Estimación de caudales mediante regionalización en las cuencas no instrumentadas de la zona andina del departamento de Nariño (2024)
La falta de información hidrometeorológica para los ríos que forman parte de una cuenca dificulta la implementación de estrategias para la adecuada gestión del recurso hídrico. Particularmente en Colombia se tiene un déficit de estaciones de flujo fluvial con respecto a las densidades mínimas recomendadas a nivel global, y en zonas desatendidas por las entidades gubernamentales, como el departamento de Nariño, el déficit es aún más notorio. La zona Andina del departamento de Nariño se encuentra ubicada al suroeste de Colombia, la cual es una región con un importante papel hidrológico para su territorio al haber en ésta nacimientos de ríos que aportan servicios ecosistémicos imprescindibles para la población del territorio; por lo que tener una aproximación de la oferta hídrica disponible de las cuencas ubicadas en esta zona resulta de gran importancia. El propósito de esta investigación fue la estimación de los caudales medios mensuales multianuales en los ríos principales de las cuencas con déficit de información en la zona de estudio a partir de la regionalización de las características morfométricas, fisiográficas e hidroclimáticas de las mismas. Para ello, se realizó un análisis espacio-temporal de la precipitación y el caudal, se estimaron las características morfométricas y fisiográficas de las cuencas delimitadas y se emplearon análisis de correlación de sus características estimadas con la variable de precipitación y caudal. Se identificaron regiones hidrológicas homogéneas por medio de métodos estadísticos basados en el agrupamiento (análisis de clústeres) por el método de k-means, previo análisis de componentes principales (PCA), y finalmente se estimaron los caudales para las cuencas no instrumentadas presentes dentro de las regiones hidrológicas homogéneas definidas por medio de métodos estadísticos de regresión lineal y potencial múltiple. En el análisis de clústeres, se identificaron tres clústeres como el número óptimo para definir las regiones hidrológicas homogéneas. Los datos utilizados incluyeron conjuntos como CAMF (características de 19 cuencas) y QUni (caudales unitarios de las mismas cuencas), y se justificó el uso del algoritmo K-means para la regionalización hidrológica. La definición de los modelos definitivos para las estimaciones de caudales unitarios medios mensuales multianuales se realizaron mediante regresión potencial y lineal múltiple, seleccionando el mejor modelo basado en métricas como RMSE, MAPE, R² y NSE. De esta forma, el modelo definitivo fue aquel que implementó una regresión multiple para cuatro variables siendo la combinación A_Co_Km_Lm el modelo seleccionado para implementar a las cuencas hidrográficas no instrumentadas. Este estudio desarrolló una metodología para la definición de regiones hidrológicas dentro de la zona de estudio, adicional a la implementar para la estimación de caudales, lo cual proporcionó una aproximación a la disponibilidad hídrica dentro de la zona de estudio al implementarse en cuencas no instrumentadas, para lo cual fue definida una cuenca para cada región; los resultados obtenidos fueron para la región 1 (C1), la cuenca PIL_1 tuvo un caudal de 6,72 m3/s, PIP_1 parte de la región 2 tuvo un caudal de 67,74 m3/s, y PNP_1 parte de la región 3 tuvo un caudal de 160,18 m3/s. Los modelos desarrollados resultaron como un aporte importante al ser insumo para futuros estudios hidroclimatológicos y relacionados con la gestión integral del recurso hídrico de la zona de estudio, entre otros, facilitando la toma de decisiones informadas y la planificación de estrategias efectivas para la gestión sostenible del agua en la región Andina del departamento de Nariño.