Análisis de frecuencias de crecientes basado en una distribución GVE mixta con límite superior en la Región Hidrológica No. 10 (Sinaloa), México

• Campos-Aranda, Daniel Francisco ^[1]
  1. [1] Universidad Autónoma de San Luis Potosí

     Universidad Autónoma de San Luis Potosí

     México

     
• Localización: Tecnología y Ciencias del Agua, ISSN-e 2007-2422, Vol. 13, Nº. 2 (marzo-abril), 2022, págs. 289-339
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Flood frequency analysis based on a mixed GEV distribution with upper limit applied to the Hydrological Region No. 10 (Sinaloa), Mexico
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    El análisis de frecuencias de crecientes (AFC) procesa el registro disponible de gastos máximos anuales de un río para estimar predicciones asociadas con bajas probabilidades de excedencia, cuyo recíproco es el periodo de retorno (Tr) en años. Estas predicciones son las crecientes de diseño, con las cuales se planean, diseñan y revisan hidrológicamente todas las obras hidráulicas, como embalses, diques protectores, rectificación de cauces, puentes y obras de drenaje urbano. En este trabajo se describe y aplica un método novedoso del AFC, que incorpora información hidrométrica adicional en una distribución General de Valores Extremos (GVE) mixta; tal procedimiento está orientado a definir con exactitud la creciente de Tr = 1 000 años. Inicialmente se procesa la información de gasto medio anual y de gasto máximo anual de todas las estaciones hidrométricas que integran la región homogénea bajo estudio. Lo anterior, con el enfoque de las curvas envolventes y teniendo como objetivo definir una curva envolvente cuya probabilidad de excedencia sea nula, por lo cual define el gasto máximo extremo al que se aproxima como asíntota la parte superior de la GVE mixta, la cual evita un incremento irreal de las predicciones. Posteriormente, con base en cada registro de crecientes, se generan secuencias sintéticas de 1 500 valores y se escoge una con similitud con los datos disponibles y más de diez crecientes de Tr > 150 años. A tal secuencia sintética se le ajusta una distribución GVE, con los métodos de momentos L y LH, para seleccionar la de menor error estándar de ajuste. Esta distribución forma la parte inferior de la GVE mixta hasta el punto de inflexión de Tr = 500 años. El método se aplicó a los siete registros de crecientes más amplios de la Región Hidrológica No. 10 (Sinaloa), México y con base en sus resultados se formularon las conclusiones, las cuales destacan sus ventajas y sugieren su aplicación para estimar predicciones de altos periodos de retorno (100 ≤ Tr ≤ 1 000 años) con mayor exactitud, al incorporar información hidrométrica regional.

  • English

    Flood Frequency Analysis (FFA) processes the available record of annual maximum flows of a river, to estimate predictions associated with low probabilities of exceedance, its reciprocal is the return period (Tr) in years. These predictions are the design floods, with which all hydraulic works are planned, designed, and reviewed hydrologically, such as reservoirs, protective embankments, channel rectifications, bridges and urban drainage works. In this work, a novel method of the FFA is described and applied, which incorporates additional hydrometric information in a mixed General Extreme Values (GEV) distribution; this procedure is aimed to accurately define the flood of Tr = 1 000 years. Initially, the information on average annual flow and annual maximum flow of all the hydrometric stations that make up the homogeneous region under study are processed. The above, with the approach of the enveloping curves and with the objective of defining an enveloping curve with zero probability of exceedance; whereby, defines the extreme maximum flow that is approached as asymptote by the upper part of the mixed GEV, which avoids an unreal increase in predictions. Lastly, based on each record of floods, synthetic sequences of 1 500 values are generated and one with similarity to the available data and more than ten floods of Tr > 150 years is chosen. To such a synthetic sequence a GEV distribution is adjusted, with the methods of moments L and LH, to select the one with the lowest standard error of fit. This distribution forms the lower part of the mixed GEV, until the point of inflection of Tr = 500 years. The described method was applied to the seven largest flood records of the Hydrological Region No. 10 (Sinaloa), Mexico and based on its results, the Conclusions were formulated, which highlight its advantages and suggest its application to estimate predictions of high return periods (100 ≤ Tr ≤ 1 000 years) more accurately, by incorporating regional hydrometric information.