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El análisis de la frecuencia de flujos en puntos de una cuenca es una de las herramientas más importantes en hidrología. Las frecuencias de flujos se expresan mediante una curva gráfica o numérica que expresa el porciento (%) del tiempo que un flujo indicado fue igualado o excedido durante el periodo de datos. Las curvas de frecuencia de flujos se utilizan en una diversidad de proyectos incluyendo el diseño de acueductos, alcantarillados sanitarios, puntos de descargas agrícolas e industriales, sistemas de riego, y mantenimiento de flujos en canales de navegación. En Puerto Rico, el DRNA ha adoptado normas para reglamentar la cantidad máxima de agua que se puede extraer de una quebrada o río utilizando la frecuencia de flujos que es excedida el 99 % del tiempo (definida como el Q99).

Estadísticamente, las curvas de frecuencias de flujos representan una distribución cumulativa del flujo en un tiempo definido. Los valores del flujo (denominado Q) para un período de record definido se catalogan y ordenan por orden de magnitud, usualmente de menor a mayor. El total de observaciones (que pudieran ser flujos instantáneos (Qi), flujos promedios diarios (Qd), o flujos promedios mensuales o anuales) representa la población de la muestra (N). Generalmente se utilizan los flujos promedios diarios (Qd), ya que son más representativos de las variaciones en flujo en el punto de observaciones que los valores instantáneos, mensuales o anuales. El porciento del tiempo que un valor de Qd es igualado o excedido (F) se determina dividiendo su rango cumulativo (Qn) sobre el total de observaciones (F= (Qn/N)*100)). Los resultados se tabulan o se ilustran en una gráfica donde el eje de X representa la probabilidad de que el flujo indicado sea excedido o igualado. Anteriormente se utilizaba papel probabilístico en el eje de X de la gráfica, y una escala logarítmica en el eje de Y para expresar el régimen de flujos observados. El advenimiento de las computadoras permite producir con Excel gráficas semi-logarítmicas que ilustran la frecuencia de los flujos analizados.

La curva de frecuencia de flujos teóricamente aplica solamente al período de records utilizados: si el record utilizado es extenso y describe los extremos del régimen hidrológico (sequías e inundaciones significativas), la curva puede considerarse como una distribución probabilística del flujo y puede utilizarse para proyecciones fuera del período de record. Los datos de lluvia y escorrentía históricos en Puerto Rico ilustran que sequías e inundaciones severas ocurren aproximadamente cada 10 años (Torres, 2011). En una estación donde se determina el flujo promedio diario (Qd), esto representa 3,650 datos. En general, los hidrólogos prefieren disponer de 20 años de datos diarios, lo que representa 7,300 observaciones. En los casos de que el análisis sea con el propósito de diseñar obras que utilicen el agua o impacten el cuerpo de agua, es recomendable determinar si los datos son representativos de una distribución normal y así definir la validez estadística de extrapolar la curva fuera del período de record.

La posible extrapolación de las curvas de frecuencia de flujos permite utilizarlas para otros estudios tales como:

1.Estimar la curva de frecuencia en una cuenca adyacente o similar donde los datos disponibles son inadecuados para generar una curva propia.
2.Estimar las curvas de transporte de sedimentos suspendidos en cuencas donde no existen datos utilizando la curva de frecuencia de flujos y transporte de sedimentos de una estación existente en una cuenca cercana o similar.
3.Estimar la frecuencia con que ocurren ciertos contaminantes químicos, biológicos y físicos en base a su relación con el flujo de agua.





























El USGS ha publicado varios estudios sobre la frecuencia de los flujos en Puerto Rico. Estos estudios incluyen los de Quiñones y otros (1984 ) y Atkins y otros (1998). El estudio de Quiñones y otros de 1984 evaluó las variaciones en la magnitud de los flujos entre curvas de frecuencia mensuales, anuales e históricas. Además, en los informes anuales del USGS sobre datos de agua en Puerto Rico (“Water Resources Data for Puerto Rico”, que se pueden acensar en la página del USGS en el link arriba), se incluyen estimados actualizados de las curvas de frecuencia para cada estación donde se determinan los flujos diarios. Estos estimados incluyen solamente tres puntos en la curva de frecuencia actualizada representando las frecuencias de 10, 50 y 90 porciento del tiempo que el flujo indicado fue igualado o excedido. Es necesario continuar las evaluaciones periódicas (aproximadamente cada 10 años) para actualizar las curvas de frecuencia de estaciones recientes y afinar las de las estaciones históricas. Copias de los tres estudios indicados se pueden obtener pulsando los links en rojo arriba.



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