Análisis y cálculo de los caudales de evento extremo mediante tormentas estocásticas en la cuenca de Misicuni – Cochabamba, Bolivia
DOI:
https://doi.org/10.52428/20758944.v19i54.939Palabras clave:
PADF, Estocástico, Determinístico, Hidrología, Lluvia elíptica, PresasResumen
Los estudios hidrológicos de eventos extremos son de gran importancia para el diseño, operación y control de embalses. En la presente investigación se analizó la cuenca del embalse Misicuni ubicado en la cordillera del Tunari de la ciudad de Cochabamba en base a la información de las estaciones pluviométricas en operación dentro de la cuenca y según diferentes métodos hidrológicos para la determinación de caudales máximos.
Se aplicó el método estocástico por medio de los softwares especializados desarrollados por la Universidad de los Andes de Colombia financiados por el BID[1] (IT-LluviaNH y IT-Inundación). Se determinó curvas PADF[2] y 300 escenarios de tormentas elípticas para periodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 y 100 años. De cada escenario a través de los modelos hidrológicos HEC-HMS[3] e Hidráulico HEC-RAS[4] se determinaron los hidrogramas estocásticos a nivel de subcuencas y en el sitio de la presa.
El método convencional determinístico se ha desarrollado a través de los polígonos de Thiessen, el análisis de curvas IDF[5], tormentas de diseño para los diferentes periodos de retorno y la aplicación de la plataforma HEC-HMS.
La comparación gráfica y numérica de los hidrogramas a la salida de la cuenca permitió verificar la variación entre las metodologías aplicadas y validar su influencia en el aliviadero de la presa a través del tránsito de avenidas sobre el embalse.
Los caudales máximos estocásticos resultaron inferiores a los determinados por las metodologías convencionales. Esto se debe a la no uniformidad de las intensidades de precipitación sobre el área de la cuenca. Sin embargo, contemplando la simultaneidad de escenarios de evento extremo independientes en cada subcuenca (aplicando porcentajes muy bajos a la probabilidad de excedencia en el método estocástico) se tienen caudales máximos similares entre las metodologías. Asimismo, se presenta el cálculo de la proyección de los caudales con periodo de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 y 100 años a periodos de retorno de 1000 y 10000 años para ambas metodologías. El impacto de los caudales estocásticos máximos laminados no representa un riesgo para el aliviadero de la presa al ser menores al caudal de diseño. Es por ello que se podrán tomar en cuenta escenarios que pueden mejorar la rentabilidad del embalse, pero previo y paralelo a un aforo constante de las tres escorrentías principales que entran al embalse.
[1] BID = Banco Interamericano de Desarrollo
[2] PADF = (curvas) Precipitación, Área, Duración y Frecuencia
[3] HEC-HMS =Hydraulic Engineering Center – Hydrological Modal System
[4] HEC-RAS = Hydraulic Engineering Center – River Analysis System
[5] IDF = Curva(s) de Intensidad - Duración – Frecuencia
Descargas
Citas
A. Cardoso Velasco; "Cálculo de los Caudales de Evento Extremo en la Cuenca de Misicuni mediante Tormentas Estocásticas.", Proyecto de Grado, presentado para optar al Diploma Académico de Licenciatura en Ingeniería Civil, Universidad Privada del Valle, Departamento Académico de Ingeniería Civil, Carrera de Ingeniería Civil, 2022.
Aldana Flores, D. A., & Leigue Fernández, M. A. (2022). Estudio hidrológico para determinación de caudales máximos en la cuenca del río San Pedro de la ciudad de Tarija, Bolivia.
C. Le Noir, (2017). Estudio Hidrológico Misicuni - Rio Titiri, Informe de consultoría - contratación menor.
Coca Guzman R.; Análisis de eventos extremos por un método probabilístico con generación estocástica de tormentas - río Icona". Proyecto de Grado, presentado para optar al Diploma Académico de Licenciatura en Ingeniería Civil, Universidad Mayor de San Simón, Carrera de Ingeniería Civil, 2021
D. Campos Aranda; "Procesos del Ciclo Hidrológico" (1992); Universidad Autónoma de San Luis Potosí, S.L.P. México.
ENGEVIX CAEM (2015). "Estudios y evaluaciones hidráulicas en el vertedero del Proyecto Múltiple Misicuni cambios generales" - informe de consultoría PROYECTO MULTIPLE MISICUNI 8990/US-3H-MC-0002
ERN; "Modelos de Evaluación de Amenazas Naturales y Selección", Informe Técnico, Tomo 1 (Versión digital) (2016) Recuperado de https://ecapra.org/sites/default/files/documents/ERN-CAPRA-R6-T1-3%20
ITEC, (2015); BID Proyecto #: RG-T2416 Perfil de riesgo de desastres para Bolivia ante inundaciones y deslizamientos en cuencas seleccionadas (río Rocha y río Grande - Informe Final, Universidad de los Andes, Colombia. (Versión digital). Recuperado de https://ewsdata.rightsindevelopment.org/files/documents/07/IADB-BO-L1107.pdf.
ITEC, (2018). "Manual de usuario del software IT-Flood V.2.2" (Manual). Universidad de los Andes, Colombia. (Versión digital). Recuperado de https://ecapra.org/es/topics/it-flood.
ITEC, (2018). "Manual de usuario del software IT-NHrain V.3.0." Manual, Universidad de los Andes, Colombia. (Versión digital). Recuperado de https://ecapra.org/topics/it-nhrain
J. Shaman, M. Stieglitz y D. Burns; "Are big basins just the sum of small catchments"; Hydrol. Process. 18, 3195-3206 (2004); Published online in Wiley InterScience (0); DOI: 10.1002/hyp. 5739
https://doi.org/10.1002/hyp.5739 DOI: https://doi.org/10.1002/hyp.5739
López, P. (2016). Informe modelo de operación inicial del embalse Misicuni. Informe de consultoría- contratación menor.
M. Villón Béjar, (2012). "HIDROESTA 2 Cálculos Hidrológicos - Manual de Usuario", Tecnológico de Costa Rica, Lima Perú - Ediciones Villón - 10/2012.
Mapa de Cobertura vegetal y Uso actual de la tierra de Bolivia del 2010 desarrollado por el Ministerio de Desarrollo Rural y Tierras (MDRyT) - Viceministerio de Tierras disponible en la página web de GeoBolivia (MDRyT, 2011).
Mapa de tipo de suelos de la cuenca Misicuni digitalizado en base a la imagen del mapa de suelos desarrollado por BioTerra para el plan de manejo integral de la cuenca de aporte del embalse Misicuni en 2004.
Rincón, D.; Velandia, J.F.; Tsanis, I.; Khan, U.T. Stochastic Flood Risk Assessment under Climate Change Scenarios for Toronto, Canada Using CAPRA. Water 2022, 14, 227. https://doi.org/10.3390/w14020227
https://doi.org/10.3390/w14020227 DOI: https://doi.org/10.3390/w14020227
V. T. Chow, D. Maidment, y L. Mays; "Hidrología Aplicada" (1994). (Versión digital). Recuperado de https://www.libreriaingeniero.com/2017/12/hidrologia-aplicada-ven-te-chow.html.
W. R. Sandoval Erazo y E. P. Aguilera Ortíz; "Determinación de Caudales en cuencas con poca información Hidrológica" (2014), pp.100 - 110, Revista Ciencia UNEMI.
https://doi.org/10.29076/issn.2528-7737vol7iss12.2014pp100-110p DOI: https://doi.org/10.29076/issn.2528-7737vol7iss12.2014pp100-110p
National Engineering Hand Book; National Resources Conservation Service; NRCS part 630 (2004) chapter 9, "Hydrogical Soil-Cover Complexes" and chapter 10 "Hydrology". Recuperado de:
http://www.wcc.nrcs.usda.gov/ftpref/wntsc/H&H/NEHhydrology/ch9.pdf y
http://www.wcc.nrcs.usda.gov/ftpref/wntsc/H&H/NEHhydrology/ch10.pdf
World Meteorological Organization; "Tropical Hydrology" (1987) WMO - No. 655 - Geneva - Switserland.
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2023 Claude Le Noir , Andres Cardoso Velasco
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores/as que publiquen en esta revista aceptan las siguientes condiciones:
- Los autores/as conservan los derechos de autor y ceden a la revista el derecho de la primera publicación, con el trabajo registrado con la licencia de atribución de Creative Commons 4.0, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista.
- Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
- Se permite y recomienda a los autores/as a compartir su trabajo en línea (por ejemplo: en repositorios institucionales o páginas web personales) antes y durante el proceso de envío del manuscrito, ya que puede conducir a intercambios productivos, a una mayor y más rápida citación del trabajo publicado.
