Uncertainty regarding instantaneous discharge obtained from stage-discharge rating curves built with low density discharge measurements

Incertidumbre en caudales instantáneos obtenidos con curvas nivel-caudal construidas con una baja densidad de aforos líquidos

En el presente trabajo se realizó un análisis de incertidumbre del proceso de construcción de la curva nivel-caudal, con el fin de estimar el error o incertidumbre de los caudales obtenidos considerando diversos escenarios de disponibilidad de aforos. Se implementó una metodología para generar muestras artificiales de aforos a partir de datos reales observados en campo y estudiar el efecto de la cantidad y distribución de las mediciones sobre la incertidumbre de los caudales instantáneos. Los resultados obtenidos indican que la incertidumbre de los caudales depende principalmente de la cantidad de aforos utilizados para la calibración de la curva nivel-caudal y del grado de extrapolación con respecto a los niveles aforados. Para los casos estudiados se encontró que cuando la curva es calibrada con una baja cantidad de aforos la incertidumbre de los caudales instantáneos en la zona de niveles medios puede llegar hasta un 14%. En la zona de niveles máximos y mínimos la incertidumbre puede llegar hasta el 20% y 60% respectivamente, valores que pueden incrementarse dependiendo del margen de extrapolación. En este orden de ideas, se estableció que en el caso de los caudales instantáneos para la zona de niveles mínimos es necesario disponer de al menos 35 aforos para la calibración de la curva, con el objetivo de cumplir los estándares mínimos recomendados por la Organización Meteorológica Mundial (OMM).

Introducción

La práctica hidrométrica internacional se basa en las frecuentes mediciones del nivel del agua realizadas en las estaciones de aforo de los ríos y en el cálculo de las descargas fluviales mediante una relación etapa-descarga previamente establecida. La construcción de una curva de valoración requiere la realización de un grupo de mediciones de descarga fluvial relativas a una amplia gama de niveles de agua para calibrar la curva de valoración de una estación hidrológica específica. Algunas normas internacionales recomiendan un mínimo de 10 a 15 mediciones de descarga por año (Organización Meteorológica Mundial 1994; Rantz 1982; ISO 1998), mientras que otras sugieren hasta 70 mediciones para las estaciones hidrométricas situadas en zonas montañosas (Karasiov y Shumkov 1985). Se considera que una sección hidráulica es morfológicamente estable cuando la mejor estimación de las descargas fluviales en una estación hidrométrica se obtiene a partir de la curva de valoración construida con el máximo número de mediciones de descarga disponibles (I. Karasev y Shumkov 1985).