Cómo se calcula los datos faltantes para un estudio hidrológico.?
Para calcular los datos faltantes en un estudio hidrológico, se pueden utilizar diversas técnicas. A continuación, te describiré algunas de las más comunes:
Interpolación: es una técnica que se utiliza para estimar los valores faltantes a partir de los valores disponibles en los puntos cercanos. Hay varios métodos de interpolación, como la interpolación lineal, la interpolación por splines y la interpolación kriging.
Extrapolación: esta técnica se utiliza para estimar los valores fuera del rango de los datos disponibles. La extrapolación puede ser peligrosa, ya que puede conducir a resultados inexactos o incluso a resultados falsos si no se aplica con precaución.
Análisis de series de tiempo: esta técnica se utiliza para analizar los datos históricos y encontrar patrones en los datos. A partir de estos patrones, se pueden hacer predicciones de los valores faltantes.
Modelos hidrológicos: los modelos hidrológicos son herramientas matemáticas que se utilizan para simular el comportamiento de una cuenca hidrográfica. Estos modelos pueden usarse para estimar los valores faltantes de las variables hidrológicas.
Es importante tener en cuenta que ninguna de estas técnicas es infalible, y que la elección de la técnica dependerá de la calidad y cantidad de los datos disponibles, así como del propósito del estudio hidrológico. En cualquier caso, es importante ser cuidadoso y transparente al calcular los datos faltantes, documentando el proceso utilizado y sus supuestos.
Ejemplo
Supongamos que queremos calcular la precipitación media anual en una cuenca hidrográfica y tenemos los siguientes datos:
| Año | Precipitación (mm) |
|---|---|
| 2000 | 850 |
| 2002 | 950 |
| 2004 | 1050 |
| 2006 | 1150 |
| 2008 | 1250 |
Sin embargo, no tenemos datos para los años 2001, 2003, 2005 y 2007. A continuación, se describen las técnicas que podemos utilizar para estimar los valores faltantes:
- Interpolación: Podemos utilizar la interpolación lineal para estimar los valores faltantes. Para el año 2001, por ejemplo, podemos calcular:
Precipitación en 2001 = 850 + ((950 - 850) / (2002 - 2000)) x (2001 - 2000) = 900 mm
Para el año 2003, podemos calcular:
Precipitación en 2003 = 950 + ((1050 - 950) / (2004 - 2002)) x (2003 - 2002) = 1000 mm
De manera similar, podemos utilizar la misma fórmula para estimar los valores faltantes de los años 2005 y 2007.
- Extrapolación: La extrapolación se puede utilizar para estimar los valores fuera del rango de los datos disponibles. Por ejemplo, si queremos estimar la precipitación en el año 2009, podemos utilizar la siguiente fórmula:
Precipitación en 2009 = 1250 + ((1250 - 1150) / (2008 - 2006)) x (2009 - 2008) = 1350 mm
Sin embargo, como mencioné anteriormente, la extrapolación puede ser peligrosa, ya que los resultados pueden ser inexactos o incluso falsos si se aplica de manera inadecuada.
- Análisis de series de tiempo: Podemos utilizar el análisis de series de tiempo para analizar los datos históricos y encontrar patrones en los datos. A partir de estos patrones, podemos hacer predicciones de los valores faltantes. Una técnica común de análisis de series de tiempo es el método de promedios móviles. Por ejemplo, podemos calcular la precipitación media anual utilizando un promedio móvil de tres años:
Precipitación media anual en 2001 = (850 + 950 + 1050) / 3 = 950 mm
De manera similar, podemos calcular la precipitación media anual para los años 2003, 2005 y 2007.
- Modelos hidrológicos: Podemos utilizar modelos hidrológicos para simular el comportamiento de la cuenca hidrográfica y estimar los valores faltantes de las variables hidrológicas. Existen varios modelos hidrológicos disponibles, como el modelo HEC-HMS y el modelo SWAT, entre otros. Sin embargo, el uso de modelos hidrológicos requiere un conocimiento especializado y puede ser complejo, por lo que se recomienda buscar la asesoría de un experto en hidrología para su aplicación.
Modelos de escorrentía superficial: estos modelos se centran en la simulación de la escorrentía superficial generada por la precipitación en la superficie del suelo. Los modelos de escorrentía superficial suelen requerir datos topográficos y de uso del suelo para estimar el flujo de agua a través de la cuenca hidrográfica.
Modelos de balance hídrico: estos modelos se centran en el balance de agua en la cuenca hidrográfica, considerando tanto la entrada (precipitación) como la salida (evapotranspiración, escorrentía, infiltración, entre otros). Los modelos de balance hídrico pueden ser útiles para evaluar la disponibilidad de agua en una cuenca hidrográfica y para planificar su uso y gestión.
Modelos de calidad de agua: estos modelos se centran en la simulación del transporte y la transformación de contaminantes en la cuenca hidrográfica. Los modelos de calidad de agua pueden ser útiles para evaluar el impacto de las actividades humanas en la calidad del agua y para planificar medidas de mitigación y control de la contaminación.
Modelos de inundación: estos modelos se centran en la simulación del comportamiento del agua en la cuenca hidrográfica durante eventos de inundación. Los modelos de inundación pueden ser útiles para evaluar el riesgo de inundación en una zona y para planificar medidas de prevención y mitigación.
Estos son solo algunos ejemplos de modelos hidrológicos que se utilizan en la práctica. Como mencioné anteriormente, el uso de modelos hidrológicos requiere conocimientos especializados y puede ser complejo. Por lo tanto, se recomienda buscar la asesoría de un experto en hidrología para su aplicación.
