Análisis y cálculo de los caudales de evento extremo mediante tormentas estocásticas en la cuenca de Misicuni – Cochabamba, Bolivia

Resumen

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