Análisis comparativo de tres modelos precipitación-escorrentía aplicados en la Cuenca Vilcanota-Písac

Abstract

La cuenca en estudio, denominada Vilcanota-Písac, ubicada en el departamento de Cusco, constituye uno de los sistemas hidrográficos más relevantes del sur del Perú tanto por su aporte a la economía regional como por su alto valor ecológico. La presente tesis se enfoca en calcular la oferta hídrica mensual en el punto de drenaje de este sistema hidrográfico mediante el modelo lluvia-escorrentía más representativo de sus condiciones hidrológicas, el cual se eligió de entre tres modelos seleccionados: GR2M, Lutz-Scholz y Témez. Primero, se realizó el análisis de consistencia de la información disponible. La información consistió en los registros de precipitación total mensual, temperatura máxima, mínima y media mensual entre los años 1964 y 2022. Luego, se aplicaron los tres modelos hidrológicos seleccionados. Se tuvieron dos periodos de calibración, 1964-1980 y 1987-1994, y dos de validación, 1999-2005 y 2009-2022. Se utilizaron cuatro métricas, la Eficiencia de Nash-Sutcliffe (NSE, la más importante), el Coeficiente de Correlación de Pearson (r), el Error Cuadrático Medio (RMSE) y el Coeficiente de Determinación (R2), mediante las cuales se evaluó la calidad del ajuste de los parámetros en la calibración y validación. Se determinó que el modelo GR2M fue el modelo hidrológico más representativo, el cual alcanzó las siguientes métricas en las etapas de calibración y validación, respectivamente: un NSE de 0.84 y 0.65, un r de 0.82 y 0.84, un RMSE de 13.65 y 17.64 m3/s, y un R2 de 0.52 y 0.69. El modelo Lutz-Scholz no logró una performance satisfactoria en ninguna de las etapas. El modelo Témez no logró una performance satisfactoria que fuera consistente en ambas etapas. Finalmente, se obtuvieron los caudales medios mensuales de la cuenca, que se encontraron entre 27.1 y 130 m3/s. Se concluyó que, con respecto a los modelos hidrológicos, el modelo GR2M representa mejor la variabilidad de los datos observados de la cuenca Vilcanota-Písac, a pesar de que no logra reproducir los caudales superiores a 270 m3/s.