Regionalización de ecuaciones para el cálculo de curvas de intensidad, duración y frecuencia mediante mapas de isolíneas en el departamento de Boyacá

• Autores: Jorge Enrique Muñoz Barragán, Eduardo Zamudio Huertas
• Localización: Tecnura: Tecnología y Cultura Afirmando el Conocimiento, ISSN-e 2248-7638, ISSN 0123-921X, Vol. 22, Nº. 58, 2018 (Ejemplar dedicado a: October - December), págs. 53-64
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Regionalization of equations to calculate curves of intensity, duration and frequency using isoline maps in the department of Boyacá
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• Resumen
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    Contexto: Para el diseño de la mayoría de obras civiles resulta necesario contemplar el factor hidrológico dentro de los estudios o diseños correspondientes al proyecto. En el caso de Colombia, se cuenta con una amplia red hidrometeorológica, administrada por distintas entidades que brindan una completa cobertura del país para el registro y cuantificación de los fenómenos hidrológicos. No obstante, la información correspondiente no se encuentra procesada, como en el caso particular de las curvas de Intensidad, Duración y Frecuencia (IDF) y por esto cuando no se dispone de dichas curvas IDF, se recurre a métodos alternativos poco precisos para su estimación, o sencillamente se utiliza una ecuación aplicable a otras regiones cercanas, por lo cual se desarrollan cálculos poco acertados, dadas las diferencias meteorológicas entre regiones.

    Método: Con el fin de dar una solución favorable al problema planteado, se desarrolla la investigación expuesta en este artículo, desarrollando un modelo práctico y preciso que permita definir la ecuación que relacione las variables IDF para cualquier punto dado dentro del área de estudio. Esta investigación considera el departamento de Boyacá, aprovechando sus cualidades geográficas y meteorológicas, que lo hacen la zona más adecuada para adelantar el estudio. No obstante, lo desarrollado en esta publicación es aplicable y puede repetirse para las demás regiones del país, como se espera, mediante otros proyectos.

    Resultados: El método de las isolíneas fue el modelo aplicado para la regionalización de las curvas IDF del departamento de Boyacá, gracias a la bondad de los resultados presentados en su aplicación y a la facilidad en su uso final. Se encuentra que existe una relación entre los parámetros que describen una ecuación IDF y su ubicación geoespacial, por lo cual posible regionalizar curvas IDF mediante el uso de mapas de isolíneas cuyo desarrollo se presenta en este artículo. Mediante prueba de validación cruzada se encontró que el error, entre un valor real convencionalmente calculado, y un valor extraído de los mapas de regionalización, se encuentra alrededor del 10%.

    Conclusiones: Se demostró la efectiva aplicabilidad del método de isolíneas, en la regionalización de curvas IDF, con un alto nivel de certeza. Con los resultados se garantiza la posibilidad de determinar las constantes que describen la ecuación de las relaciones IDF, para cualquier punto del territorio del departamento de Boyacá. Este método, además de garantizar una buena confiabilidad, se distingue por ser bastante sencillo en su aplicación de manera independiente a variables diferentes a la ubicación geoespacial del punto de análisis.

  • English

    Context: For the design of civil works, it is necessary to contemplate the hydrological factor within the studies or designs corresponding to the project. In particular, Colombia has an extensive hydrometeorological network, managed by different entities that provide a complete coverage of the country for the registration and quantification of hydrological phenomena; however, the corresponding information is not processed (for example, Intensity, Duration, and Frequency curves [IDF]). When this information is not available, inaccurate methods are used for its their estimation, or an equation applicable to other nearby regions is used; hence, inaccurate calculations are developed given the meteorological differences between regions.

    Method: In order to give a favorable solution to the problem posed, the research presented in this article develops a practical and precise model that allows to define the equation that relates the IDF variables for any given point within the study area. This investigation considers the department of Boyacá, taking advantage of its geographical and meteorological qualities, which make it the most suitable area to carry out the study. However, what is developed in this publication is applicable and can be repeated for the other regions of the country, as expected, through other projects.

    Results: The isoline method was applied for the regionalization of the IDF curves of the department of Boyacá, due to the precision of the results and its ease of use. It is found that there is a relationship between the parameters that describe an IDF equation and its geospatial location, so it is possible to regionalize IDF curves by using isoline maps (the development is presented in this article). By means of a cross validation test, it was found that the error between a real value conventionally calculated and a value extracted from the regionalization maps is around 10%.

    Conclusions: The effective applicability of the isolines method in the regionalization of IDF curves with a high level of certainty was demonstrated. With the results, the possibility of determining the constants that describe the equation of the IDF relationships for any point of the territory of the department of Boyacá is guaranteed. This method, in addition to guaranteeing good reliability, is distinguished by being quite simple in its application independently to variables other than the geospatial location of the analysis point.