Modelación hidrológica de los páramos andinos con topmodel: páramo de Chingaza, Colombia. (2012)
Los páramos proporcionan múltiples servicios ecosistémicos principalmente relacionados con el abastecimiento de agua para las grandes ciudades. En Colombia, como en otros países, son pocos los esfuerzos realizados para la modelación hidrológica en este tipo de ecosistemas y, puesto que se espera que el cambio climático y el cambio en el uso y coberturas terrestres impacten significativamente la provisión de agua por parte de estos ecosistemas, se requiere entender en primer lugar su funcionamiento ecohidrológico. Para ello se aplicó el modelo hidrológico topográfico TOPMODEL en la cuenca de la quebrada La Chucua (Parque Nacional Natural Chingaza), departamento de Cundinamarca, que hace parte del complejo del sistema de provisión de agua para la ciudad de Bogotá y se encuentra dominada primordialmente por una cobertura de páramo. Como primera aproximación al funcionamiento hidrológico del páramo, se calibró y validó el modelo de manera respectiva para los años 2008 y 2009, por medio de las series de datos de caudal disponibles para esos años; con ello, el mayor valor de eficiencia (coeficiente de Nash-Sutcliffe) que se obtuvo fue de 0,76, valor aceptable que revela la capacidad del modelo para representar adecuadamente el comportamiento hidrológico del páramo en la cuenca. Los resultados de las mejores simulaciones presentan bajos valores de escorrentía superficial por exceso de infiltración -FEX, lo que indica la capacidad de amortiguamiento del suelo, acorde con el proceso dominante de escorrentía subsuperficial definido por las características de sus suelos. Por último, a partir del conjunto de parámetros seleccionado con base en el menor valor de escorrentía superficial por exceso de infiltración, que reportó una de las mayores eficiencias de Nash-Sutcliffe (0,7558) y presentó un significado físico correspondiente a los procesos observados en campo, se determinaron los efectos causados por escenarios hipotéticos de cambio climático sobre el funcionamiento ecohidrológico del páramo para el año 2030. Los resultados muestran efectos significativos en el régimen de caudales simulados para este año con reducciones de hasta un 10%, especialmente cuando se considera la incidencia de la precipitación, comparada con el aumento de la temperatura sobre la variable respuesta. Esto podría obedecer a que los páramos parecen estar adaptados en mayor medida a variaciones drásticas en esta última variable, debido a la vegetación que los conforma y, a que adicionalmente, la temperatura no es la única variable que tiene influencia en la evapotranspiración potencial que ingresa al modelo ajustado; en contraste con la incidencia de la cantidad de agua disponible sobre el rendimiento hídrico de los páramos./Abstract. The páramos provide multiple ecosystem services, mainly related to freshwater supply for the large cities. In Colombia, as in other countries, there are few efforts carried out for hydrological modeling in this type of ecosystems and since it is expected that the climatic change and land-use and land-cover change (LULCC) impacts significantly the provision of water by these ecosystems, it is required to understand in the first place its eco-hydrological functioning. The hydrological topographic model TOPMODEL was applied in The Chucua basin (National Natural Park Chingaza), department of Cundinamarca, which belongs of the complex of water provision system for the city of Bogota and is dominated primarily by a cover of páramo. As a first approximation to the hydrological functioning of the páramo, the model was calibrated through a series of runoff data of the year 2008 and it was validated by means of series of runoff data for the 2009; the maximum value of efficiency (coefficient of Nash-Sutcliffe) was obtained around 0.76, a value of acceptable efficiency, that reveals that the model is capable of representing in an adequate way the hydrologic behavior of the páramo in the basin. The results of better simulations present low values of infiltration excess overland flow -FEX, what indicates the buffer capacity of soils, which is consistent with the dominant process of subsurface flow defined by the characteristics of its soils. Finally, from the assembly of parameters selected based on the smaller value of infiltration excess overland flow, that reported one of the greater efficiencies of Nash-Sutcliffe (0.7558) and presented a physical meaning pertaining to the processes observed in field, the effects caused by hypothetical scenarios of climatic change on the eco-hydrological functioning of the páramo were determined for the year 2030. The results show significant effects in the state of simulated volumes for that year with reductions of up to 10%, especially when the precipitation is considered, compared with the effect of the increase of temperature on the runoff. This could obey to that the páramo seems to be adapted in greater measure to drastic variations in this last variable due to the characteristics of vegetation and additionally, the temperature is not the only variable that has influence in the potential evapotranspiration that enters to the adjusted model; in contrast to the effect of the amount of available water on the water yield of the páramos.