Análisis histórico de las necesidades de agua del cultivo de la papa en la región central de Boyacá

Agradecimientos......................................................................................................v

Prólogo......................................................................................................................x

Introducción...........................................................................................................xiii

1. Curvas intensidad duración y frecuencia (IDF)..........................................1

    1.1. Terminología.........................................................................................................1

    1.2. Metodología........................................................................................................20

    1.3. Análisis de las frecuencias de la precipitación.......................................22

    1.4. Funciones de probabilidad en hidrología..................................................22

        1.4.1. Normal.........................................................................................................22

        1.4.2. Lognormal..................................................................................................23

        1.4.3. Pearson III o Gamma de tres parámetros........................................24

        1.4.4. Gumbel......................................................................................................25

    1.5. Pruebas de homogeneidad y ajuste.........................................................25

        1.5.1. Prueba de homogeneidad estándar (SNHT)................................25

        1.5.2. Método del error cuadrático mínimo...............................................27

        1.5.3. Prueba de ji cuadrada X² ...................................................................34

        1.5.4. Prueba de Kolmogorov-Smirnov......................................................37

        1.5.5. Eficiencia de Nash-Sutcliffe..............................................................38

    1.6. Selección de la función de distribución.................................................40

    1.7. Cálculo de las curvas IDF, estación ECFAT..........................................41

        1.7.1. Ecuación de intensidad.......................................................................44

        1.7.2. Intensidades de lluvia.........................................................................44

    1.8. Cálculo de las curvas IDF, estación Chíquiza.......................................52

    1.9. Cálculo de las curvas IDF, estación El Encanto...................................60

    1.10. Cálculo de las curvas IDF, estación Cómbita....................................67

2. Evapotranspiración de los cultivos.........................................................72

    2.1. Evapotranspiración (ET)............................................................................72

    2.2. Factores que afectan la ET.......................................................................76

    2.3. Necesidad de agua del cultivo...............................................................78

    2.4. Modelos matemáticos...............................................................................78

        2.4.1. Factor de conversión del viento, la altura (u₂)..........................80 

        2.4.2. Calor latente de vaporización (l)...................................................80

        2.4.3. Presión atmosférica (P).....................................................................81

        2.4.4. Densidad atmosférica (r)................................................................82

        2.4.5. Presión de vapor de saturación a la temperatura del aire (e°(T))...............83

        2.4.6. Presión de saturación a la temperatura mínima media del aire (e_s)..........84

        2.4.7. Presión real de vapor (e_a)................................................................85

        2.4.8. Pendiente de la curva de presión de vapor (D)......................86

        2.4.9. Constante psicrométrica (¡ )........................................................87

        2.4.10. Temperatura del punto de rocío (T_rocio).................................87

        2.4.11. Radiación extraterrestre (R_a).....................................................88

        2.4.12. Radiacion solar (R_s)...................................................................90

        2.4.13. Radiación de onda corta en un día despejado (R_so)...........91

        2.4.14. Radiación neta solar....................................................................91

        2.4.15. Radiación neta de onda larga (R_nl).........................................92

        2.4.16. Radiación neta (R_n)......................................................................93

    2.5. Evapotranspiración, cultivo de referencia.......................................94

        2.5.1. Ecuación de Penman-Monteith..................................................95

        2.5.2. Cálculo de la ET_o............................................................................96

3. Evapotranspiración bajo condiciones estándar (ET_c)...................101

    3.1. El coeficiente único del cultivo (K_c).................................................102

        3.1.1. Factores que determinan el K_c.................................................103

        3.1.2. Etapas del crecimiento del cultivo..........................................105

        3.1.3. Gráficas del K_c................................................................................109

        3.1.4. Cálculo del K_c.................................................................................111

4. Coeficiente dual del cultivo................................................................131

    4.1. Componente de la transpiración......................................................133

        4.1.1. Coeficiente basal del cultivo K_cb..............................................133

    4.2. Componente de la evaporación K_e   ET_o........................................135

        4.2.1. Límite superior Kc máx................................................................138

        4.2.2. Coeficiente de reducción de la evaporación K_r.....................139

        4.2.3. Fracción expuesta y humedecida f_ew .....................................142

        4.2.4. Cálculo diario de K_e.......................................................................147

    4.3. Cálculo de ET_c.........................................................................................152

5. La ET_c bajo condiciones de estrés hídrico........................................161

    5.1. Disponibilidad de agua en el suelo..................................................163

6. Resultados..............................................................................................182

    6.1. Recolección de información...............................................................182

    6.2. Parámetros del cultivo.........................................................................182

    6.3. Procesamiento.........................................................................................183

    6.4. Simulaciones............................................................................................186

        6.4.1. Año 2013..........................................................................................186

        6.4.2. Análisis de estrás hídrico del cultivo de la papa en el período 1969 a 2019.....................221

7. Conclusiones.........................................................................................259

Bibliografía................................................................................................262

A. Lista de Símbolos................................................................................276

Índice de figuras.......................................................................................280

Índice de tablas........................................................................................280

A. Anexos..................................................................................................281

    A.1. Programas............................................................................................281

        A.1.1. Programa 1. Cálculo del error cuadrático mínimo...........281

        A.1.2. Programa 2. Prueba ji cuadrado...........................................284

        A.1.3. Programa 3. Cálculo de ji cuadrado....................................287

        A.1.4. Programa 4. Prueba de Kolmogorov Smirnov.................288

    A.2. Resultados de la Regresión. Estación ECFAT..........................290

    A.3. Resultados de la Regresión. Estación Chíquiza......................297

    A.4. Unidades de medida y símbolos.................................................303