Resumen de Evaluación del modelo de hidrograma unitario SCS en la determinación de caudales máximos en cuencas de Norte de Santander

Leonardo Vargas Garaya, Oscar David Torres Goyeneche, Gustavo Adolfo Carrillo

• español

  En diversos estudios es necesario determinar la magnitud de caudales extremos en un río. Disponiendo de un adecuado registrohistórico de caudales es posible ajustar una función de densidad de probabilidad (fdp) que permita estimar eventos asociadoscon un alto periodo de retorno (i.e. 100 años). En cuencas no-instrumentadas, como son la mayoría de cuencas en el mundo, serecurre a otras metodologías como por ejemplo el Hidrograma Unitario Sintético propuesto por el Servicio de Conservación deSuelos – USA (HU-SCS). Se evaluó el modelo HU-SCS en cuencas del departamento Norte de Santander (COL), en sucapacidad para estimar caudales extremos, y explorar su posible regionalización. La evaluación se realiza mediante lacomparación de estimaciones de Q100, mediante el método de Factores de Frecuencia y el modelo HU-SCS. Series temporalesde caudal y precipitación se obtuvieron de la red IDEAM, seleccionando 19 cuencas en función de su área de drenaje, densidadde estaciones climatológicas y longitud del registro, caracterizadas geomorfológicamente utilizando ArcMap™ sobre el modelodigital de elevación ASTER-GDEM. Utilizando información disponible sobre geología, suelos, cobertura vegetal, y asumiendouna condición antecedente de suelo húmeda (AMC-III) se obtuvieron valores de la mediana del error relativo Q100 (ε-Q100) de+507% y +406%, para las fdp Gumbel y Log-Pearson. Para una condición antecedente de suelo seca (AMC-I) ε-Q100 bajo a+36% y +17%. Fue posible minimizar ε-Q100 mediante calibración del parámetro Número de Curva (CN). No se encontró unafunción de regionalización satisfactoria para CN. Aplicando SCS-HU para condición AMC-III se sobreestima en gran medidael Q100. Es posible minimizar el error al considerar AMC-I y reducir CN, situación contra-intuitiva pues caudales extremos seasocian con condiciones meteorológicas húmedas (i.e. Año Niña). Se debe investigar mejoras en la caracterización de la lluviay suelos en Norte de Santander.

• English

  In several studies it is necessary to determine the magnitude of extreme flows in a river. Having an adequate register of observeddischarge it is possible to adjust a probability density function (fdp) that allows estimating events associated with a high returnperiod (i.e. 100 years). In ungauged basins, such as the majority of basins in the world are, other methodologies are used, suchas the Synthetic Unity Hydrograph proposed by the United State Soil Conservation Service (UH-SCS). The UH-SCS model wasevaluated in watersheds of the Norte de Santander department (COL), in its capacity to estimate extreme flows, and to exploreits possible regionalization. The evaluation is done by comparing estimates of Q100, using the Frequency Factors method andthe UH-SCS model. Discharge and precipitation time series were obtained from the IDEAM network, selecting 19 basins basedon their drainage area, climatological stations density and records length. Geomorphology was characterized using ArcMap™on the ASTER-GDEM digital elevation model. Using information available on geology, soils, vegetation cover, and assuminga wet antecedent moisture condition (AMC-III), values of the median of relative Q100 error (ε-Q100) of + 507% and + 406%were obtained for the fdp Gumbel and Log-Pearson. Using dry antecedent moisture condition (AMC-I) ε-Q100 low to + 36%and + 17%. It was possible to minimize ε-Q100 by calibrating the Curve Number (CN) parameter. A satisfactory regionalizationfunction for CN was not found. Applying SCS-HU under AMC-III condition, Q100 is greatly overestimated. It is possible tominimize the error by considering AMC-I and reduce CN, a counter-intuitive situation since extreme flows are associated withwet weather conditions (i.e. Año Niña). Improvements in the characterization of rainfall and soils in Norte de Santander shouldbe investigated.