ISSN-E: 2542-3401, ISSN-P: 1316-4821
Universidad, Ciencia y Tecnología,
Vol. 28, Núm. 124, (pp. 26-36)
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Zorilla Y. et al. Generación de caudales medios mensuales mediante el modelo Gr2m para el análisis de tendencia
https://doi.org/10.47460/uct.v28i124.841
Generación de caudales medios mensuales
mediante el modelo Gr2m para el análisis de
tendencia
Yulissa Zorrilla Marcos
https://orcid.org/0000-0002-5521-9101
202112973@urp.edu.pe
Universidad Ricardo Palma
Lima-Perú
Elizabeth Clotilde Panana Holgado
https://orcid.org/0009-0000-2758-7874
epananah@unasam.edu.pe
Universidad Santiago Antúnez de Mayolo
Lima-Perú
Recibido (03/06/2023), Aceptado (23/07/2024)
Generation of monthly mean flows using the Gr2m model for trend analysis
Abstract.- This paper analyzes the monthly mean flow trend in the Chicama, Moche, and Santa basins. The
research is framed in a descriptive and explanatory approach, with an experimental, longitudinal, and
prospective design. The climatic data were collected using R software (version 3.6.3) from the gridded
databases of precipitation (PISCO V2.0) and temperature (PISCO V1.0) developed by SENAMHI. Station
locations were determined using specific geographic coordinates for each basin. This information served as an
input variable for the flow simulation using the GR2M model. The simulated flows were used for trend analysis
using the Mann-Kendall and Free Cusum nonparametric tests. The GR2M hydrologic model showed an
efficiency rated as “Good” in each of the basins studied, suggesting adequate simulation accuracy during the
calibration and validation stages.
Keywords: flows, hydrological cycle, hydrological basin.
Resumen: El objetivo de este artículo es analizar la tendencia de los caudales medios mensuales en las
cuencas de Chicama, Moche y Santa. La investigación se enmarca en un enfoque descriptivo y explicativo, con
un diseño experimental, longitudinal y prospectivo. Los datos climáticos se recopilaron utilizando el software R
(versión 3.6.3) a partir de las bases de datos grilladas de precipitación (PISCO V2.0) y temperatura (PISCO V1.0)
desarrolladas por el SENAMHI. Se determinaron las ubicaciones de las estaciones mediante coordenadas
geográficas específicas para cada cuenca. Esta información sirvió como variable de entrada para la simulación
de caudales empleando el modelo GR2M. Los caudales simulados fueron utilizados para analizar la tendencia
mediante las pruebas no paramétricas de Mann-Kendall y Free Cusum. El modelo hidrológico GR2M mostró
una eficiencia catalogada como buena en cada una de las cuencas estudiadas, lo que sugiere una adecuada
precisión en las simulaciones durante las etapas de calibración y validación.
Palabras clave: caudales, ciclo hidrológico, cuenca hidrológica.
Jeiner Eloy Solorzano Poma
https://orcid.org/0000-0002-1312-0867
jsolorzanop@unasam.edu.pe
Universidad Santiago Antúnez de Mayolo
Lima-Perú
*Autor de correspondencia: 202112973@urp.edu.pe
Luis Teodosio Javier Cabana
https://orcid.org/0000-0003-4403-888X
ljavierc@unasam.edu.pe
Universidad Santiago Antúnez de Mayolo
Lima-Perú
David Minaya Huerta
https://orcid.org/0009-0008-6619-0114
dminayah@unasam.edu.pe
Universidad Santiago Antúnez de Mayolo
Lima-Perú
Julio César Coral Jamanca
https://orcid.org/0009-0006-1081-2629
jcoralj@unasam.edu.pe
Universidad Santiago Antúnez de Mayolo
Lima-Perú
Tipo de artículo: Investigación
I. INTRODUCCIÓN
En el contexto hidrológico peruano, la disparidad en la disponibilidad de datos sobre caudales de cuencas es
un problema persistente, especialmente en ciertas regiones del país. Esta situación se evidencia claramente
en la información proporcionada por el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI), donde se
observa una concentración de registros en algunas zonas en detrimento de otras. Esta carencia de datos ha
motivado a numerosos especialistas a desarrollar soluciones que permitan superar las limitaciones impuestas
por la falta de información, siendo el modelo hidrológico GR2M una de las respuestas más destacadas a esta
problemática. Desarrollado por el Centro de Investigación Agrícola e Ingeniería Ambiental de Francia
(CEMAGREF), el modelo GR2M se caracteriza por su capacidad de generar caudales mensuales utilizando solo
dos parámetros principales: la capacidad de almacenamiento del reservorio y el coeficiente de intercambios
de aguas subterráneas. Estos parámetros, en combinación con datos de precipitación y evapotranspiración,
permiten una modelación efectiva incluso en cuencas con datos limitados, al aprovechar la homogeneidad de
los procesos hidrológicos, ya sean observados o simulados.
El cambio climático global, manifestado a través de fenómenos climáticos inusuales en los últimos años, ha
intensificado el interés en estudiar la tendencia de variables hidroclimáticas como la precipitación, la
temperatura y el caudal de los ríos. Estos cambios tienen un impacto significativo en la disponibilidad y
distribución de los recursos hídricos, lo que hace esencial la aplicación de modelos hidrológicos que puedan
prever estas variaciones. En este contexto, la aplicación del modelo GR2M en cuencas de la vertiente del
Pacífico ha mostrado resultados prometedores, demostrando su utilidad en la evaluación de la tendencia de
los caudales en respuesta a la variabilidad climática.
La presente investigación tiene como objetivo determinar las tendencias de los caudales medios mensuales
generados con el modelo hidrológico GR2M en las cuencas de Chicama, Moche y Santa, utilizando la prueba
no paramétrica de Mann-Kendall. Esta metodología permitirá identificar la existencia de tendencias
significativas en los caudales simulados, proporcionando información valiosa para la gestión de los recursos
hídricos en estas regiones. La investigación se enmarca en la necesidad de desarrollar herramientas robustas
que permitan enfrentar los desafíos impuestos por el cambio climático y la escasez de datos hidrológicos,
contribuyendo al fortalecimiento de la capacidad de adaptación de las cuencas a las condiciones climáticas
futuras.
ISSN-E: 2542-3401, ISSN-P: 1316-4821
Universidad, Ciencia y Tecnología,
Vol. 28, Núm. 124, (pp. 26-36)
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II. DESARROLLO
A. Fundamentos teóricos
El ciclo hidrológico, también conocido como ciclo del agua, es el proceso continuo de circulación del agua en
la Tierra a través de diferentes compartimentos, incluyendo la atmósfera, la superficie terrestre, y el subsuelo.
Este ciclo es fundamental para mantener el equilibrio hídrico del planeta y es impulsado principalmente por la
energía solar. Las fases del ciclo hidrológico son las siguientes:
1. Evaporación: Es el proceso mediante el cual el agua se transforma de estado líquido a gaseoso (vapor de
agua) debido al calor del sol. Esta evaporación ocurre principalmente en los océanos, mares, ríos, y lagos, pero
también a partir del suelo y la vegetación (evapotranspiración).
2. Condensación: El vapor de agua en la atmósfera se enfría y se condensa para formar nubes y,
eventualmente, gotas de agua líquida o cristales de hielo.
3. Precipitación: Cuando las gotas de agua en las nubes se agrupan y se vuelven lo suficientemente pesadas,
caen a la superficie terrestre en forma de lluvia, nieve, granizo o aguanieve. La precipitación es la principal
forma en que el agua regresa a la Tierra desde la atmósfera.
Zorilla Y. et al. Generación de caudales medios mensuales mediante el modelo Gr2m para el análisis de tendencia