Análisis Espacial de Hietogramas para la Estimación de Caudales de Diseño

Abstract

La necesidad de tener conocimiento de la respuesta de una cuenca durante el paso de un evento meteorológico de gran magnitud está directamente relacionada con los proyectos de ingeniería hidráulica. La distribución, espacial y temporal, de la precipitación generada sobre la cuenca se refleja en la forma que adopta el hidrograma y la magnitud de los caudales máximos en las secciones de salida de ésta, lo que condiciona los diseños de obras hidráulicas. El objetivo principal de este trabajo es el análisis de hietogramas, los períodos de retorno asociados a la magnitud de precipitación en distintos puntos, y la estimación de caudales de diseño para una cuenca pluvial usando como información básica la distribución espacial y temporal de la precipitación estimada a través de un modelo meteorológico y corregida a base de la información medida en estaciones pluviográficas. Este proceso se realizó mediante la aplicación del software computacional de modelación de cuencas WMS y el modelo de generación de caudales HEC-1. Como información de entrada se utilizaron los resultados del modelo de predicción meteorológica MM5 para el año 2002 y los datos de estaciones meteorológicas consideradas representativas de la zona en estudio. La cuenca seleccionada para realizar el estudio corresponde a la la definida por la estación Angostura en Valdivia de Paine, en la que se dispone de los antecedentes necesarios (distribución de precipitación con el modelo MM5, precipitación observada, caudales registrados y características fisiográficas) aunque no todos ellos con la resolución considerada como la más conveniente para los fines del estudio. Las precipitaciones entregadas por el modelo MM5, corregidas a base de información observada, permitieron establecer un patrón de distribución espacial que puede ser usado con fines de diseño para generar hidrogramas a través de modelos como HEC-1 en la cuenca en estudio. Sin embargo, no fue posible establecer con precisión la confiabilidad de la relación que establece el período de retorno del caudal obtenido, recomendándose que, en el futuro, se aborde el análisis de eventos de precipitación de período de retorno intermedio (5 a 50 años). Los resultados obtenidos para las 8 tormentas disponibles, indicaron que la modelación agregada con distribución temporal de la precipitación variable en cada nodo es más precisa que aquella con duración y distribución temporal única para todos los nodos. Los caudales máximos se obtuvieron en el 87,5% de los casos (7/8), sin embargo los volúmenes generados sólo se alcanzaron en el 62,5% (5/8). Como resultado del estudio se obtuvo una metodología para obtener la distribución espacial de hietogramas de diseño y su relación con el período de retorno del caudal máximo de salida, teniendo en cuenta que éste es solo el punto de partida para análisis más profundos y con nuevas herramientas.