Validación de una metodología empírica para evaluar modificaciones del riesgo de inundación urbana ante escenarios hipotéticos de uso del suelo

Abstract

Con el propósito de analizar la incidencia de los espacios verdes urbanos y periurbanos en la dinámica hídrica de subcuencas urbanas de la ciudad de Rosario se propuso, en trabajos precedentes, una metodología de estimación de los cambios en el riesgo de inundación pluvial urbana frente a cambios de uso del suelo. La metodología es de carácter empírico y se basa en la fórmula racional de Mulvaney junto con la expresión de Kieffer y Chu para las curvas IDR, siendo aplicada a 5 cuencas urbanas de Rosario, considerando un escenario base (actual) de uso del suelo y 3 escenarios futuros con/sin disponibilidad de espacios verdes. En este trabajo se valida la metodología empírica aplicando una estimación estadística convencional a las cuencas anteriores. La misma contempla la estimación de parámetros geomorfológicos e hidrológicos de las cuencas para el escenario base y los escenarios futuros, aplicando el Colorado Urban Hydrograph Procedure, CUHP. Se procesan series pluviométricas de Rosario Aero (71 años de extensión, alrededor de 7000 eventos) construyendo hietogramas de lluvia total y neta mediante un coeficiente de escorrentía por cuenca y escenario. Se generan series de caudales diarios y se seleccionan los máximos anuales, asignándoles leyes de distribución de probabilidad (Gumbel). Finalmente, para cada cuenca y escenario se obtienen los cambios de probabilidad de excedencia para las series actuales y futuras de caudales. Al comparar los resultados con la metodología empírica se alcanzan coeficientes de correlación muy altos (0.9975) y coeficientes de eficiencia de Nash-Sutcliffe elevados (0.9929). Consecuentemente la metodología denominada empírica constituye una simple y efectiva herramienta para estimar los cambios en el riesgo de inundación ante cambios de uso del suelo evaluados a través del coeficiente de escorrentía.

In order to analyze the incidence of urban and peri-urban green spaces in the water dynamics of urban sub-basins of the city of Rosario, a methodology was proposed in previous papers to estimate the changes in the urban flood risk in front of land use changes. The methodology is an empirical approach and is based on Mulvaney's rational formula together with the expression of Kieffer and Chu for the IDR curves, being applied to 5 urban watersheds of Rosario, considering a base (current) scenario of land use and three future scenarios with / without availability of green spaces. In this work the empirical methodology is validated applying a conventional statistical estimation to the previous basins. It contemplates the estimation of geomorphological and hydrological parameters of the basins for the base scenario and future scenarios, applying the Colorado Urban Hydrograph Procedure, CUHP. Rosario Aero's rainfall series (71 years of extension, around 7,000 events) are processed, constructing total and net rainfall hyetographs by means of a runoff coefficient by basin and scenario. Series of daily flows are generated and annual maxima are selected, assigning probability distribution functions (Gumbel). Finally, for each basin and scenario the exceedance probability changes are obtained for the current and future series of flows. When comparing the results with the empirical methodology, very high correlation coefficients (0.9975) and high Nash-Sutcliffe efficiency coefficients (0.9929) are achieved. Consequently, the so-called empirical methodology is a simple and effective tool for estimating changes in flood risk in the face of changes in land use evaluated through the runoff coefficient.