Análisis y simulación de caudales en las cuencas del río Nús y Penderisco en el contexto del cambio climatico y la gestion del riesgo en antioquía

Abstract

RESUMEN : El diseño de los sistemas de alertas tempranas basado en criterios técnicos (o físicos) de la dinámica de las cuencas se complementa con la caracterización de las corrientes mediante simulaciones numéricas con enfoque en la gestión del riesgo (GR). Los ríos Nús y Penderisco son corrientes de interés para la GR en el departamento de Antioquia debido a la frecuencia y magnitud de eventos (inundaciones y crecientes súbitas) registrados en las bases de datos en los últimos años. En este estudio se buscó caracterizar, a través de modelación hidrológica, las cuencas de los ríos Nús y Penderisco, para ello, se implementaron los modelos hidrológicos GR4J, con el cual se realizaron simulaciones de los caudales medios y máximos de las cuencas de interés durante 20 años, y HEC-HMS, para simular crecientes sobre la cuenca del río Nús. Además, se analizaron los escenarios de cambio climático RCP8.5 y SSP5-85 para evaluar su influencia en el régimen de caudales y precipitación a corto, mediano y largo plazo. Por último, se realizó un análisis de frecuencias sobre las series de caudal (diaria) para determinar la probabilidad de ocurrencia de eventos extremos ante diferentes periodos de retorno. En general, CMIP5 (CORDEX) generó un aumento (disminución) en el régimen de caudales durante todo el año y en los periodos analizados. El análisis de frecuencias mostró una disminución en el periodo de retorno de eventos extremos para la cuenca del río Penderisco por lo cual se espera un aumento en la ocurrencia de caudales máximos.

ABSTRACT : The design of early warning systems based on technical (or physical) criteria of basin dynamics is complemented by the characterization of currents through numerical simulations focused on risk management (RM). The Nús and Penderisco rivers are of interest for RM in the department of Antioquia due to the frequency and magnitude of events (floods and sudden rises) recorded in databases in recent years. This study aimed to characterize the Nús and Penderisco river basins through hydrological modeling. The GR4J hydrological models were implemented to simulate the mean and maximum flow rates of the basins of interest over 20 years, and the HEC-HMS was used to simulate sudden rises in the Nús river basin. In addition, the climate change scenarios RCP8.5 and SSP5-85 were analyzed to evaluate their influence on the flow and precipitation regime in the short, medium, and long term. Finally, a frequency analysis was performed on the flow series (daily) to determine the probability of extreme events occurring under different return periods. Overall, CMIP5 (CORDEX) generated an increase (decrease) in the flow regime throughout the year and in the analyzed periods. The frequency analysis showed a decrease in the return period of extreme events for the Penderisco river basin, which is expected to lead to an increase in the occurrence of maximum flow rates.