Calibración del índice de torrencialidad para la estimación de caudales extremos en la zona noroccidental de la región Andina de Colombia

Resumen

La estimación de los caudales extremos en una cuenca es esencial para la gestión del riesgo y desastres, el diseño de estructuras hidráulicas y la planificación del uso del suelo. El método racional modificado de Témez, utilizado para estimar caudales máximos, considera un índice de torrencialidad que varía según la zona geográfica. En España, se cuenta con un mapa de isolíneas con valores del índice entre 8 y 12, mientras que en la región Andina colombiana se ha empleado un valor general de 11 en varios estudios de consultoría. El objetivo de este estudio es calibrar el índice de torrencialidad en cuencas hidrográficas de la zona noroccidental de la región Andina colombiana, que abarca los departamentos: Antioquia, Quindío, Caldas, Risaralda, Tolima y Huila. La metodología consistió en recopilar y analizar datos hidrometeorológicos históricos con registros superiores a 15 años de estaciones limnigráficas, limnimétricas y de precipitación del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM). Se aplicaron funciones de distribución de probabilidad (FDP) Normal, Log normal, Gumbel y Log Pearson. La selección de la FDP se realizó mediante la prueba de Kolmogórov-Smirnov, con lo cual se estimaron las precipitaciones para los periodos de retorno de 10, 50, 100 y 200 años, y se obtuvieron los valores de intensidad media diaria (Id). También, se elaboraron curvas intensidad-duración-frecuencia y se estimaron los valores de intensidad horaria (I1) para los distintos periodos de retorno. Posteriormente, se aplicó la ecuación del índice de torrencialidad (I1/Id), obteniendo valores entre 9.7 y 15.5. El mapa de isolíneas del índice de torrencialidad en la zona estudiada, se generó mediante un análisis geoestadístico y una interpolación espacial utilizando Kriging Ordinario. Este mapa permite determinar el índice de torrencialidad específico para cada cuenca, aplicable en el método racional modificado. La validación de los caudales observados y los simulados muestra una eficiencia de Nash-Sutcliffe entre 0.77 y 0.95, indicando alta aceptabilidad de los errores de las funciones objetivo.