La curva de distribución de frecuencia en el manejo del agua
Como una herramienta estadística de gran importancia, la curva de distribución de frecuencia relaciona la magnitud de una variable (precipitación, nivel, caudal) con su frecuencia de ocurrencia. La curva es un estimado de la distribución acumulada de la población de esa variable y se hace a partir de una muestra de datos.
Este tipo de curva tiene muchos usos en hidrología y climatología. Curvas de frecuencia de crecidas son empleadas ampliamente en el diseño de secciones de puentes, capacidad de canales, zonificación de crecidas y estudios económicos de trabajos de protección contra inundaciones. Las curvas de niveles bajos se usan en el diseño de acueductos, clasificación de corrientes para la dilución de vertidos, análisis de la cantidad disponible de agua potable de riego. También las curvas de niveles medios se han usado en estudios de almacenamiento de agua anual.
Las curvas de frecuencia también proveen un medio de clasificación y ordenación de los datos para su posterior análisis, por ejemplo para el uso de la intensidad de la precipitación de una frecuencia dada en su estudio sobre la frecuencia de crecidas y poder resolver un problema de predicción.
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Los especialistas en el manejo del agua potable de la precipitación y la escorrentía siempre han deseado una distribución teórica que pudiera describir algunos eventos de crecidas. Si existiera tal distribución universal la distribución de crecidas observadas en diferentes lugares podría diferir solo en los parámetros y en el error de muestreo. Las características morfométricas de las cuencas hidrográficas influencian la distribución de las crecidas, de tal manera que parece poco probable que una sola distribución teórica pueda ser aplicada.
Es bien señalado que la distribución de los caudales mínimos es altamente dependiente de las características de la cuenca. Una muestra mayor o igual a 30 datos puede definir la tendencia de la curva de frecuencia, la cual puede diferir ampliamente de la curva de frecuencia de la población. De esta manera, curvas de frecuencia basadas en pocas muestras pueden aparecer muy distintas, aunque la curva de frecuencia de la población correspondiente puede ser similar.
Como consecuencia de la variabilidad de las características de la cuenca hidrográfica y la variabilidad en tiempo de las muestras, varias distribuciones teóricas han sido empleadas en hidrología. Por lo tanto es necesario describir las características más comunes de distribuciones, tales como: la Normal, Log-normal, Pearson tipo III, Log-Pearson tipo III y Gumbel, entre otras.
La curva de duración de caudales medios mensuales o diarios.
A fin de evaluar el potencial de regulación en pequeñas cuencas, se construyen las curvas típicas de duración de caudales medios diarios que explican las condiciones de disponibilidad y variabilidad del recurso agua en la cuenca de estudio.
Su utilidad es inmediata: si se está proyectando una obra que necesite un caudal mínimo, la curva indica cuantos días no se alcanzará ese caudal necesario.
Objetivo de la curva de duración de caudales medios.
Determinar la capacidad de regulación de la cuenca, dependiendo de la cobertura vegetal, de la pendiente del terreno y del tipo de suelo entre otros factores, e identifica también el régimen de torrencialidad de la corriente (ríos de montaña).
Aplicación de la curva de duración de caudales medios
- Aprovechamiento de agua con fines de riego
- Análisis para el aprovechamiento hidroeléctrico
- Análisis de proyectos de embalses
- Comparación de corrientes fluviales
- Estudios de suministro de agua potable
- Control de contaminación de agua
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Por: Rodrigo Marín Rámirez, graduado en Suelos de la Universidad Jorge Tadeo Lozano, con posgrado en Hidrología Aplicada en el CEDEX – Instituto de Hidrología y Recursos Hidráulicos de Madrid – España. Autor, coautor y editor de libros enfocados en la sostenibilidad del agua, como: Estadísticas sobre el Recurso Agua en Colombia 1998; El Agua un Derecho Intransferible 2004; Estudio Nacional del Agua, versiones 1998, 2000 y 2004; El Medio Ambiente en Colombia 1998; Efectos Naturales y Socioeconómicos del Fenómeno Cálido y Frío del Pacífico – El Niño y la Niña; La Hidrología de los Páramos y
Ecosistemas Alto Andinos de Colombia.
