Consistencia en la determinación de crecidas de diseño por transformación lluvia-caudal y análisis

de frecuencia (estudio de un caso) Carlos Paoli Pablo Cacik

María Morresi

Universidad Nacional del Litoral Santa Fe, Argentina

En la práctica ingenieril y con destino al dimensionamiento de distintos tipos de obras se re- quiere el cálculo de la “Crecida de diseño” o “Crecida de proyecto”, para lo cual es necesario asociar una determinada magnitud de crecida con la probabilidad anual de ser superada, con lo que se representa el riesgo hidrológico del evento. Cuando no se dispone de series de cau- dales medidos que permitan el análisis de frecuencia de los caudales máximos, se utilizan fórmu- las, métodos semiempíricos o modelos de transformación Iluvia-caudal, con los cuales una tor- menta de proyecto seleccionada es transformada en un caudal máximo o en un hidrograma de proyecto. En el presente estudio se efectúa una comparación y se analiza la consistencia de crecidas de proyecto a partir de la obtención de la misma por métodos directos, por transforma- ción Iluvia-caudal de tormentas máximas anuales seleccionadas y posterior análisis de frecuen- cia de los caudales máximos generados, y por transformación lluvia-caudal de la tormenta es- tadística, en ambos casos usando un modelo con parámetros calibrados y sin calibrar. Se concluye que el procedimiento de determinar la crecida de diseño a partir del análisis de fre- cuencia de picos de crecidas obtenidos de la transformación Iluvia-caudal de tormentas máxi- mas proporciona mejores resultados que el procedimiento de transformar una tormenta de dise- ño obtenida del análisis de frecuencia de las tormentas máximas, siempre y cuando sea posi- ble ajustar o aproximar los parámetros del método de transformación Iluvia-caudal. En caso de no disponerse de ningún tipo de registro para ajuste, las incertidumbres propias del método de transformación no hacen recomendable la transformación de series de tormentas sino proce- der con la tormenta de diseño.

Palabras clave: crecidas, diseño, simulación, tormentas, frecuencia, riesgo, transformación lluvia-caudal.

Introducción

En la práctica ingenieril y con destino al dimensiona- miento de distintos tipos de obras se requiere el cálcu- lo de la “Crecida de Diseño” o “Crecida de Proyecto”, para Io cual es necesario asociar una determinada magnitud de crecida con la probabilidad anual de ser superada, con lo que se representa el riesgo hidrológi- co del evento. Cuando no se dispone de series de caudales medidos que permitan el análisis de frecuen- cia de los caudales máximos, se utilizan fórmulas, mé- todos semiempíricos o modelos de transformación IIu- via-caudal, con los cuales una tormenta de proyecto

seleccionada es transformada en un caudal máximo o en un hidrograma de proyecto.

En la región de la Pampa argentina, el continuo cre- cimiento de las actividades económicas exige la cons- trucción de gran cantidad de obras de infraestructura vial e hidráulica, pero no se dispone de suficientes re- gistros en los numerosos cursos de agua que puedan utilizarse en los estudios de dimensionamiento que son requeridos. Es frecuente, por lo tanto, que se estimen crecidas de proyecto con modelos de transformación lluvia-caudal sin calibración de parámetros, suponien- do, en muchos casos, que el solo hecho de usar un modelo da “mejores” resultados. En realidad, el inge-

niero proyectista desconoce la incertidumbre de sus parámetros de diseño y, por Io tanto, el riesgo de su obra. Esta incertidumbre reside fundamentalmente en la determinación de la tormenta de diseño y en los pa- rámetros del modelo que se utiliza, y difícilmente se analiza el riesgo compuesto (Chow et al., 1993).

Cinco son las características principales que defi- nen el hietograma de una tormenta de diseño y que dan lugar a su incertidumbre: duración total de la tor- menta, intervalo de tiempo para el hietograma, canti- dades o intensidades máximas de una determinada recurrencia para los intervalos de tiempo considera- dos, distribución de las intensidades o cantidades en la duración de la tormenta, y la distribución areal por considerar (Paoli y Bustamante, 1996).

Por otra parte, los métodos de transformación IIu- via-caudal con un cierto grado de elaboración requie- ren el ajuste o la adopción de parámetros de pérdidas y de forma del hidrograma que no siempre es posible realizar adecuadamente. Melching et al. (1 990) expre- san que para aumentar la confiabilidad de los resulta- dos no se requieren modelos más complejos, sino re- ducir la incertidumbre de la modelación.

Muchas son las controversias planteadas en rela- ción con la recurrencia que le corresponde a una cre- cida de proyecto en cuanto a la tormenta estadística adoptada y hasta qué punto es representativa de la crecida que se obtendría por métodos de análisis di- recto. Otra alternativa consiste en generar por métodos de transformación lluvia-caudal una serie de caudales máximos correspondientes a las máximas tormentas ocurridas en el periodo de registro de lluvias disponi- bles, que generalmente es mayor al periodo de dispo- sición de caudales, realizando luego el análisis de fre- cuencia de los picos reconstituidos.

Según Hromadka desde el punto de vista práctico, el mejor método a utilizar debe estar basado en los datos disponibles, el objeto y el nivel requerido para el estudio, y los medios y tiempo con que se cuente. Los ingenieros proyectistas de la región tien- den a utilizar los métodos a mano sin un análisis si- quiera somero de la incertidumbre de sus resultados.

En el presente estudio se efectúa una comparación de los procedimientos más usuales y se analiza la con- sistencia de crecidas de proyecto a partir de la obten- ción de la misma por métodos directos, por transfor- mación lluvia-caudal de tormentas máximas anuales seleccionadas y posterior análisis de frecuencia de los caudales máximos generados y por transformación IIu- via-caudal de la tormenta estadística; en ambos casos se usó un modelo con parámetros calibrados y sin cali- brar. Para los análisis que se van a realizar se utiliza una de las pocas cuencas medianas en la subregión

bajo estudio, con la problemática indicada y que dis- pone de datos, aún con limitaciones.

Desarrollo

La cuenca del arroyo Pavón y la información disponible

La cuenca del arroyo Pavón, de km2, se encuen- tra ubicada en el sur de la Provincia de Santa Fe, en el centro-este de la República Argentina. Este arroyo es afluente al río Paraná, al cual desemboca en inmedia- ciones de la ciudad de Villa Constitución. La zona de estudio tomó como cierre a la sección del arroyo Pa- vón en la estación de medición denominada Coronel Bogado. Climáticamente, el área tiene una temperatu- ra media anual de ºC y precipitaciones del orden de los mil milímetros.

La cuenca bajo análisis forma parte de la denomi- nada “Pampa Ondulada”, caracterizada por un relieve suavemente ondulado, con la presencia de numerosos arroyos y cañadas (cota media sobre el nivel del mar de setenta metros). Se caracteriza por no tener mayo- res problemas de drenaje, debido a su relieve, con una red de avenamiento bien definida, estando los suelos formados por sedimentos loéssicos de textura predo- minante franco-limosa. Otra característica importante se da en las cabeceras de los cursos de agua, donde el terreno tiende a ser más plano, lo que da lugar a la presencia de bañados de desagüe lento. La subcuenca superior presenta una topografía plana con pendientes muy suaves, estando el terreno surcado por algunas cañadas, que en general se encuentran canalizadas, lo que favorece el escurrimiento. Las subcuencas infe- riores poseen una red de drenaje bien definida, con pendientes medias superiores al resto de la cuenca.

Por tratarse de una cuenca de llanura donde el es- currimiento superficial natural es mantiforme, los terra- plenes y obras de paso de caminos y vías férreas mo- difican fuertemente la dinámica de escurrimiento de las crecidas.

En la estación de cierre se dispone de niveles hi- drométricos diarios desde noviembre de hasta diciembre de y esporádicos. Asimismo, se aforos disponen de lecturas adicionales para algunas situa- ciones de crecidas que permiten reconstruir de mane- ra adecuada los hidrogramas correspondientes. Ade- más, se dispone de niveles hidrométricos (aunque no sistemáticos) en estaciones ubicadas aguas arriba en el arroyo Pavón y en su principal afluente, el arroyo El Sauce. Se tienen series de precipitaciones diarias en

estaciones, ubicadas dentro de la cuenca y cerca- nías, aunque para tormentas de interés particular se

poseen menos estaciones con información coinciden- te. La información planialtimétrica disponible se refiere a cartas topográficas del Instituto Geográfico Militar y aerofotografías en escala E: así como perfiles de obras de canalización efectuadas. La información correspondiente al tipo y uso de suelos se obtuvo a partir de diferentes Cartas de suelo del Instituto Nacio- nal de Tecnología Agropecuaria, elaboradas en escala aproximada

Análisis de frecuencia directo de caudales máximos anuales registrados

Se transformó la serie de alturas máximas en caudales máximos según la curva de descarga disponible y se obtuvieron las series de caudales máximos anuales y la serie parcial de duración anual, cuyas estadísticas se observan en el cuadro

En la serie anual, el valor mínimo aparece como un low outlier y dado el escaso tamaño de la muestra se decidió efectuar el análisis de frecuencia con la deno- minada serie parcial de duración anual.

Se utilizó el programa de análisis de frecuencia AFM (Cacik et al., que permite el ajuste de series muestrales a distintos tipos de distribuciones, utilizan-

do para cada distribución el procedimiento de estima- ción de parámetros más eficiente entre momentos con- vencionales (MoM), máxima verosimilitud (MV), momen- tos ponderados por probabilidades (MPP) y momentos mixtos (MxM). Las distribuciones candidatas fueron Log-Normal de dos parámetros (LN-MV), Gumbel (GU- MPP), General de Valores Extremos (GEV-MPP), Pear- son Ill (PIII-MV), Log-Pearson Ill (LPIII-MXM) y Expo- nencial (dos parámetros) (EXP-MoM).

El ajuste que se obtiene para diversas distribucio- nes se observa en la ilustración

Siguiendo los criterios y experiencias indicados por Paoli et al. 994) y Vogel y Wilson se seleccio- na una distribución de dos parámetros de buen ajuste en el campo muestral. Los caudales para distintas recurrencias utilizando la distribución LN2 se presen- tan en el cuadro

Ajuste de un modelo de simulación Iluvia-caudal

Modelo utilizado y esquematización de la cuenca de aportes

Para simular los aportes del sistema se utiliza el mode- lo AR-HYMO (INCTYH-CRA, 1993) que es la versión más moderna del conocido modelo HYMO. Este mo- delo es hoy en día una de las herramientas de cálculo hidrológico más difundidas en el país debido a su ver- satilidad y adaptabilidad a distintos casos para simu- lar procesos de transformación lluvia-escorrentía de eventos. Permite la generación de caudales para dis- tintas subcuencas utilizando la analogía de Nash (cas- cada de n embalses lineales) para el cálculo del hidro- grama unitario instantáneo, y luego calcula, mediante un proceso de convolución, el hidrograma respuesta

para una precipitación pluvial dada, previa transforma- ble, por lo que se asume constante la distribución ción en precipitación efectiva mediante la metodología temporal dentro de las horas. Pero el paso de del SCS (método del número de curva o CN) o por Hor- tiempo adoptado para la modelación fue de seis ton. Los hidrogramas generados pueden trasladarse horas, lo que permite obtener hidrogramas simula- hidrológicamente a través de un cauce, sumarse con dos adecuados a los hidrogramas observados. Si otros hidrogramas, propagarse en embalse, etcétera. bien la suposición de lluvia con distribución unifor-

Se descartó la utilización de un hidrograma unitario me influye en los parámetros K y Tp del modelo, instantáneo geomorfoclimático (GIUH) para uso direc- ésta es la condición de aplicación con que se en- to o para ajustar los parámetros de Nash, recomenda- cuentra el ingeniero proyectista cuando no dispone do para cuencas no aforadas por Bhaskar et a/. de mejor información. El hecho de que todas las

debido a que la dinámica hídrica de la cuenca aplicaciones se realizaron con la misma suposición, no responde a las leyes de Horton. convalida la comparación de los resultados obteni-

Se delimitaron subcuencas según comporta- dos por los diferentes métodos. mientos hidrológicos diferenciados, cuyas característi- * En función de las estaciones disponibles en cada cas físicas se indican en el cuadro y se consideraron evento (variables entre y 13) se obtuvo la distri- cinco tramos de traslación de ondas de crecidas. Se bución areal de las precipitaciones en cada inter- indican también los valores de número de curva para valo de tiempo, en función del método de polígonos el cálculo de pérdidas, según el tipo de suelo, cobertu- de Thiessen. ra y uso, correspondientes a la condición de humedad II. Estos valores se ajustan luego en función de las pre- Ajuste de parámetros de/ modelo cipitaciones antecedentes de cada tormenta.

Parámetros de lluvia neta Selección de tormentas para calibración del modelo

El análisis se realizó para seis tormentas importantes Se seleccionaron eventos de precipitación en concor- en que se dispuso de una buena identificación de la dancia con crecidas importantes, teniendo en cuenta crecida y de las tormentas que la originaban. En pri- los siguientes criterios: mera medida se utilizaron los volúmenes escurridos

para ajustar la determinación del número de curva co- rn Se analizaron tormentas que produjeran escurrimien- rrespondiente. Los valores iniciales considerados del

tos importantes, obteniéndose valores significativos mismo surgen en función del tipo y uso asignado al en tormentas con duraciones de y horas. suelo, para una condición de humedad antecedente Como no se dispone de información pluviográfica media. El uso del suelo implica un elevado porcentaje para la cuenca en estudio, la precipitación diaria en correspondiente a producción agrícola, con menor

horas es el mínimo intervalo de tiempo disponi- porcentaje para la actividad ganadera.

Teniendo en cuenta que el número de curva es uno de los factores de mayor incidencia en la determina- ción del caudal pico (Ponce y Hawkins, para cada subcuenca se adoptó un valor de número de cur- va ponderado, como valor inicial de las calibraciones, ajustándose luego en función de precipitación antece- dente, precipitación del primer día de tormenta, preci- pitación máxima en horas registrada durante la tormenta y precipitación total de la tormenta.

Como el modelo utilizado no dispone de medios para ajustar el valor de número de curva a medida que transcurre el intervalo lluvioso, el valor finalmente obte- nido es un valor medio para la tormenta. Se realizaron correlaciones lineales entre los valores de números de curva obtenidos y las variables fijadas anteriormente, obteniéndose coeficientes de correlación superiores a

(debe tenerse en cuenta lo limitado del número de calibraciones). Los valores de números de curva me- dios mínimos se presentan en las subcuencas superio- res, variando desde a y los medios máximos se daban en las subcuencas inferiores con valores de a

Parámetros de forma

Se utilizaron los parámetros K (constante de recesión) y Tp (tiempo al pico) del hidrograma unitario instantá- neo, que se calculan automáticamente por los algorit- mos del modelo. A efectos de analizar su influencia se utilizaron las expresiones para calcular el K y el Tp que se encuentran en el modelo HYMO original y en el ARHYMO (cuadro 4).

donde:

A: área de la cuenca (km2). AH: diferencia en altitud entre la altura máxima y la salida de la cuenca (m). L: longitud de la cuenca (km).

Se realizó en cada calibración un ajuste de los pa- rámetros K y Tp del modelo HYMO/ARHYMO, encon- trándose valores mayores de Tp con respecto a aque- llos obtenidos automáticamente por los modelos, mien- tras que los K de calibración resultan intermedios.

Ajustes a hidrogramas disponibles

En las ilustraciones a se observan los ajustes a los seis hidrogramas con datos disponibles que se usaron para calibración.

Los valores promedios de los parámetros K y T, para cada una de las subcuencas se muestran en las ilustraciones y

Generación de caudales máximos a partir de la transformación de tormentas seleccionadas y análisis de frecuencia de los picos generados

Resultados obtenidos a partir del modelo ajustado

Se seleccionaron cuarenta tormentas importantes del periodo en coincidencia con crecidas rele- vantes del arroyo y se las transformó en hidrogramas de crecidas, utilizando el modelo con sus parámetros ajustados externamente (con lo cual no hay diferencia entre ARHYMO e HYMO). AI tratarse de tormentas rea- les y no estadísticas, se determinó cuál era la condi- ción de humedad inicial a partir de las lluvias antece- dentes para la determinación del número de curva. A partir de los caudales simulados se seleccionaron los

valores máximos, con el fin de obtener la misma lon- gitud de serie de los datos observados. A los valores máximos se les realizó un análisis de frecuencia de crecidas, obteniéndose las estadísticas que se mues- tran en el cuadro

Los valores resultantes del análisis de frecuencia de caudales máximos obtenidos a partir de la distribu- ción Log-Normal de dos parámetros (LN2) se mues- tran en el cuadro

Resultados obtenidos a partir de modelo sin ningún ajuste

Se procedió de igual forma que en el caso anterior, pero las tormentas importantes que fueran selecciona- das se transformaron en hidrogramas de crecidas con el modelo, calculando automáticamente los paráme- tros según HYMO y ARHYMO, determinándose cuál era la condición de humedad inicial a partir de las IIu- vias antecedentes para la determinación del número de curva. De acuerdo con los caudales simulados se seleccionaron los valores máximos, a efecto de ob- tener la misma longitud de serie de los datos observa- dos. A los valores máximos se les realizó un análisis de frecuencia de crecidas. Las estadísticas muestrales calculadas y los valores resultantes del análisis de fre- cuencia de caudales máximos simulados, obtenidos a partir de la distribución Log-Normal de dos parámetros (LN2), se indican en los cuadros y

AI considerar las lluvias antecedentes, según lo es- tipula el procedimiento de aplicación estándar, algu- nas tormentas pasan a estar en condición Ill, con lo que su número de curva aumenta considerablemente, dando lugar a escurrimientos muy importantes, mien- tras unas pocas corresponden a condición I, con cau- dales picos más bajos, como consecuencia se obtiene una muestra estadística de mayor variabilidad y asime-

tría. Si se agrega que el algoritmo de cálculo automá- tico de Tp del ARHYMO tiende a generar hidrogramas de crecidas más empuntados, se explican los valores altos de caudales de diseño obtenidos.

Transformación de la tormenta de diseño

Análisis de frecuencia de precipitaciones máximas

Se procedió a la preselección de tormentas importan- tes en el periodo (coincidente con los datos hidrométricos, pero sin tenerlos en cuenta) y para cada una se calculó la precipitación media areal de la cuen-

dos de la transformación de la lluvia de diseño se mues- tran en el cuadro

ca para duraciones de y horas, en función de Transformación de la tormenta de diseño por las estaciones disponibles. Se realizó la selección de la modelación de la cuenca sin calibración del modelo serie muestral por el método de serie parcial de dura- ción anual, obteniéndose los mayores valores de Se asume la situación que se presenta habitualmente precipitación máxima promedio, a efecto de tener se- al ingeniero: que para cuencas medianas y pequeñas ries de longitud comparables con la de caudales y se es necesario determinar la crecida de proyecto para el verificó la hipótesis de homogeneidad a través de tests dimensionamiento de puentes, alcantarillas, canales u de Smirnov y Mann-Kendall. otras obras menores y sólo cuenta con datos de pre-

En el cuadro se indican los valores de las esta- cipitación para hacer análisis de tormentas. dísticas muestrales para cada una de las series Se realizaron corridas del modelo para tormentas considerad as. de diseño correspondientes a diferentes recurrencias

Se realizó un análisis de frecuencia para dichas se- (ver cuadro 12). ries, utilizando el modelo AFMULTl (Paoli et al., Es evidente que habiendo utilizado las mismas pér- adoptándose la distribución LN2. Las precipitaciones didas, las diferencias entre uno y otro se explica exclu- máximas areales en y horas, para distintas sivamente en la forma de calcular los parámetros de recurrencias, arrojan los resultados que se presentan forma del hidrograma, pero no se puede decir cuál es en el cuadro mejor si no se dispone de valores reales.

Para los efectos de la modelación, se adoptó una duración total de la tormenta de horas. Con respec- Comparación de caudales máximos estimados to a la distribución temporal y debido a las limitantes ya expresadas, se tomó la precipitación diaria con dis- Cuando se efectuó el análisis de frecuencia de cauda- tribución uniforme y paso de tiempo de seis horas. La les observados, se asumió para este experimento que distribución areal de las tormentas de diseño se con- los valores obtenidos representaban la distribución sideró de tipo uniforme en la cuenca. “verdadera” de la población de crecidas. Debe tener-

se en cuenta que una curva de frecuencias de creci- Transformación de la tormenta de diseño por das calculada es sólo una aproximación a la población modelación de la cuenca con parámetros calibrados de crecidas anuales. Por ello es conveniente construir

un intervalo de frecuencias hipotéticas que, con un Para cada subcuenca se utilizaron los valores medios cierto grado de confianza, contiene la curva de fre- de número de curva, Tp y K obtenidos de las calibra- cuencia de la población. Se calcularon los intervalos ciones. Los caudales picos de los hidrogramas obteni- de confianza de y para la distribución LN2

méxico enero marzo de

ajustada por máxima verosimilitud, de acuerdo con Kite (1988). Los límites de intervalos de confianza de se observan en las ilustraciones y junto con los caudales obtenidos a partir de los otros procedimien- tos de estimación de caudales máximos utilizados.

Los caudales de diseño calculados a partir del aná- lisis de frecuencia de caudales máximos de hidrogra- mas obtenidos de la simulación de tormentas seleccio- nadas, usando un modelo transformación lluvia-caudal con parámetros ajustados, caen dentro del intervalo de confianza de en las recurrencias analizadas. Aun están dentro del intervalo de para recurrencias hasta de veinte años. Si el mismo procedimiento se hu- biera aplicado con el modelo sin ningún ajuste exter- no, los caudales obtenidos se van fuera de los interva- los de confianza (ilustración

Los caudales de diseño obtenidos a partir de la transformación lluvia-caudal de la tormenta de diseño usando el modelo con los parámetros ajustados pre- sentan valores que para T = y años se encuen- tran dentro de los intervalos de confianza calculados. Si el modelo se usara sin ajustar, los valores obtenidos quedarían fuera de los intervalos de confianza o caerían en el mismo, según el modelo utilizado, siendo el desvío menor que en el procedimiento anterior (ilustración 11).

Conclusiones

AI no disponer de datos hidrométricos medidos, los métodos de transformación lluvia-caudal exigen la es- timación de una serie de parámetros que no es posible calibrar. Bajo esta condición, la determinación del nú- mero de curva para estimar las pérdidas y los paráme- tros de forma del hidrograma son los de mayor inci- dencia en los picos de crecidas simuladas.

Los modelos del tipo HYMO/ARHYMO tienen incor- porados procedimientos para el cálculo automático de K y T , , utilizando ecuaciones de regresión obtenidas de datos empíricos de un cierto número de cuencas, que en numerosos casos no son representativas de las condiciones de aplicación locales.

Con respecto al número de curva, su valor se esti- ma con base en el tipo de suelo y su uso (lo que puede hacerse con bastante buena aproximación) y a los va- lores estipulados en tablas para distintas asociacio- nes. No obstante, el problema principal es que en cuencas medianas y grandes el volumen de escurri- miento real respecto al calculado teóricamente suele ser menor por efectos de almacenamientos no consi- derados, otras pérdidas no computadas, mayor hete- rogeneidad de las lluvias que la asumida y otros fac- tores. Esto da como resultado que, en general, los números de curva de tablas resulten mayores que los que se obtendrían de calibración.

El procedimiento de determinar la crecida de dise- ño a partir del análisis de frecuencia de picos de creci- das obtenidos de la transformación lluvia-caudal de tormentas seleccionadas con un modelo sin ajustar puede dar lugar a valores que se aparten mucho de la realidad, dado que las incertidumbres propias del mo- delo se transfieren a cada hidrograma de crecida. En estos casos proporciona mejores resultados el pro- cedimiento de transformar una tormenta de diseño obtenida del análisis de frecuencia de las tormentas máximas.

Si se dispone de datos hidrométricos limitados para un análisis de frecuencia directo, pero suficientes para calibrar una muestra de tormentas, se mejora sensible- mente la adopción de parámetros de forma de los hi-

drogramas a simular y es posible ajustar valores de nú- mero de curva. Así, es posible efectuar una transfor- mación de tormentas seleccionadas o extender la se- rie de caudales máximos a partir de la simulación de tormentas en un periodo más largo sin incorporar ma- yores incertidumbres adicionales.

Los métodos de transformación lluvia-caudal pro- porcionan una aceptable aproximación para determi- nar crecidas de diseño de ciertas recurrencias si su aplicación se realiza con un cuidadoso tratamiento de tormentas (reales o estadísticas), utilizando procedi- mientos hidrológicos y probabilísticos adecuados y si los parámetros de los modelos se estiman con buen criterio.

Recibido: 07/07/1999 Aprobado: 29/08/2000

Referencias

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Abstract

Paoli, C., P. Cacik M. Morresi, “Consistency on determining design floods through transformation P-Q and frequency analysis (case study)“, Hydraulic Engineering in Mexico (in Spanish), vol. XVI, num. pages

January-March. Egineering practice and works design requires the calculation of the “design flood”, which implies link-

ing a given flood to the annual probability to be surpassed and thus represent the hydrological risk of the event. When there are no available records for the flood frequency analysis, different formulations, semi-em- pirical methods and hydrological simulation models are used, and then a design storm is transformed into a maximum flow. In this paper a comparison and consistence analysis of design flood obtained from sever- al methods is performed. The applied methods are: frequency analysis of observed flood peaks, transforma- tion P-Q of selected storms and subsequent frequency analysis of generated peaks, and transformation P-Q of the design storm (in the last two cases using calibrated an non-calibrated parameters). It is conclud- ed that the procedure to determine the design flood from frequency analysis of flow peaks (obtained of the transformation P-Q) provides better results that the one that transforms the storm design, whenever it is pos- sible to fit or approximate the parameters of the hydrological simulation model. If there are no available records for parameter fitting the uncertainties of the transformation method do not make advisable the trans- formation of storm series, but to proceed directly with the design storm.

Key words: floods, design, simulation, storms, frequency, risk, rainfall-runoff transformation.

Dirección institucional de los autores:

Carlos Paoli Pablo Cacik María Morresi Correo electrónico:

Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas Universidad Nacional del Litoral

Santa Fe, Argentina, CC Teléfono y fax (54) (342)