I. Introducción

Los eventos de inundación son propensos a ocurrir en cualquier tipo de ecosistema a nivel global, sin importar si existe o no una intervención del ser humano. Este fenómeno natural constituye un serio y creciente desafío para el desarrollo de las poblaciones, pues el fenómeno genera un alto porcentaje de devastación en cuanto a daños económicos, ambientales y sociales, como pérdidas de vidas humanas. Estos siniestros son causados por un aumento anormal del nivel del mar, fuertes deshielos y las precipitaciones excesivas, que últimamente han aumentado en intensidad y frecuencia, debido al cambio climático [7].

En este sentido, la precipitación es un fenómeno meteorológico muy importante en materia del balance hídrico de una cuenca, esto se debe a que es un fenómeno muy inestable, que debe ser cuantificado de forma constante por estaciones hidrometeorológicas con la finalidad de establecer la cantidad, intensidad y duración de dichas precipitaciones, las cuales se relacionan directamente con el comportamiento del caudal de la cuenca, para así poder predecir eventos intensos que pueden generar procesos de inundaciones y pérdida de suelos [4].

Como caso de estudio se seleccionó la cuenca del río Combeima, la cual se encuentra ubicada en el municipio de Ibagué, departamento del Tolima. Este es uno de los cuerpos hídricos más importantes del departamento, debido a que abastece aproximadamente al 80% de la población del municipio de Ibagué [12]. Se caracteriza por presentar escenarios críticos, como la aparición de fenómenos naturales tales como inundaciones, represamientos, deslizamientos y avalanchas, estos eventos se relacionan directamente con el régimen hidroclimatológico, las altas pendientes y los constantes procesos de desequilibrio presentes en esta zona. Estos fenómenos repercuten significativamente en los procesos de degradación de los ecosistemas, articulándose en el incremento de factores de vulnerabilidad de las poblaciones, amenazando su infraestructura física como servicios básicos, malla vial, escuelas, cultivos, viviendas y asentamientos [5].

Es por esto, que el presente proyecto investigativo pretende realizar una propuesta sostenible que permita mitigar el riesgo de inundación en la cuenca alta del río Combeima, mediante el diagnóstico de la cuenca realizado por el procesamiento de series hidrometeorológicas con lenguaje Python en Google Colaboratory y Sistemas de Información Geográficas como QGIS Desktop, el cual es una tecnología que permite la manipulación y el análisis de los datos geográficos en los estudios medioambientales. Además de esto, se han configurado como herramientas cada vez más útiles para las tareas de planeamiento territorial [14]. De igual manera, el desarrollo del modelo hidrológico de humedad del suelo que simula el proceso lluvia - escorrentía en el software WEAP, nos permitió analizar el comportamiento histórico de la cuenca del río Combeima, con el fin de establecer cuáles soluciones basadas en la naturaleza son las más pertinentes para reducir el riesgo de eventos de inundación.

II. Objetivos

2.1 General

Plantear una propuesta sostenible para el control del riesgo por eventos de inundación utilizando herramientas computacionales, Sistemas de Información Geográfica, lenguaje Python y WEAP en la cuenca alta del río Combeima, municipio de Ibagué, Tolima.

2.2 Específicos

Diagnosticar la cuenca del río Combeima por medio de la delimitación en el Sistema de Información Geográfica QGIS y el análisis de series hidrometeorológicas con lenguaje Python en Google Colaboratory.

Construir un modelo hidrológico a través del software de simulación WEAP con el propósito de analizar el comportamiento histórico de la cuenca del río Combeima.

Realizar una propuesta sostenible que sea capaz de mitigar los eventos de inundación en la cuenca alta del río Combeima, a través de la información obtenida en el modelo de WEAP y el diagnóstico de la cuenca.

III. MÉTODOS

3.1 Área de estudio

El municipio de Ibagué, el cual se encuentra ubicado en el centro-occidente de Colombia, sobre la Cordillera Central de los Andes entre el Cañón del Combeima y el Valle del Magdalena, con una gran cercanía del Nevado del Tolima, este municipio es la capital del departamento de Tolima y se encuentra a una altitud de 1285 msnm.

La cuenca hidrográfica del río Combeima, hace parte del municipio de Ibagué y se ubica en las coordenadas geográficas 04º19’30’’ y 04º39’57’’, latitud Norte, y 75º10’11’’ y 75º23’23’’, longitud Oeste, entre los 780 y los 5.220 m.s.n.m. La cuenca tiene una extensión aproximada de 27.186 ha, un área de 271 Km2 y una longitud de 57.7 km en su cauce principal, desde su origen en el Nevado del Tolima hasta su desembocadura en el río Coello. Se encuentra en la parte centro-occidental del departamento del Tolima sobre el flanco oriental de la cordillera central de los Andes en Colombia y es un ecosistema estratégico que provee alrededor del 80% del agua para el acueducto de la ciudad de Ibagué [2].

3.2 Metodología objetivo específico 1

Para llevar a cabo el diagnóstico de la cuenca del río Combeima, inicialmente se definió como área de estudio la cuenca alta del río Combeima, donde por medio del Sistema de Información Geográfica QGIS Desktop, se delimitó el área de la cuenca y sus respectivos drenajes por medio de esta herramienta computacional y el análisis de mapas emitidos por la Alcaldía del municipio de Ibagué, en el Plan de Ordenamiento Territorial, se fue posible representar y analizar, las características de los tipos texturales de suelo y los aspectos topográficos de la parte alta del cañón del Combeima, estableciendo de esta manera, las posibles zonas para la implementación de las soluciones basadas en la naturaleza.

Posteriormente, se implementó el Sistema de Información de datos Hidrológicos y Meteorológicos - DHIME, donde se seleccionaron las diferentes estaciones hidrometeorológicas ubicadas en zonas aledañas a la cuenca principal del río, para esto se utilizó el Catálogo Nacional de Estaciones del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales, y se determinó trabajar con los datos reportados desde el año 1996 al 2021, de 11 estaciones del Área Operativa 10 del IDEAM.

Para el procesamiento de las series hidrológicas, fue necesaria la implementación de la herramienta computacional Google Colaboratory, la cual permite ejecutar scripts de Python a través de los servidores de Google, con la aplicación de códigos computacionales se procedió a modelar los diferentes datos hidrometeorológicos reportados por las estaciones. Lo que permitió la obtención de resultados gráficos que fueron utilizados con el propósito de analizar el comportamiento hidrológico de la cuenca alta del río Combeima en materia de variables como precipitación y caudal.

3.3 Metodología objetivo específico 2

Para el desarrollo de este objetivo, inicialmente se ajustaron en el programa Excel, los datos de entrada para cada subcuenca, las variables utilizadas corresponden a las de precipitación, temperatura, velocidad del viento, humedad y evapotranspiración. Luego de ajustados los datos, se ingresó al software WEAP para simular el modelo hidrológico de dos tanques que permitió analizar históricamente las variables hidrometeorológicas y otros factores del recurso hídrico, así mismo, gracias a la aplicación de esta herramienta se logró emplear objetos y procedimientos a través de una interfaz gráfica que fue implementada para analizar distintos temas e incertidumbres relacionados al comportamiento climático y las condiciones de la cuenca alta del río Combeima.

3.4 Metodología objetivo específico 3

Luego de obtener el diagnóstico y comportamiento de la cuenca del río Combeima a través de las diferentes gráficas resultantes del modelamiento de datos en Google Colaboratory y el modelo hidrológico obtenido en software WEAP, se procedió a realizar una revisión documental minuciosa con el propósito de verificar cuáles soluciones basadas en la naturaleza, eran las más pertinentes para implementar de acuerdo a las características y particularidades de la zona de estudio. Una vez elegidas las estrategias, con ayuda del Sistema de Información Geográfica Google Earth, se desarrolló el diseño de la propuesta sostenible a implementar en la cuenca hidrográfica, donde se fue posible visualizar la cartografía de la zona, por medio de imágenes satelitales y terrenos en 3D.

IV. RESULTADOS

4.1 Objetivo específico 1

Para llevar a cabo el diagnóstico de la cuenca del río Combeima, se utilizó una herramienta de Sistemas de Información Geográfica, conocida como QGIS Desktop, donde se obtuvo como resultado las figuras 1, 2 y 3, las cuales se muestran a continuación.

Figura 1
Delimitación de la cuenca del río Combeima en Ibagué, Tolima.
Fuente: Autores.

Figura 2
Grupos texturales IGAC de la cuenca alta del río Combeima municipio de Ibagué, Tolima.
Fuente: Autores.

Figura 3
Mapa topográfico de la cuenca del río Combeima
Fuente: Autores.

En la figura 1 se evidencia de forma clara y precisa determinados puntos geográficos como el nacimiento del río Combeima en el costado oriental de la cordillera central, exactamente en el Nevado del Tolima, la desembocadura del cuerpo hídrico en el río Coello, río que posteriormente desemboca en el río Magdalena y de igual forma se representa claramente la cuenca principal del río, sus afluentes y drenajes. Asimismo, dentro de la delimitación se es fácil de identificar como la cuenca del río Combeima transcurre dentro de los límites urbanos de Ibagué, lo que se traduce en un riesgo existente por eventos de inundación tanto en la cuenca alta del cañón del Combeima, como en el casco urbano del municipio.

Las clases texturales del suelo como se observa en la figura 2 determinan la velocidad en el que el agua pueda drenarse por el suelo saturado, estas clases dependen de la cantidad de Arena, Limo y Arcilla que posee el mismo. En el mapa expuesto a continuación se puede observar que la cuenca posee gran parte de suelo arenoso conocido como suelos de textura gruesa, los cuales tiene una mayor capacidad de infiltración del agua, mientras que los suelos arcillosos conocidos como suelos de textura fina, tienen mayor capacidad de retención de agua y aireación en comparación con el arenoso.

Esto se debe a la porosidad del suelo, la cual se representa por el porcentaje de espacios vacíos o poros presentes en el mismo y depende de la textura, la estructura y la actividad biológica. Por lo que entre más gruesos son los elementos de la textura, mayores son los huecos entre ellos, por lo que el agua se infiltra con mayor facilidad [8].

Por último, en cuanto al mapa de drenajes, pendientes y topografía de la cuenca alta del río Combeima, representado en la figura 3, se evidencia que el cuerpo hídrico cuenta con innumerables cascadas, afluentes y drenajes, en la cual interactúan factores físicos, biológicos y humanos, conformando un mega sistema socio-ecológico. Además, cuenta con una morfología de estrechos valles con fuertes pendientes de hasta 90 grados, asimismo presenta elevaciones que van desde los 700 hasta los 5200 m de altitud.

Para analizar el comportamiento de la cuenca del río Combeima, inicialmente fue necesaria la implementación de la herramienta Google Colaboratory, la cual permite ejecutar scripts de Python a través de los servidores de Google. Con la aplicación de códigos computacionales se pudieron modelar los diferentes datos hidrometeorológicos que reportaron las estaciones del IDEAM desde el año 1996 hasta el 2021, donde se logra evidenciar el comportamiento hídrico de la cuenca en materia de parámetros como la precipitación y el caudal.

La figura 4 que corresponde al comportamiento mensual del caudal en la estación hidrológica MONTEZUMA [21217180], se presenta una creciente significativa si se compara el valor medio con el valor máximo del caudal, pues en el segundo cuatrimestre del año, el comportamiento promedio del caudal es de 5 m3/s, pero a razón de algunas eventualidades como el incremento de las precipitaciones, el caudal aumenta llegando a valores máximos alarmantes como el de 50 m3/s.

Figura 4
Comportamiento del caudal mensual en la estación Montezuma.
Fuente: Autores.

Además del incremento de las precipitaciones, el aumento en el volumen de agua del cauce del río, puede deberse a la topografía y grupos texturales particulares con los que cuenta el cañón del Combeima, adicionalmente la presencia de suelos de textura media, en la cuenca alta y media del río, no generan un alto porcentaje de infiltración del agua, por lo que la mayor parte del volumen de agua recae directamente en el caudal principal del río, por procesos de escorrentía.

Como se evidencia en la figura 5, el comportamiento anual del caudal de la cuenca del río, demuestra que en temporadas de altas precipitaciones puede incrementar hasta en 40 m3/s, generando un pico máximo de aproximadamente 53 m3/s entre los años 2009 - 2011, pero en los años restantes el caudal tiende a disminuir, teniendo particularidades donde aumenta su magnitud, pero no en valores significativos. Esto puede deberse a que las principales actividades económicas del municipio de Ibagué giran en torno al comercio, la industria, la agricultura, la ganadería y la minería, actividades que conllevan un gran consumo de agua. Y en cuanto a la actividad minera, los elevados niveles de consumo de agua son por una mina de oro ubicada aguas arriba del río Combeima, los cuales consumen de 2 a 3 millones de litros al día, cantidad equivalente al consumo de agua de una familia durante 15 a 20 años.

Figura 5
Comportamiento del caudal anual en la estación Montezuma.
Fuente: Autores.

La figura 7 corresponde a una gráfica que representa el comportamiento de las series correspondientes a la precipitación anual del río Combeima para cada una de las estaciones hidrometeorológicas utilizadas en el muestreo. En esta se puede observar que para el año 2010, el valor reportado de las precipitaciones aumentó en la gran mayoría de estaciones, esto se debe a que el año 2010 fue catalogado como el año más lluvioso hasta la fecha, esto a razón del fuerte fenómeno de La Niña que se presenció en dicha época. Asimismo, teniendo en cuenta la información modelada representada en la figura 6, se evidencia el patrón convencional de comportamiento climático de Ibagué, el cual cuenta con dos temporadas lluviosas, las cuales se extienden desde finales de marzo hasta principios julio y desde inicios de septiembre hasta finales de diciembre, por otra parte, los meses más secos corresponden a julio y agosto.

Figura 6
Comportamiento de la precipitación mensual el río Combeima.
Fuente: Autores.

Figura 7
Comportamiento de la precipitación anual del río Combeima.
Fuente: Autores.

Por parte de la figura 8 de correlaciones, nos evidencia la relación de las variables de precipitación obtenidas por el modelamiento de datos de las estaciones, gracias a este diagrama podemos observar que la correlación más alta pertenece a las estaciones INTERLAKEN [21210240] y CRUZ ROJA [21210230], con una magnitud de 0,66 seguida por la correlación de 0,63 entre las estaciones EL PALMAR [21210220] y LAS JUNTAS [21210020]. Estos valores de correlación se deben a que las estaciones se encuentran ubicadas en áreas aledañas, por lo que reportan magnitudes similares. Mientras que la correlación más baja pertenece a las estaciones LA ESMERALDA [21210120] y EL SILENCIO [21210260], con una magnitud de 0,04 debido a que son estaciones con ubicaciones lejanas entre sí, cuentan con distintas particularidades y factores influyentes, por lo que los datos y valores que estas cuantifican son diferentes.

Figura 8
Correlación de los valores de precipitación de las estaciones analizadas en la cuenca del río Combeima.
Fuente: Autores.

4.2 Objetivo específico 2

Posteriormente se realizó el modelo hidrológico de dos tanques en el software WEAP, esta herramienta fue útil para el análisis histórico de las variables hidrometeorológicas y otros factores del recurso hídrico. Pues las diferentes aplicaciones del WEAP nos permitieron emplear objetos y procedimientos a través de una interfaz gráfica que fue implementada para analizar distintos temas e incertidumbres relacionadas al comportamiento climático y las condiciones de la cuenca del río Combeima.

El modelo hidrológico que está integrado en el software WEAP utiliza datos espacialmente distribuidos en el área de estudio y se encuentra configurado como una serie de caudales que se relacionan y cubren la totalidad de la extensión de la cuenca del río Combeima. La serie de caudales utilizan valores de datos climáticos descargados del DHIME, el cual es un portal que almacena todos los datos que las estaciones hidrológicas y meteorológicas del IDEAM reportan diariamente. Las variables de entrada en el modelo para cada una de las subcuencas fueron las de precipitación, temperatura, velocidad del viento, humedad y evapotranspiración.

Esto quiere decir, que inicialmente entra la precipitación al tanque superior del modelo, en el cual se encuentra el interflujo que hace referencia al agua subterránea que se localiza a cierta profundidad, exactamente dónde están las raíces de las plantas. En el tanque inferior, se encuentra el flujo base, el cual también se representa tabulado en la figura 9, donde dicho flujo base multianual de la cuenca del río Combeima, a lo largo de los años cuenta con un comportamiento lineal, con pequeños incrementos en los últimos años, lo cual es importante ya que según Gómez (2016) el flujo base además de ser aportado por los acuíferos subterráneos, son los encargados de mantener el flujo del agua en épocas de verano o sequías. Asimismo, Magdalena (2014) concuerda que las reservas de aguas subterráneas contribuyen al flujo de los ríos cuando no hay precipitaciones, amortiguando las variaciones de fenómenos naturales como el del El Niño y La Niña, además, reconoce su importante papel en el ciclo hidrológico, donde su función ambiental se basa en la contribución a manantiales, ríos, lagos, humedales y estuarios.

Figura 9
Modelo hidrológico anual de la cuenca del río Combeima en el software WEAP 1996 - 2020.
Fuente: Autores.

Por otra parte, Pereyra (2011) determina que la evapotranspiración es la combinación de evaporación desde la superficie del suelo y la transpiración de la vegetación o sea la evaporación biológica, dentro de esta misma figura 9 se evidencia el comportamiento multianual de la evapotranspiración en la cuenca del río Combeima, donde se demuestra un comportamiento estable desde el año 1996, sin oscilaciones significativas entre los datos reportados hasta el año 2014. Ya que, en años siguientes, hasta el 2020, los valores de evapotranspiración tienden a incrementar levemente, esto se debe a los efectos del cambio climático global

En cuanto al comportamiento del caudal mensual del río representado en la figura 10, se logra apreciar como el caudal va aumentando significativamente hasta el mes de abril, donde se encuentra el pico más relevante de la figura, esta tendencia no se mantiene, sino que por el contrario disminuye progresivamente hasta el mes de agosto donde se encuentra el valor mínimo y el estiaje del caudal, por lo que se espera que para esta época la cuenca del río Combeima se abastezca o cuente con aportes significativos de aguas subterráneas.

Figura 10
Comportamiento del caudal mensual en la cuenca del río Combeima.
Fuente: Autores.

4.3 Objetivo específico 3

Con el propósito mitigar el riesgo por eventos de inundación en la cuenca alta del río Combeima, se desarrolló una propuesta sostenible que consta de dos estrategias enfocadas en las soluciones basadas en la naturaleza (Nature based solutions), las cuales tienen como objetivo abarcar todas las acciones en el marco de los ecosistemas y los servicios que estos proveen, para de esta forma atacar problemáticas socioambientales. Según Guevara (2018) las soluciones basadas en la naturaleza son capaces de brindar la oportunidad de integrar de forma efectiva, las agendas de la acción climática, la conservación de la biodiversidad, la seguridad alimentaria y del agua, la salud humana y la reducción del riesgo de desastres bajo un enfoque coherente y holístico.

La figura 11, corresponde al mapa geográfico realizado en la herramienta computacional Google Earth Pro, donde se pueden evidenciar las ubicaciones exactas de las soluciones basadas en la naturaleza implementadas como estrategias de la propuesta sostenible en la cuenca alta del río Combeima. En las que se encuentran los embalses y reservorios de agua para el almacenamiento de agua, y los diseños en línea clave (keyline) para la siembra de frailejones, árboles maderables y cultivos de arroz.

Figura 11
Ubicación de las Soluciones Basadas en la Naturaleza en la cuenca alta del río Combeima.
Fuente: Autores.

Reforestación y siembra de cultivos en Línea Clave (Keyline)

La deforestación es un problema cada vez más marcado en las cuencas hidrográficas, esta tala de árboles reduce la capacidad de conservación de la humedad en la tierra en los diferentes pisos climáticos, donde se provoca en los suelos una aceleración de la erosión destruyendo recursos ecológicos. Es por esto que se quiere realizar una estrategia de reforestación en la cuenca del río Combeima con el fin de proteger y conservar el ecosistema estratégico que posee el municipio de Ibagué.

Es por esto que, los árboles maderables pueden ser utilizados como una estrategia para disminuir la vulnerabilidad de la zona, donde las medidas de restauración de cobertura forestal en vertientes tienen como objetivo incrementar la protección en calidad y cantidad de las fuentes de agua para consumo humano, apuntando a una mejora de la calidad de vida de la población y el recurso hídrico. Además, como menciona Buitrago (2016) por medio de la reforestación se puede recuperar especies maderables colombianas, proveer hábitat para especies y enfriar las capas subterráneas cercanas al río, esto último quiere decir que el agua se mueva a diferencia de temperaturas, del calor al frío, con el fin de recargar el manto freático de la rivera en época lluviosa y almacenar agua para suplir el río en tiempos de sequía.

2. Embalses - Reservorios de agua

Una vez analizado el comportamiento de la cuenca alta del río Combeima se propone como última estrategia el almacenamiento de agua a través de la construcción de embalses en la cuenca alta. El embalse (también conocido como reservorio de agua, represa, jagüey, bordo, dependiendo la región), es un talud de tierra que sirve para almacenar agua en las épocas de lluvia con el fin de tenerla disponible para los tiempos de sequía, es la manera más económica de almacenar volúmenes grandes en los terrenos. Según Gras (2010) los embalses poseen usos potenciales en la parte alta de la cuenca como lo es el almacenaje (sin animales), absorción de nutrientes, hábitat de vida silvestre, disminución de la erosión transformación del microclima y control de plagas.

La construcción de estos reservorios nace desde mediados de la década de los 80 y una de sus funciones principales es ayudar en la regulación de crecientes presentes en los cuerpos hídricos, esto quiere decir que, en las temporadas húmedas o lluviosas, ingresa a los embalses bastos volúmenes de agua para ser almacenada y posteriormente utilizada en diversas actividades productivas [15].

En cuanto a la figura 12, se logra representar el diseño en línea clave para la reforestación de la zona, la elección de plantar cualquier tipo de planta o de árbol maderable nativo, depende de la altitud a la que se encuentre el diseño, que para este caso específico va desde los 2.800 a 4.000 metros sobre el nivel del mar. Por lo que se propone realizar la siembra de frailejones y arboles maderables como la Palma de Cera quindiuense, Cedro negro Juglans neotropica y árboles de Chocho, las cuales son especies que son capaces de crecer en estos rangos de altitud. Pues la Palma de Cera quindiuense crece por encima de los 2.000 msnm, el Cedro negro Juglans neotropica se puede encontrar entre los entre 1.600 y 3.000 msnm, y por último los arboles de Chocho, los cuales son capaces de crecer en altitudes entre 20 a 3.000 msnm. Así mismo, el diseño en líne clave consta de cinco niveles que tienen una longitud aproximada de 3 kilómetros, teniendo en cuenta que cada árbol necesita aproximadamente entre 5 a 7 metros para ser sembrado, por lo que se determina que, por cada nivel en el diseño, se plantarán alrededor de 429 especies entre frailejones y arboles maderable, para un total de 2.145 especial sembradas para la reforestación.

Figura 12
Embalses de almacenamiento de agua y diseño en línea clave para la siembra de frailejones y árboles maderables.
Fuente: Autores.

Además, en cuanto a las necesidades de la población como el uso de riego, menciona Navarro (2010) que con una buena gestión de los embalses se logra garantizar la calidad y disponibilidad del agua. Es por esto que, los embalses contribuyen de manera positiva a la calidad de vida, ya que estos permiten generar condiciones de seguridad a la población localizadas aguas abajo de los embalses, debido a que se reduce o se evita la frecuencia y magnitud de las inundaciones en los predios aledaños a la cuenca. De esta misma forma, las comunidades se benefician de estos reservorios aprovechando el recurso para abastecerse y en tiempos de sequía ser utilizada para sus actividades económicas. Es por esto, que en la figura 12, se evidencia el diseño de los embalses que tienen como objetivo cumplir los fines anteriormente mencionados, para el caso del embalse número uno, este cuenta con un área de 182.786 m2, un perímetro de 1.854 metros y una profundidad aproximada de 2 metros, por lo que el volumen de agua que logra almacenar es de aproximadamente 183.323 metros cúbicos. Para el embalse número dos, este cuenta con un área de 211.274 m2, un perímetro de 2.142 metros y una profundidad de 2 metros, por lo que el volumen de agua que logra almacenar es de aproximadamente 244.702 metros cúbicos.

En cuanto a la figura 13, la cual representa el complemento entre las estrategias del reservorio de agua y el diseño en línea clave para cultivo de arroz, donde el propósito principal se basa en que el diseño en línea clave del cultivo, sea capaz de redirigir el agua que transcurre de la vertiente a la ladera, distribuyendo el agua en todo el terreno y disminuyendo el porcentaje de agua que por procesos de escorrentía recae en la vertiente o en el cauce principal del río. Esta agua es aprovechada por el suelo y por el cultivo de arroz, el cual es uno de los cultivos que más requiere volúmenes de agua, pero para épocas invernales el agua precipitada sobrante de dicho proceso, es almacenada en el reservorio de agua, para luego ser reutilizada.

Figura 13
Reservorio de agua y diseño en línea clave para siembra de cultivos de arroz.
Fuente: Autores.

El diseño en línea clave para la siembra del cultivo de arroz, consta de siete niveles que se separan cada 3 m y tienen una longitud de 175 metros, por lo que el área dispuesta para el cultivo es de aproximadamente 3.675 metros cuadrados, lo que corresponde a 0,37 hectáreas. De igual manera, el reservorio de agua cuenta con un área de 1.011 m2, un perímetro de 126 metros y una profundidad de 1,5 metros, por lo que se logra determinar que el reservorio sería capaz de almacenar aproximadamente 635 metros cúbicos de agua.

V. CONCLUSIONES

El alto riesgo por eventos de inundación en la cuenca del río Combeima, se debe a que el caudal precipitado, dada la deforestación de las cuencas y el proceso de endurecimiento del suelo, se genera una notoria reducción en los procesos de infiltración por lo que la gran mayoría del agua precipitada en las intensas lluvias, por medio de escorrentía, ingresa de forma directa al cauce del río Combeima, incrementando sus niveles y el caudal, superando así la capacidad de transporte de la cuenca, produciendo el desbordamiento del río.

Por medio del diagnóstico y análisis de la cuenca del río Combeima, se determina que la cuenca del río presenta las condiciones climatológicas típicas del municipio de Ibagué, donde se cuenta con un comportamiento bimodal anual de la precipitación, con picos significativos en los periodos de marzo-mayo y agosto-noviembre. Así mismo, dentro de estos mismos periodos de tiempo, pero para los años 2009 - 2011, se registraron los valores máximos anuales del caudal en la estación hidrológica Montezuma [21217180], siendo el pico máximo de 53 m3/s. Esto se debe al incremento paulatino de las precipitaciones causadas por la ola invernal asociada al fenómeno de La Niña que azotó al país en los años 2010 - 2011, la cual, por sus altos niveles de afectación, fue catalogada como uno de los peores desastres naturales del país.

El desarrollo del modelo hidrológico de humedad del suelo que simula el proceso lluvia - escorrentía en el software WEAP, nos permitió analizar el comportamiento histórico de la cuenca del río Combeima tanto gráfica como numéricamente, donde se logró estimar los flujos superficiales y subterráneos del río. Determinando factores que favorecen el equilibrio ambiental de la cuenca, pues en los últimos años el incremento del flujo base así no sea tan significativo, genera servicios ambientales importantes, pues el flujo base además de ser aportado por los acuíferos subterráneos, es el encargado de mantener el flujo del agua en épocas de verano o sequías, amortiguando las variaciones de fenómenos naturales como el del El Niño y La Niña.

Gracias a esto, se demuestra que las estrategias preventivas siempre serán mejores que las correctivas, pues si las comunidades de los centros poblados aledaños a la cuenca, implementan la construcción de reservorios de agua y el diseño en línea clave para la siembra de cultivos y la plantación de árboles maderables, se disminuirá significativamente la velocidad del agua precipitada y será almacenada, siendo retenida en beneficio del ambiente y podrá ser utilizada en praderas, cultivos y árboles, el resto del agua se puede almacenar en embalses o reservorios.

Referencias

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Notes