Análisis y selección de modelos estadísticos para el ajuste de la ley de frecuencia de caudales máximos anuales en España

La adopcion de nuevos estandares de seguridad hidrologica para las presas puede requerir la revision y adaptacion de los organos de desague de las presas existentes, lo que conllevaria realizar un gran numero de estudios que deberian realizarse en base a criterios y metodologias claros y homogeneos. El CEDEX viene trabajando en los ultimos anos para la Direccion General del Agua (DGA) con el objeto de llevar a cabo el contras­te y desarrollo de metodologias que permitan proporcionar recomendaciones para el calculo de las avenidas de proyecto y extrema empleadas en el calculo de la seguridad hidrologica de las presas. En esta coleccion de tres articulos se presentan algunos de los principales resultados obtenidos en el mencionado trabajo. El presente articulo, primero de la serie, aborda el tema del calculo de las leyes de frecuencia de caudales maximos y su extrapolacion a altos periodos de retorno. Esta cuestion es de gran relevancia, ya que la adopcion de estandares de seguridad hidrologica para las presas cada vez mas exigentes, implica la utilizacion de periodos de retorno de diseno muy elevados cuya estimacion conlleva una gran incertidum­bre. Es importante, en consecuencia, que se incorporen al calculo de los caudales de diseno todas la tecnicas actualmente disponibles para reducir dicha incertidumbre, consistentes esencialmente en introducir informacion adicional en el modelo estadistico que complemente la informacion re­gistrada en la estacion objeto de estudio (tecnicas de regionalizacion, informacion historica, etc.). Asimismo, es importante hacer una buena selec­cion del modelo estadistico (funcion de distribucion y procedimiento de ajuste) de tal forma que se garantice tanto su capacidad para describir el comportamiento de la muestra, como para predecir de manera robusta los cuantiles de alto periodo de retorno. Se han llevado a cabo trabajos para facilitar la aplicacion practica de las metodologias anteriores. En concreto, se han realizado estudios a escala nacional con el objetivo de determinar el esquema de regionalizacion que ofrece mejores resultados para las caracteristicas hidrologicas de las cuencas espanolas, respecto a los caudales maximos anuales, teniendo en cuenta el numero de datos disponibles en la estacion. La metodologia utilizada parte de la identificacion de regiones homogeneas, cuyos limites se han determinado teniendo en cuenta las caracteristicas fisiograficas y climaticas de las cuencas, y la variabilidad de sus estadisticos, comprobando posteriormente su homogeneidad. A continuacion, se ha seleccionado el modelo estadistico de caudales maximos anua­les con un mejor comportamiento en las distintas zonas de la Espana peninsular, tanto para describir los datos de la muestra como para extrapolar a los periodos de retorno mas altos. El proceso de seleccion se ha basado, entre otras cosas, en la generacion sintetica de series de datos mediante simulaciones de Monte Carlo, y el analisis estadistico del conjunto de resultados obtenido a partir del ajuste de funciones de distribucion a estas se­ries bajo distintas hipotesis. Finalmente, se ha explorado, en base a la informacion generada en los estudios anteriores, la posibilidad de establecer un procedimiento de calculo simplificado para los caudales de alto periodo de retorno (1.000, 5.000 y 10.000 anos) consistente en la multiplicacion del caudal de 100 anos por un determinado factor.