Análisis de riesgo en la cuenca baja Puyango-Tumbes, Perú, durante eventos El Niño extremo

Abstract

La región Tumbes, ubicada en la costa norte peruana, se ve frecuentemente afectada por inundaciones que provocan pérdidas sociales y económicas a la ciudad del mismo nombre. Muchas de estas crecidas que escurren por la cuenca pluvial transfronteriza del río Puyango-Tumbes, entre Perú y Ecuador, ocurren durante eventos El Niño extremo (calentamiento muy anómalo en el Pacífico Este). Bajo esta premisa, el análisis de frecuencias de caudales máximos instantáneos constituye una herramienta importante en la gestión de desastres ante inundaciones y en el diseño de obras hidráulicas. Este es un componente clave que caracteriza la amenaza climática en el análisis de riesgo. En este trabajo, se ha realizado la modelación hidrológica basada en eventos de la cuenca Puyango-Tumbes en El Tigre (4710 km2), de forma semi-distribuida mediante HEC-HMS (Hydrologic Engineering Center Hydrologic Modeling System) y en un paso de tiempo de 30 minutos. La modelación permite generar información fluviométrica en el periodo en que no se cuenta con registro a escala sub-diaria. Para ello, la precipitación diaria fue desagregada a partir de patrones encontrados en su ciclo diurno. El modelo fue calibrado y validado para simular los caudales peaks de los 45 eventos más extremos en la estación El Tigre para el período 1970/71 - 2014/15. Finalmente, se realizó el análisis de frecuencias de los caudales máximos instantáneos, se identificaron zonas inundables a partir de imágenes satelitales y se propone la metodología para generar mapas de riesgo ante inundaciones incorporando la vulnerabilidad de la zona. Los resultados muestran un ajuste regular entre los hidrogramas simulados y observados en El Tigre (mediana del índice de eficiencia de Nash-Sutcliffe de 0,54), donde el caudal peak se subestima un 20% en promedio durante la etapa de calibración y validación. En la etapa de verificación, el ajuste mejora a nivel diario en otros puntos de control fluviométrico gracias a un mayor número de estaciones operativas. Para los puntos J1 (508 km2), J6 (2110 km2) y J8 (2722 km2), ordenados de menor a mayor orden de cauce, el coeficiente de correlación entre caudal simulado y observado mejora de 0,04 a 0,68, de 0,39 a 0,65 y de 0,25 a 0,64, respectivamente. La metodología propuesta para la desagregación de precipitación diaria resultó adecuada a nivel temporal para simular hidrogramas de crecidas en esta zona, evidenciado por una mediana del error en el tiempo al peak de -1,8 horas (peak simulado ocurre después del observado). Sin embargo, se necesitan más datos de precipitación a nivel espacio-temporal para mejorar la estimación de la forzante. La modelación hidrológica permitió generar una serie caudales máximos instantáneos y, a partir del análisis de frecuencias, estimar el periodo de retorno, siendo éste igual a 61 años para el evento más extremo que ocurrió en febrero de 1997-98. Durante los eventos más extremos que ocurrieron en los años El Niño 1982-83 y 1997-98, se observó que el principal aporte a la escorrentía ocurre en la cuenca media baja. Además, en este último evento, se produjo una variación considerable del cauce del río en la zona cercana a la ciudad de Tumbes evidenciada a través del análisis de imágenes satelitales.