Generación de curvas IDF para la cuenca media y alta del río Rimac

Abstract

En hidrología, es de gran importancia la determinación de los caudales de diseño de las diferentes obras hidráulicas. Este cálculo se dificulta debido a la falta de información y de instrumentos de medición de caudales; por ello, para lograr dicho fin se han desarrollado métodos que determina el caudal a partir de información de precipitaciones. Este trabajo tiene como objetivo la generación de curvas IDF a partir de modelos matemáticos obtenidos de precipitaciones a escala horaria, de modo que brinden mayor confiabilidad en el cálculo de los caudales de diseño. El estudio se ha desarrollado para la cuenca media y alta del río Rímac, en donde se analiza la información de cinco estaciones ubicadas en la zona de estudio. Para ello, se realizó la identificación de eventos de tormentas para cada estación, a partir de las cuales se determinó las intensidades máximas anuales para duraciones de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12 y 24 horas. Para el análisis de frecuencia, se determina la función de distribución de probabilidad de mejor ajuste que se aplicará a cada serie de datos con el fin de obtener las intensidades máximas a distintos periodos de retorno. Con ello se obtuvo un valor de intensidades máximas para cada combinación de duración y periodo de retorno de 2, 5, 10, 25, 50 y 100 años. Con esta matriz de intensidades, se realiza un modelado matemático que resultó en una ecuación de tipo exponencial con coeficientes específicos de la zona de estudio, destacando entre ellos el tiempo de retardo, denominado así debido a que funciona como un parámetro de ajuste del tiempo de duración.

In hydrology, determining the design flow rates for various hydraulic structures is of great importance. However, this calculation is often challenging due to limited data and the absence of flow measurement instruments. As a result, methods that estimate flow rates based on precipitation data have been developed to achieve this goal. This study aims to generate IDF curves using mathematical models obtained from hourly rainfall data, thereby improving the reliability of design flow calculations. The research was carried out in the middle and upper basins of the Rímac River, analyzing data from five stations located within the study area. To achieve this, storm events were identified at each station, and maximum annual rainfall intensities were determined for durations of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, and 24 hours. For frequency analysis, the best-fitting probability distribution function was identified and applied to each time series in order to estimate maximum intensities for various return periods. This resulted in maximum intensity values for each combination of duration and return periods of 2, 5, 10, 25, 50, and 100 years. These values were used to build a mathematical model, resulting in an exponential equation with coefficients specific to the study area. Among these, the lag time is particularly noteworthy, as it serves as a parameter for adjusting the duration.