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Estudio explora incertidumbres en estimaciones de riesgo de inundación


El análisis de frecuencia de inundaciones es una técnica que se utiliza para estimar el riesgo de inundación y proporciona estadísticas como la «inundación de 100 años» o la «inundación de 500 años» que son críticas para el diseño de infraestructura, el análisis de seguridad de represas y el mapeo de inundaciones en áreas propensas a inundaciones. 


por el Instituto de Investigación del Desierto


Pero el método utilizado para calcular estas frecuencias de inundaciones debe actualizarse, según un nuevo estudio realizado por científicos del Instituto de Investigación del Desierto (DRI), la Universidad de Wisconsin-Madison y la Universidad Estatal de Colorado.

Se sabe que las inundaciones, incluso en una sola cuenca, son causadas por una variedad de fuentes, que incluyen lluvia, deshielo o eventos de «lluvia sobre nieve» en los que la lluvia cae sobre la capa de nieve existente. Sin embargo, las frecuencias de las inundaciones tradicionalmente se han estimado bajo el supuesto de que estos «impulsores» de inundaciones (o causas fundamentales) no son importantes.

En un nuevo artículo de acceso abierto en Geophysical Research Letters , un equipo dirigido por Guo Yu, Ph.D., de DRI examinó los factores más comunes (lluvia, deshielo y eventos de lluvia sobre nieve) de inundaciones históricas en 308 cuencas hidrográficas. en el oeste de EE. UU., e investigó el impacto de diferentes tipos de inundaciones en las frecuencias de inundaciones resultantes.

Sus hallazgos mostraron que la mayoría de las cuencas hidrográficas (64 por ciento) experimentaron con frecuencia dos o tres tipos de inundaciones durante el período de estudio, y que las inundaciones provocadas por la lluvia, incluida la lluvia sobre nieve, tendieron a ser sustancialmente más grandes que las inundaciones por deshielo en todos los tamaños de cuencas hidrográficas.

Un análisis posterior mostró que, al descuidar las funciones únicas de cada tipo de inundación, los métodos convencionales para generar estimaciones de frecuencia de inundaciones tendían a subestimar la frecuencia de inundaciones en más de la mitad de los sitios, especialmente en la inundación de 100 años y más allá.

«En la práctica, el papel de los diferentes mecanismos a menudo se ha ignorado al derivar las frecuencias de las inundaciones», dijo Yu, investigador asociado postdoctoral de Maki en DRI. «Esto se debe en parte a la falta de comprensión basada en la física de las inundaciones históricas. En este estudio, demostramos que ignorar dicha información puede generar incertidumbres en las frecuencias de inundaciones estimadas que son críticas para la infraestructura».

Los hallazgos del estudio tienen implicaciones importantes para estimar las frecuencias de inundaciones en el futuro, ya que el cambio climático empuja las condiciones en las cuencas hidrográficas dominadas por el deshielo hacia un aumento de las precipitaciones.

«Cómo evolucionará la inundación de 100 años en el futuro debido al cambio climático es una de las preguntas sin respuesta más importantes en la gestión de los recursos hídricos», dijo Wright, profesor asociado de Ingeniería Civil y Ambiental en la Universidad de Wisconsin-Madison. «Para responder, debemos centrarnos en la ciencia fundamental de cómo el ciclo del agua, incluidas las tormentas de lluvia extremas y la dinámica de la nieve, cambia y seguirá cambiando en un clima más cálido».

El equipo de estudio espera que esta investigación sea útil para los ingenieros, que confían en estimaciones precisas de las frecuencias de las inundaciones al construir puentes y otras infraestructuras. Aunque muchos ingenieros se dan cuenta de que hay un problema con la forma convencional de estimar las frecuencias de las inundaciones, este estudio proporciona nuevos conocimientos sobre el nivel de imprecisión que resulta.

«Este estudio muestra que tener en cuenta diferentes procesos físicos puede mejorar la evaluación del riesgo de inundación», dijo Frances Davenport, Ph.D., investigadora posdoctoral en la Universidad Estatal de Colorado. «Es importante destacar que este resultado sugiere tanto la necesidad como la oportunidad de desarrollar nuevos métodos de evaluación de la frecuencia de inundaciones que reflejen con mayor precisión el riesgo de inundación en un clima más cálido».


Más información: Guo Yu et al, Diverse Physical Processes Drive Upper-Tail Flood Quantiles in the US Mountain West, 

Geophysical Research Letters (2022). DOI: 10.1029/2022GL098855



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