Tarea 3: Estadísticos de las series hidrológicas
Paso 1: Series anuales
Después de ejecutar el método de cálculo seleccionado y obtener unos resultados es el turno de analizar estadísticamente las series anuales de aportaciones totales y el resto de las variables hidrológicas obtenidas para identificar patrones, tendencias y características interanuales.
Descripción Metodológica:
- Calcular estadísticas anuales para aportaciones y otras variables: Se determinan parámetros como media, mediana, percentiles, desviación estándar, coeficiente de variación y sesgo, lo que permite describir la variabilidad y tendencia central de las series. También interesa ver la evolución de las medias móviles para periodos característicos del clima, por ejemplo, de 30 años, lo que exige disponer de series suficientemente largas.
- Analizar persistencia de las series mediante autocorrelación: Se evalúa el grado de dependencia temporal de las series anuales, lo que ayuda a identificar patrones cíclicos o de memoria en las aportaciones. Una manera de representarlo gráficamente es mediante un correlograma, que muestra los valores de autocorrelación para distintos lags, junto con líneas de significancia (por ejemplo, 95%). Si los valores están fuera de las bandas de confianza, son estadísticamente significativos.
- Aplicar análisis por zona de la cuenca: Se desagregan los resultados por subcuencas o áreas homogéneas, definidas previamente en el apartado de zonificación, para identificar diferencias espaciales en el comportamiento hidrológico.
Se recomienda aplicar autocorrelación únicamente sobre series continuas y homogéneas en régimen natural o previamente corregidas.
- Tabla de estadísticos anuales por zona.
- Gráficos de distribución y tendencia anual.
Paso 2: Series mensuales
Después del análisis de las series anuales se debe calcular y representar los valores medios mensuales de las principales variables hidrológicas con el objetivo de estudiar la estacionalidad y la dinámica intraanual del recurso.
Descripción Metodológica:
- Procesar las series mensuales de precipitación, ETP, ETR, infiltración y aportaciones totales.
- Agrupar valores por zonas previamente definidas en la zonificación de la cuenca, con el fin de facilitar el análisis espacial intraanual.
- Elaborar representaciones gráficas mediante diagramas de barras, líneas o áreas para visualizar los patrones mensuales de cada variable y comparar entre zonas o años.
- Calcular índices de estacionalidad que cuantifiquen la concentración del recurso a lo largo del año. Estos indicadores permiten comparar la intensidad estacional entre zonas o periodos y son útiles para identificar meses críticos desde el punto de vista de la disponibilidad o presión hídrica.
- Se recomienda el uso de coeficientes como:
- El índice de variación mensual, que evalúa la dispersión de los caudales mensuales respecto al promedio anual.
- Tablas de valores medios mensuales por zona.
- Gráficos mensuales por variable y zona.
Paso 3: Identificación de variabilidad climática
De manera complementaria, utilizando al análisis estadístico de las series anuales y mensuales previo, se puede detectar y caracterizar los años extremos y tendencias climáticas que potencialmente pueden afectar la disponibilidad hídrica, identificando condiciones de sequía o exceso.
Descripción Metodológica:
- Identificar los años climatológicos tipo:
- Años húmedos (años con precipitación (pp) media un 15% superior a la pp media del periodo histórico)
- Años secos (años con pp media un 15% interior a la pp media del periodo histórico)
- Años promedio. (años con pp media comprendida en el rango de +15% y -15% de la pp media del periodo histórico)
- Calcular tendencias de precipitación y temperatura (tests estadísticos como la prueba de Mann-Kendall o la regresión lineal).
- Identificar eventos extremos (sequías, inundaciones) y su frecuencia/duración.
- Complementar el análisis con índices estandarizados de sequía climática, ampliamente utilizados para caracterizar condiciones deficitarias de agua:
- SPI (Standardized Precipitation Index): mide desviaciones de la precipitación respecto a su media histórica.
- SPEI (Standardized Precipitation Evapotranspiration Index): similar al SPI, pero incorpora la evapotranspiración, ofreciendo una visión más completa del balance hídrico.
- PDSI (Palmer Drought Severity Index): evalúa sequías considerando almacenamiento de humedad en el suelo.
- Estos índices permiten comparar entre regiones y periodos, y son especialmente útiles en cuencas sin suficientes registros de caudal.
Este paso no sustituye los análisis hidrológicos directos, sino que aporta una visión adicional útil para contextualizar resultados, detectar patrones climáticos relevantes y anticipar situaciones de escasez o exceso, reforzando la planificación frente a condiciones anómalas.
Además, puede considerarse una fase previa, simplificada, que permite una primera aproximación exploratoria antes de aplicar herramientas más complejas de simulación climática (Tarea 4: Evaluación del efecto del cambio climático)
En contextos con fuerte variabilidad climática, se recomienda complementar con índices estandarizados como SPI o SPEI para evaluar sequías meteorológicas de manera objetiva.
- Tabla de años característicos y extremos.
- Gráficos de tendencias y eventos extremos.
- Informe de caracterización de la variabilidad.