Determinación de caudales de diseño en cuencas nivo-pluvial de Chile Central en régimen natural: aplicación de la fórmula de Verni-King usando información grillada de precipitación diaria

Abstract

La determinación del caudal de diseño de obras hidráulicas en cuencas con escasa o sin información fluviométrica ha sido un tema de interés en ingeniería hidráulica. En Chile, se propone, en el año 1977, la fórmula de Verni y King que establece una relación entre el área pluvial de la cuenca y la máxima precipitación diaria media sobre ésta (P24T), asociada al período de retorno de diseño (T), y el caudal máximo instantáneo. Usualmente, para estimar la precipitación se utiliza el mapa de isoyetas de 1, 2 y 3 días, vigente desde 1993. En este trabajo de título se realiza un análisis del caudal máximo instantáneo que se obtiene con dicha fórmula en 27 cuencas pluviales de Chile Central (IV a VII Región) que están escasamente intervenidas, en las que se cuenta con información de precipitación distribuida entre los años 1985 y 2015. Usando información de la base de datos CAMELS-CL se seleccionaron las cuencas sin intervención, y la precipitación media diaria sobre éstas se determinó, para todo el período en estudio, a base del producto grillado CR2MET, y se utilizó tres métodos distintos para calcular la línea de nieve. Para cada año, se obtuvo el máximo valor medio diario sobre la cuenca aportante y se efectuó el análisis de frecuencias correspondiente, generando un mapa regional de las máximas precipitaciones diarias por cuenca para el período de retornos de 10 años. Se puede concluir que el caudal máximo instantáneo observado para períodos de retorno 10, 20 y 50 años, es mayor, en general, a los caudales instantáneos máximos calculados con la fórmula de Verni-King modificada, independiente del método de línea de nieve utilizado. El método de línea de nieve que entrego mejores resultados, para un período de retorno de 10 años, fue el método Geoespacial (R2 = 0.47), seguido por el método de MODIS Garreaud (R2 = 0.46). Por el contrario, el método de Peña y Vidal entrega un coeficiente de determinación (R2) de 0.29. Por otro lado, las magnitudes de las precipitaciones máximas diarias para T=10 del estudio Precipitación Máximas en 1, 2, 3 días (DGA, 1991), son mayores, en general, a los valores de precipitaciones máximas diarias obtenidos en este trabajo. Las máximas diferencias se localizan en la zona sur, donde las magnitudes de las precipitaciones máximas diarias, del estudio de 1991 de la DGA son 47.6% mayores a los valores calculados.