la función objetivo de "maximizar la cobertura de presiones adecuadas". In the rural area of the city of Manizales, drinking water distribution networks cross wooded areas, streams and private farms with specific crops, generating a complicity in volume losses due to factors such as irregular uses for irrigation or human consumption, unreported third-party damage, material fatigue and abrupt changes in pressure due to the mountainous topography of the area. Therefore, it is very important to identify and reduce water volume losses generated in hard access areas. For this document measurement equipment’s were used as a tool to identified the aqueduct network with more volume water losses, caused by different situation presented in the Manizales rural zone, in concrete in the circuit “La Bombonera” belonging to the village “El Rosario”. In addition, the analysis of the hydraulic behavior of the aqueduct networks and its effect in the management and system operation is proposed. The measurements taken with the macrometers and micrometers, in the circuit selected, were used to identify the invoiced and delivered water, where the difference between both data become into the volume losses, which is analyzed to identified the areas of the network with higher losses and thus search solutions through networks tours, pressure measurements and optimization. In the same way, a hydraulic model were used in order to analyze the network being studied and thus improve the pressure through the valves installation that regulate the water flow. Last but not least, solutions to reduce the water volume losses and optimize the aqueduct network applying the objective function “maximize the adequate pressure coverage”. Maestría Magister en Ingeniería - Recursos Hidráulicos 1. Selección de la zona de estudio 2. Recopilación de la información 3. Selección de los puntos de medición de volumen 4. Selección de puntos de medición de presión y caudal 5. Modelo computacional, calibración y validación hidráulica

La ocurrencia de inundaciones se ha convertido en un desafío creciente, dada la alta frecuencia con la que ocurren. Entre los muchos tipos de inundaciones, las inundaciones repentinas son de particular relevancia, porque ocurren repentinamente y causan serios estragos, incluidos daños económicos y muertes. Como tales, se han estudiado ampliamente y requieren estudios que puedan asociar las características de la cuenca con su comportamiento de lluvias torrenciales. El presente estudio propone la definición de indicadores que permitan identificar las cuencas con mayor susceptibilidad al comportamiento de lluvias torrenciales. Para ello, se propone un conjunto de indicadores estadísticos y geomorfológicos, con el fin de determinar cuáles son de mayor relevancia para la estimación de dicho comportamiento, de forma sencilla y rápida. Se utilizó un análisis de componentes principales para reducir las dimensiones y, en base a ello, se identificó un grupo de parámetros potencialmente útiles para el manejo de cuencas. The occurrence of flooding has become a growing challenge, given the high frequency with which it transpires. Among the many types of floods, flash floods are of particular relevance, because they occur suddenly, and wreak serious havoc, including economic damage and deaths. As such, they have been studied widely, and require studies that can associate basin characteristics with their torrential rainfall behavior. The present study proposes the definition of indicators that would permit the identification of basins with the greatest susceptibility to torrential rainfall behavior. For this, a group of statistical and geomorphological indicators is proposed, in order to determine which are of the greatest relevance for the estimation of said behavior, both simply and quickly. A principal component analysis was utilized to reduce dimensions, and based thereupon, a group of potentially useful parameters for basin management was identified. Maestría Magister en Ingeniería - Recursos Hidráulicos

figuras, tablas La Enfermedad Diarreica Aguda (EDA) y la Infección Respiratoria Aguda (IRA), son uno de los principales problemas de salud en la población de Manizales, Colombia. Entender como la variabilidad de la precipitación y la temperatura influye en estas enfermedades es fundamental para prevenir la morbilidad. El estudio utiliza el número de reportes de casos de EDA e IRA reportados por 5 entidades de salud. Los datos climatológicos de precipitación y temperatura se obtuvieron de 9 estaciones hidrometeorológicas de Manizales. El periodo de análisis fue desde el año 2002 al 2007. Para el análisis de las variables se considera eventos climáticos secos y húmedos, que corresponden al ciclo estacional de la precipitación y temperatura. Mediante el software ArcMap se hizo el geoprocesamiento de la información para determinar la relación que existe entre las variables dependientes (enfermedades) de las independientes (climáticas) utilizando la técnica de Regresión Lineal Ordinaria (OLS sus siglas en ingles). Se obtiene como resultado una relación directa entre la Enfermedad Diarreica y Respiratoria Aguda con la variable de temperatura, siendo que para la condición de La Niña se presenta una relación de 75,04 casos y 134, 46 casos respectivamente por cada 1°C. Contrario a lo presentado con la precipitación que el mayor número presentado de relación fue en la condición El Niño con una relación de 39,15 casos y 18, 98 casos respectivamente por cada 1 mm de precipitación. Concluyendo que se presenta una relación entre la variable explicativa de temperatura con la Enfermedad Diarreica Aguda como a la Infección Respiratoria Aguda en Manizales para la condición La Niña del año 2007. Acute Diarrheal Disease (ADD) and Acute Respiratory Infection (ARI) are one of the main health problems in the population of Manizales, Colombia. Understanding how the variability of precipitation and temperature influences these diseases is essential to prevent morbidity. The study uses the number of ADD and ARI case reports reported by 5 health entities. The climatological data of precipitation and temperature were obtained from 9 hydrometeorological stations in Manizales. The analysis period was from 2002 to 2007. For the analysis of the variables, dry and wet climatic events are considered, which correspond to the seasonal cycle of precipitation and temperature. Using the ArcMap software, the information was geoprocessed to determine the relationship between the dependent variables (diseases) and the independent ones (climatic) using the Ordinary Linear Regression (OLS) technique. The result is a direct relationship between Diarrheal and Acute Respiratory Disease with the temperature variable, being that for the La Niña condition there is a relationship of 75.04 cases and 134.46 cases respectively per 1 ° C. Contrary to what was presented with precipitation, the highest number presented of relationship was in the El Niño condition with a relationship of 39.15 cases and 18, 98 cases respectively for each 1 mm of precipitation. Concluding that there is a relationship between the explanatory variable of temperature in relation to both Acute Diarrheal Disease and Acute Respiratory Infection in Manizales for the La Niña condition in 2007. Maestría

Las inundaciones pluviales son un problema internacional causadas por el proceso urbanístico se han estudiado durante mucho tiempo. En diversos países, este problema se ha mitigado con la implementación de Sistemas de Drenaje Urbano Sostenible (SUDS) que reducen o retienen la escorrentía mediante diferentes estructuras, prácticas y técnicas. Este problema ha sido ampliamente estudiado para ciudades planas, pero también se presenta para ciudades de montaña. La causa más común reportada en la literatura es la falta de capacidad hidráulica de la red alcantarillado; sin embargo, en ciudades de montaña las condiciones topográficas generan velocidades altas de flujo, de modo que, los caudales pico son muy superiores a los caudales diseñados. Esta es la hipótesis del presente trabajo, que las inundaciones pluviales en cuencas de montaña se deben a un problema de velocidad de flujo superficial. Este fenómeno se observa también dentro de la red, donde las velocidades de flujo también son altas lo que acrecienta aún más los caudales punta y acorta el tiempo para alcanzar dicho pico. Para revisar esta problemática se elige como zona de estudio la ciudad de Manizales, ciudad ubicada en los Andes colombianos. Primero, se propone una metodología sencilla de diagnóstico de inundaciones pluviales que incluye un análisis histórico de los registros de inundación, y estos se revisan con respecto a las condiciones topográficas de la ciudad; para el caso de Manizales se encuentra relación entre ambas. Segundo, para revisar dicha problemática dentro de la red se propone una modelación hidrodinámica implementada en SWMM para una cuenca tipo de la ciudad, en este caso la cuenca Palogrande-Ruta 30 (conocida también como San Luis-Ruta 30); en los resultados de la modelación se refuerza el planteamiento anterior presentando inundaciones rápidamente. Con el modelo se revisa el segundo objetivo, que es encontrar los SUDS que adecuen a las condiciones de cuenca de montaña que son: altas pendientes, falta de espacio y evitar la infiltración dado que favorece los deslizamientos, problemática común en la ciudad. Para lo cual se proponen techos verdes y depósitos de lluvia, obteniendo que el desempeño es mejor para los techos verdes que retienen más escorrentía que los depósitos de lluvia, con una disminución del caudal pico más del 25% (requisito de la normativa) ABSTRACT Storm floods are an international issue caused by urbanization have been studied for a long time. In several countries this problem has been mitigated with the implementation of Sustainable Urban Drainage System (SUDS), which reduces o retains runoff through different structures, practices and techniques. This problem has been widely studied for flat cities, but it’s also presented for mountain cities. The most common cause reported in the literature is the lack of hydraulic capacity of to the sewage system; however, in mountain cities the topographic conditions generate high flow velocities, consequently, discharges peaks are superior to discharges designed. This is the hypothesis of the present work which storm floods in mountain basins are due to a problem of surface velocity. This phenomenon is also seen within the sewage system, in where the flow velocities are also high whereby it increases the peak discharge and shortens the time to reach this peak. To review this problem is chosen the study area of the city of Manizales, a city located in the Colombian Andes. Firstly, it is proposed a simple methodology for storm flood diagnosis that includes historical analysis of the flood registers, and these are reviewed with respect to the topographic conditions of the city; in the case of Manizales there is a relationship between both. Second, to review this problem within the sewage network is propose a hydrodynamic modelling implemented in SWMM for a basin type of the city, in this case the Palogrande-Ruta 30 basin (likewise known as San Luis-Ruta 30 basin); in the results of the modeling the previous approach is reinforced presenting floods quickly. With the model is reviewed the second objective, which is to find the SUDS that adapt to the conditions of the mountain basin: high slopes, lack of space and avoid infiltration due to it favors landslides, a common problem in the city. For which there are proposed green roofs and rain barrel, obtaining the performance is better for the green roofs that retain more runoff than the rain barrel, with a decrease in peak flow more than 25% (requirement of the regulations) Maestría

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

Las redes de distribución de agua potable de la ciudad de Manizales están regidas por la presencia de una topografía montañosa que genera cambios abruptos en las presiones. El problema que presenta el sistema es la necesidad de disipar energía en el camino sin agotar la misma, puesto que el cambio de pendientes positivas a negativas concibe deficiencias en algunos sectores. Este documento se enfoca en el análisis del comportamiento hidráulico de las redes de acueducto basado en los efectos generados por el cambio fuerte de pendiente y su incidencia en la gestión y operación del sistema. Es posible representar de forma gráfica un sistema de distribución por medio de un modelo hidráulico, el cual requiere ser validado con información obtenida en campo y constituida de la topología de las redes y usar el modelo para detectar posibles problemas en las redes. Los modelos son utilizados para analizar toda la red de la ciudad y detectar comportamientos atípicos, por ejemplo, en los lugares donde la presión puede fluctuar entre 50 y 150 psi en menos de 500 metros y generar afectaciones a largo plazo. Además, proponer mejoras al sistema de distribución de agua mediante la instalación de válvulas que regulan el flujo del agua y reducen las fluctuaciones descritas anteriormente. Las válvulas se ubican de acuerdo con la determinación de los pisos de presión y la evaluación de las tuberías con mayor incidencia en el sistema de distribución. Finalmente, el modelo es utilizado para optimizar la red, por medio de la aplicación la función objetivo de "maximizar la cobertura de presiones adecuadas". Es posible que las zonas de la ciudad con una presión superior al 70% que la estipulada se modifiquen para reducir la presión a solo un 5% más que el rango. La red resultante mejora el comportamiento del acueducto y su eficiencia Abstract: The water distribution network in the city of Manizales govern by presence of a mountainous topography generated by abrupt changes in pressures. The problem presented by system is need to dissipate energy on the road without exhausting it, since change from positive to negative slopes produce pressure deficiencies in some network places. This paper focuses on the analysis of the hydraulic behavior of the water distribution in presence of strong changes of its slope and the incidence of these slopes in the management and operation of the system. It is possible to represent the distribution system using a graphical representation of the hydraulic model according to the topology captured in field and constituted of networks topology, to use the model to detect possible problems in the network. The models used to analyze all the network of the city and to detect atypical behaviors, for example, in which places the pressure can fluctuate between 50 and 150 psi in less than 500 meters and generate long-term effects. In addition, to propose improvements to Water Distribution System by installing valves that regulate the flow of the water and reduce the above-described fluctuations. Valves locate according to the determination of pressure floors and evaluation of pipes with highest incidence in the distribution system. Finally, the model used to optimize the network, through the application the objective function of "maximizing the coverage of adequate pressures". It is possible that city areas with a water pressure 70% higher than the stipulated it modified to reduce the pressure to only a 5% higher than the range. The resulting network improves the behavior of the aqueduct and it efficiency Maestría