Validación de las leyes de Horton y Schumm para la generación de hidrogramas de escorrentía directa en las sub cuencas Chorobal y Cerro blanco de la cuenca Huamanzaña

Abstract

El uso de modelos matemáticos para caracterizar una cuenca y/o representar el ciclo hidrológico (la transformación de precipitación a escorrentía), en la predicción de crecidas máximas están percibiendo consideración considerable en los proyectos de control de recursos hídricos superficiales a nivel global, por lo que en la presente investigación se desarrolló con el modelo hidrológico del Hidrograma Unitario Instantáneo Geomorfológico, que nos permite determinar los caudales pico y el tiempo en que se alcanza este (tiempo pico) en las sub cuencas de Cerro blanco y Chorobal, el modelo fue elaborado y propuesto por Ignacio Rodríguez Iturbe y Juan Valdés en 1979, el cual tiene como variables principales las relaciones de Bifurcación y Longitud (Horton 1945) y la relación de Área (Schumm 1956). Estas se determinaron a partir de las características geomorfológicas como el orden de la corriente, según método de Strahler, longitud y área de drenaje de la red de drenaje, a través de software de Sistemas de Información Geográfica (SIG), obteniendo un hidrograma unitario distinto en cada sub cuenca en estudio. El proceso de transformación de precipitación a escorrentía obedece también a variables como son: La precipitación en la cuenca, abstracción, precipitación efectiva y la discretización temporal de esta, resultando en un modelo meteorológico. Luego se procedió a la convolución entre el la precipitación y el hidrograma unitario, obteniendo un hidrograma de escorrentía directa en las sub cuencas Cerro blanco y Chorobal, siendo superpuestas entre sí y al tránsito del hidrograma resultante hasta el tramo del cauce en donde se comparan los caudales modelados y los caudales resultante del análisis de máximas de los caudales históricos para distintos periodos de retorno, siendo finalmente los resultados sometidos a pruebas de sensibilidad, calibración y finalmente la validación del modelo según el coeficiente de correlación lineal de Pearson, siendo este igual a 0.832 siendo válido para un nivel de confianza de 95%. Al considerar la validez del modelo es posible aplicar el modelo a cuencas no aforadas dentro del área de estudio en la determinación de eventos extremos y de su empleo como consideración en los proyectos de mitigación y/o protección e ingeniería

The use of mathematical models to characterize a basin and / or represent the hydrological cycle (the transformation from precipitation to runoff), in the prediction of maximum floods are receiving considerable consideration in the projects of control of surface water resources at a global level, therefore that in the present investigation was developed with the hydrological model of the Geomorphological Instantaneous Unit Hydrogram, which allows us to determine the peak flows and the time in which this is reached (peak time) in the sub basins of Cerro Blanco and Chorobal, the model was elaborated and proposed by Ignacio Rodríguez Iturbe and Juan Valdés in 1979, which has as main variables the Bifurcation and Longitude relationships (Horton 1945) and the Area relationship (Schumm 1956). These were determined from the geomorphological characteristics such as the order of the stream, according to Strahler's method, length and drainage area of the drainage network, through Geographic Information Systems (GIS) software, obtaining a different unit hydrograph in each sub-basin under study. The transformation process from precipitation to runoff is also due to variables such as: Precipitation in the basin, abstraction, effective precipitation and its temporal discretization, resulting in a meteorological model. Then, the convolution was carried out between the precipitation and the unit hydrograph, obtaining a direct runoff hydrograph in the Cerro Blanco and Chorobal sub-basins, being superimposed on each other and on the transit of the resulting hydrograph to the section of the channel where the modeled flows and flows resulting from the analysis of maximum historical flows for different return periods, the results being finally subjected to sensitivity tests, calibration and finally the validation of the model according to the Pearson linear correlation coefficient, this being equal to 0.832 being valid for a confidence level of 95%. By considering the validity of the model, it is possible to apply the model to non-gauged basins within the study area in the determination of extreme events and its use as a consideration in mitigation and / or protection and engineering projects