ANALISIS DE LA VARIABILIDAD CLIMATICA EN EL SISTEMA DE CAPTACION Y ABASTECIMIENTO DE AGUA DEL ACUEDUCTO DEL ESPINAL TRABAJO DE GRADO LILIANA ANDREA DEL PILAR GOMEZ ARCE UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C, COLOMBIA 2019 ANALISIS DE LA VARIABILIDAD CLIMATICA EN EL SISTEMA DE CAPTACION Y ABASTECIMIENTO DE AGUA DEL ACUEDUCTO DEL ESPINAL LILIANA ANDREA DEL PILAR GOMEZ ARCE Proyecto de grado para Optar por el título de INGENIERO CIVIL Tutor: INGENIERO HIDRÓLOGO, HEBERT GONZALO RIVERA, MASTER EN HIDROMETEREOLOGIA, PhD UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C 2019 AUTORIDADES DE LA UNIVERSIDAD BRIGADIER GENERAL LUIS FERNANDO PUENTES Rector MAYOR GENERAL (RA) ALFONSO VACA TORRES Vicerrector General MAYOR GENERAL. GUSTAVO ADOLFO OCAMPO NAHAR Vicerrector Administrativo DRA. CLAUDIA HELENA FORERO FORERO Vicerrector Académico DRA. MARTHA JEANETH PATIÑO BARRAGAN Vicerrector de Investigaciones ING. JORGE ALEXANDER APONTE RODRÍGUEZ PH.D. Decano de la Facultad de Ingeniería ING. HEBERT GONZALO RIVERA, PH.D. Director del Programa de Ingeniería Civil DEDICATORIA Primero que todo a Dios por darme fuerzas para superar obstáculos y permitirme haber llegado hasta este punto tan importante de mi vida. A mi padre quien desde el cielo me cuida y me guía por el mejor camino. A mi madre por su infinito amor, mi más grande apoyo y mi mejor amiga, por estar siempre a mi lado y quien me ha cultivado valores y principios para ser una mejor persona día a día y por ser el motor de mi vida. A mi hermano por ser mi confidente y porque espero ser un gran ejemplo a seguir para él. A mi tía Norma Arce y a mi prima Diana Romero por brindarme siempre su amor, apoyo y confianza. Y finalmente a mis abuelitas por su inmenso amor. AGRADECIMIENTOS A mi tutor el ingeniero Hebert Gonzalo Rivera por su apoyo y orientación para realizar este trabajo. A los docentes de la Universidad Militar Nueva Granada que estuvieron a lo largo de formación como Ingeniera Civil. ANALISIS DE LA VARIABILIDAD CLIMATICA EN EL SISTEMA DE CAPTACION Y ABASTECIMIENTO DE AGUA DEL ACUEDUCTO DEL ESPINAL RESUMEN Este trabajo trata sobre el estudio de la variabilidad climática en el sistema de abastecimiento de agua del acueducto del municipio El Espinal. Se entiende como sistema de abastecimiento al área aferente o cuenca que aporta agua a la corriente del río Coello. El problema de investigación trata sobre el hallazgo a la pregunta ¿cómo identificar la afectación de la variabilidad climática en el sistema de captación de agua de abastecimiento en el municipio del Espinal?, el cual se resuelve mediante la interpretación estadística de las variables climáticas de brillo solar, temperatura del aire y precipitación, además de estudiar en detalle el balance hídrico mediante el método de Thornwaite. El sistema de captación y abastecimiento de agua del Espinal consiste de una bocatoma la cual se encuentra ubicada en el canal principal del distrito de riego de Usocoello. El distrito capta agua del rio Coello y cuenta con la concesión de aguas para el uso de riego dado por CORTOLIMA. La capacidad de la fuente es suficiente para abastecer el sistema de acueducto del Espinal ya que cuenta con un canal cuya capacidad de diseño es superior a 20 m3/s y su caudal es superior a los 5 m3/s en tiempo seco. En la actualidad diversos científicos juzgan sobre la validez de las características estacionarias en las series de tiempo de las variables climáticas e hidrológicas, razón por la cual este estudio tiene importancia en el sentido de identificar si los cambios drásticos que puedan suceder en la variabilidad climática podrían llegar a afectar el sistema de abastecimiento de agua del acueducto. Palabras clave: Variabilidad climática, captación, abastecimiento, climatología, hidrología. ANALISIS DE LA VARIABILIDAD CLIMATICA EN EL SISTEMA DE CAPTACION Y ABASTECIMIENTO DE AGUA DEL ACUEDUCTO DEL ESPINAL CONTENIDO 1. Antecedentes ........................................................................................................................................................ 16 1.1 Ubicación, extensión y límites del departamento del Tolima y del municipio del espinal .......................... 16 1.2 Clima municipio del Espinal ....................................................................................................................... 17 1.3 Estudios de cambio climático en Colombia ................................................................................................ 17 1.3.1 Variabilidad climática de la precipitación en Colombia asociada al ciclo el niño, la niña – Oscilación del Sur (ENSO). ............................................................................................. 17 1.3.2 Páramos en peligro por el cambio climático. ........................................................... 20 1.4 Atlas climatológico del Tolima ................................................................................................................... 22 1.4.1 Precipitación. ............................................................................................................ 22 1.4.2 Temperatura. ............................................................................................................. 24 1.4.3 Clasificación climática. ............................................................................................ 25 1.5 Comunicaciones nacionales de cambio climático ....................................................................................... 26 1.5.1 Primera comunicación nacional de cambio climático. ............................................. 26 1.5.2 Segunda comunicación nacional de cambio climático. ............................................ 26 1.5.3 Tercera comunicación nacional de cambio climático. .............................................. 27 1.6 Descripción del sistema de captación y abastecimiento del agua del espinal .............................................. 28 2 Marco teórico ....................................................................................................................................................... 31 2.1 Marco teórico referencial ............................................................................................................................ 31 2.2 Marco teórico conceptual ............................................................................................................................ 32 2.2.1 Clima. ....................................................................................................................... 32 ANALISIS DE LA VARIABILIDAD CLIMATICA EN EL SISTEMA DE CAPTACION Y ABASTECIMIENTO DE AGUA DEL ACUEDUCTO DEL ESPINAL 2.2.2 Cambio climático. ..................................................................................................... 32 2.2.3 Variabilidad climática. .............................................................................................. 33 2.2.4 Escenarios de cambio climático. .............................................................................. 33 2.2.5 Temperatura. ............................................................................................................. 34 2.2.6 Precipitación. ............................................................................................................ 34 2.2.7 Fenómeno del niño. .................................................................................................. 35 2.2.8 Fenómeno de la niña. ................................................................................................ 35 2.2.9 Balance hídrico. ........................................................................................................ 35 2.3 Marco teórico histórico ............................................................................................................................... 37 3 Metodología ......................................................................................................................................................... 39 3.1 Compilación y procesamiento de información ............................................................................................ 40 3.2 Caracterización hidrográfica del área .......................................................................................................... 53 3.3 Balance hídrico ............................................................................................................................................ 56 3.4 Determinación de caudales .......................................................................................................................... 64 3.5 Caudales para diferente período de retorno ................................................................................................. 76 3.6 Demanda hídrica ......................................................................................................................................... 78 3.7 Variabilidad climática ................................................................................................................................. 83 4 Conclusiones y recomendaciones ........................................................................................................................ 87 ANALISIS DE LA VARIABILIDAD CLIMATICA EN EL SISTEMA DE CAPTACION Y ABASTECIMIENTO DE AGUA DEL ACUEDUCTO DEL ESPINAL LISTA DE FIGURAS FIGURA 1. DISTRIBUCIÓN DE PRECIPITACIÓN EN EL DEPARTAMENTO DEL TOLIMA. .........................................................