ESTUDIO DE CRECIENTES Y CÁLCULO DE NIVELES MÁXIMOS EN EL RÍO SUAZA EN EL CRUCE SOBRE LA VÍA SUSTITUTIVA PITALITO – GARZÓN – GIGANTE DEL DEPARTAMENTO DEL HUILA CARLOS ANDRÉS CASTAÑEDA GUTIÉRREZ OSCAR NIXON ORTÍZ RODRÍGUEZ CESAR ANDRÉS VIVAS MEDINA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN EN RECURSOS HÍDRICOS BOGOTÁ D.C – 2014 ESTUDIO DE CRECIENTES Y CÁLCULO DE NIVELES MÁXIMOS EN EL RÍO SUAZA EN EL CRUCE SOBRE LA VÍA SUSTITUTIVA PITALITO – GARZÓN – GIGANTE DEL DEPARTAMENTO DEL HUILA CARLOS ANDRÉS CASTAÑEDA GUTIÉRREZ OSCAR NIXON ORTÍZ RODRÍGUEZ CESAR ANDRÉS VIVAS MEDINA Trabajo de grado para obtener el título de especialista en Recursos Hídricos. ASESOR: JORGE ALBERTO VALERO FANDIÑO INGENIERO CIVIL, MSC. UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN EN RECURSOS HÍDRICOS BOGOTÁ D.C – 2014 Nota de aceptación ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ Presidente del Jurado ______________________________________ Jurado ______________________________________ Jurado Bogotá D.C., Noviembre de 2014. DEDICATORIA El presente trabajo va dedicado a nuestras familias y a nuestros hijos que con su paciencia han permitido desarrollarlo a cabalidad. AGRADECIMIENTOS En primera medida un agradecimiento a Dios por permitirnos llegar a este punto cumbre de nuestras carreras profesionales y especiales agradecimientos al Ingeniero Jorge Alberto Valero Fandiño por sus orientaciones para el desarrollo en el presente trabajo de grado. TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................ 17 1 GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO ................................................................... 18 1.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN ....................................................................................................... 18 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................................................ 18 1.2.1 Antecedentes del problema .................................................................................................... 18 1.2.2 Pregunta de investigación ..................................................................................................... 19 1.3 JUSTIFICACIÓN ........................................................................................................................... 19 1.4 OBJETIVOS ................................................................................................................................... 20 1.4.1 Objetivo general .................................................................................................................... 20 1.4.2 Objetivos específicos ............................................................................................................. 20 2 ANTECEDENTES ...................................................................................................................... 21 3 MARCOS DE REFERENCIA .................................................................................................... 23 3.1 MARCO CONCEPTUAL ............................................................................................................... 23 3.1.1 Modelo hidrológico ............................................................................................................... 24 3.1.2 Variables y parámetros de modelación ................................................................................. 24 3.2 MARCO GEOGRÁFICO ............................................................................................................... 27 3.3 MARCO DEMOGRÁFICO ............................................................................................................ 28 3.3.1 Municipio de Garzón (POT Municipio de Garzón, 2012) ..................................................... 28 3.3.2 Municipio de Gigante (POT Municipio de Gigante, 2001) ................................................... 29 4 METODOLOGÍA........................................................................................................................ 31 4.1 CONSULTA, REVISIÓN, EVALUACIÓN Y ADQUISICIÓN DE INFORMACIÓN EXISTENTE ........................................................................................................................................................ 31 4.2 CONSULTA DE ESTUDIOS PREVIOS Y/O INFORMACIÓN BASE REQUERIDOS............... 31 4.3 CARACTERIZACIÓN MORFOMÉTRICA Y CLIMATOLÓGICA DE LA CUENCA DE ESTUDIO ........................................................................................................................................................ 32 4.4 MODELACIÓN HIDROLÓGICA ................................................................................................. 33 4.5 MODELACIÓN HIDRÁULICA .................................................................................................... 35 4.6 DESCRIPCIÓN DE LOS RESULTADOS ..................................................................................... 35 5 CLIMATOLOGÍA ...................................................................................................................... 36 5.1 INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 36 5.2 RED DE ESTACIONES HIDROCLIMATOLÓGICAS CONSULTADAS ................................... 36 5.2.1 Densidad de Estaciones Hidroclimatológicas ....................................................................... 39 5.3 HOMOGENIZACIÓN DE PERÍODOS DE REGISTROS DE PARÁMETROS HIDROCLIMATOLÓGICOS ................................................................................................................................ 41 5.3.1 Períodos de registro seleccionados ....................................................................................... 42 5.4 ESTACIONES EMPLEADAS EN LA CARACTERIZACIÓN CLIMATOLÓGICA DE LA CUENCA ........................................................................................................................................................ 43 5.4.1 Complementación de datos faltantes ..................................................................................... 43 5.5 ISOYETAS PARA LA CUENCA DEL RÍO SUAZA .................................................................... 45 5.6 PRECIPITACIÓN TOTAL A NIVEL MENSUAL Y ANUAL MULTIANUAL ........................... 47 5.7 PRECIPITACIÓN MÁXIMA EN 24 HORAS A NIVEL MENSUAL Y ANUAL MULTIANUAL .. ........................................................................................................................................................ 49 5.8 BRILLO SOLAR TOTAL MENSUAL Y ANUAL MULTIANUAL ............................................. 52 5.9 EVAPORACIÓN TOTAL MENSUAL Y ANUAL MULTIANUAL ............................................. 54 5.10 HUMEDAD RELATIVA MEDIA MENSUAL Y ANUAL MULTIANUAL ........................... 55 5.11 TEMPERATURA MEDIA MENSUAL Y ANUAL MULTIANUAL ....................................... 56 6 MORFOMETRÍA DE LA CUENCA .......................................................................................... 59 6.1 INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 59 6.2 ÁREA, LONGITUD, PERÍMETRO Y ANCHO ............................................................................ 59 6.3 ORIENTACIÓN ............................................................................................................................. 61 6.4 FACTOR DE FORMA (KF), COEFICIENTE DE COMPACIDAD E ÍNDICE DE ALARGAMIENTO ................................................................................................................................................ 62 6.5 ELEVACIÓN .................................................................................................................................. 63 6.6 PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA DEL RÍO SUAZA ......................................................... 63 6.7 TIEMPO DE CONCENTRACIÓN ................................................................................................. 65 6.8 CAUCE DE ORDEN UNO ............................................................................................................. 66 6.9 LONGITUD DE LOS CAUCES DE ORDEN UNO ....................................................................... 66 6.10 ORDEN DE LOS CAUCES ....................................................................................................... 67 6.11 DENSIDAD DE DRENAJE ....................................................................................................... 67 6.12 COEFICIENTE DE TORRENCIALIDAD ................................................................................ 67 7 MODELO HIDROLÓGICO ....................................................................................................... 69 7.1 GENERALIDADES DEL MODELO HIDROLÓGICO ................................................................. 69 7.2 VARIABLES Y PARÁMETROS DE LA MODELACIÓN ........................................................... 70 7.3 IMPLEMENTACIÓN DEL MODELO HIDROLÓGICO .............................................................. 75 7.3.1 Datos de entrada del modelo en HEC-HMS .......................................................................... 75 7.3.2 Características