Un método para el análisis de frecuencia regional de lluvias máximas diarias: aplicación en los Andes bolivianos

A method for regional frequency analysis of maximum daily rainfall: application in the Bolivian Andes

Se presenta un análisis de frecuencia regional con series de lluvia diaria máxima anual para una zonacon escasa información. La compleja orografía de montañas y el altiplano de una región en la cordillerade Los Andes, Bolivia, produce diferentes patrones de lluvia diaria. La combinación de los Momentos-Ly el análisis de conglomerados resultan adecuados para identificarlas regiones homogéneas de las seriesmáximas anuales. El trabajo desarrollado define 4 regiones homogéneas. La región 1 comprende lasestaciones ubicadas en el altiplano y la zona Sur Este. La región 2 abarca el altiplano central y la cuencadel Río La Paz, compuesto por cuencas interandinas. La 3 delimita claramente las estaciones de la zonatropical amazónica; y la 4 está compuesta por estaciones ubicadas en las montañas del Norte. Se probarondiversas distribuciones para el análisis regional de frecuencias aplicando la técnica de estaciones-año;los mejores resultados se obtuvieron con las funciones Gumbel y Doble Gumbel. Finalmente se expresanlas ecuaciones regionales y se comparan con algunas series puntuales de cada región, con el objeto deverificar la aplicabilidad de la metodología propuesta para fines de diseño hidrológico.

INTRODUCCIÓN

La estimación de crecidas en cuencas de montañas de Los Andes, Sud América, se basa tradicionalmente en criterios empíricos y otros métodos paramétricos como la Fórmula Racional, el Hidrograma Unitario Sintético y el método del Soil Conservation Service [1], como lo describe Chow [2]. También es común aplicar el modelo hidrológico del U.S. Army Corp Engineers, HEC-HMS[3], basado en la lluvia diaria y una distribución de la lluvia en el tiempo para duraciones de 6 ó 24 horas [1], o bien con una discretización de lluvia fundamentada en las tormentas puntuales medidas en estaciones pluviográficas locales [4-5].

La zona de estudio tiene una red meteorológica poca densa y no existen estudios regionales que coadyuven a mejorar la estimación de los eventos extremos. En las cuencas no aforadas se asumen lluvias de estaciones vecinas y ésta decisión puede llevar a errores de diseño, ya sea sub-dimensionando o sobredimensionando las obras hidráulicas. Las ventajas de un enfoque regional para el análisis de lluvias máximas se traducen en una mejora de estimaciones de las tormentas de diseño, así como la capacidad para estimar avenidas de diseño en sitios sin datos o con escasa información.

La zona de estudio presenta distintos patrones de precipitación, como lluvias frontales de invierno (Frente frío polar del sur) y una combinación de factores orográficos y convectivos locales muy intensos, característicos del verano. Las tormentas del primer tipo son de menor frecuencia, pero suelen tener magnitudes importantes en tiempos prolongados.