Presentación precipitación

Precipitación

Profesora: Nohemy Calanche Sánchez

Precipitación

Para el Ingeniero Civil, la precipitación ( P ) es un Proceso Hidrológico de Transferencia que consiste en la caída y llegada al suelo de gotas de agua o partículas de hielo que se encontraban en las nubes. La Precipitación transfiere la humedad de la atmósfera hasta la corteza terrestre.

P

Q

Definición

Formación de la Precipitación

Tipos de PrecipitaciónSegún: mecanismo que produce el

ascenso de aire

Variación Geográfica de la Precipitación

La precipitación promedio anual en el planeta (área continental) es aproximadamente 800 mm. normalmente varía entre los 400 mm/año y los 1000 mm/año; pero hay zonas donde se presentan valores extremos, tales como:

-ARICA (CHILE) = 0.5 mm/AÑO.

-MT WAIALEALE, HAWAI 11680 mm/AÑO


En Venezuela


En Falcón PUEBLO NUEVO DE LA SIERRA = 1300 mm/año.

CORO = 400 mm/año

Equipos e instrumentos para medir la precipitación en una cuenca

Pluviómetro con Soporte

PLUVIÓMETROS:PLUVIÓMETROS: son medidores sin registro automático.

Partes del pluviómetro Pluviómetro digital

Equipos e instrumentos para medir la precipitación en una cuenca

PLUVIÓGRAFOS: PLUVIÓGRAFOS: son medidores con registro automático.

Uso de radares e imágenes de satélite para la caracterización y pronóstico de la precipitación

RadarObserva la localización y movimiento de

áreas de precipitación

Uso de radares e imágenes de satélite para la caracterización y pronóstico de la precipitación

Imágenes del satélite TRMM (Tifón Morakot inunda Taiwan)

El color y la forma de la

nubes permiten a

los expertos estimar la

cantidad de agua que

puede precipitar

Criterios para garantizar la representatividad de las redes pluviométricas y/o pluviográficas en una

cuenca hidrográfica

La World Meteorological Organization (1970) da las siguientes recomendaciones generales:

- Regiones planas: lo ideal es un aparato cada 600-900 Km2. Es aceptable uno cada 900 - 3000 Km2.

- Regiones montañosas: lo ideal, 1 aparato cada 100 - 250 Km2 . Se acepta 1 por cada 250 - 1000 Km2.

- Regiones áridas: se recomienda un pluviómetro cada 1500 - 10000 km2.

Presentación de los datos de precipitación desde su fuente primaria

Curvas de MasaCurvas de Masa Hietogramas de lluviaHietogramas de lluvia

Hietograma Mensual

Pluviograma de un evento



Datos de Precipitación

Mensual y Anual

Análisis de la calidad de los datos de precipitación

Estimación de datos acumulados


Estimación de datos faltantes


Estimación de datos faltantes


Pruebas de homogeneidad preliminar

Permiten determinar los errores accidentales y sistemáticos en las mediciones

El gráfico cronológico es el más sencillo de todos, pues permite la detección, a simple vista, de posibles tendencias (crecientes o decrecientes) en la muestra.


Pruebas de homogeneidad preliminar

CURVA DE MASA

Las curvas de masa señalan los cambios y tendencias de las series en la pendiente de la recta. Cualquier cambio de pendiente puede definir los posibles puntos de ruptura de la homogeneidad serial.

Gráfico de doble masa

Pruebas de homogeneidad paramétricas y no paramétricas

Paramétricas: en estas pruebas al compararse las hipótesis paramétricas se suponen conocidos la función de distribución de la población y determinados parámetros estadísticos, (generalmente, se asume una función de distribución normal o cercana a ella).

Serie que sigue una distribución Serie que sigue una distribución NormalNormal


Pruebas paramétricas

Prueba estadística ¨t¨ de Student

Prueba estadística Cramer

Prueba estadística de Fisher


En aquellos casos donde es dudosa la suposición de la normalidad, es posible aplicar técnicas opcionales basadas en suposiciones menos rígidas, las cuales se conocen como pruebas no paramétricas. Al comprobarse las hipótesis no paramétricas, no se realiza ninguna suposición sobre un determinado tipo de distribución. De esta forma éstas son más generales, y conllevan un menor volumen de cálculo.

Paramétricas

Serie que no sigue una distribución Serie que no sigue una distribución NormalNormal


Prueba de Spearman

Prueba de Kruskal-Wallis

Prueba de Helmer

Prueba de las secuencias

Pruebas No paramétricas

Determinación de la magnitud, duración y frecuencia de la precipitación de diseño en

cuencas hidrográficas

Fuente: Perozo, M (2012)



Fuente: Perozo, M (2012)



PRECIPITACIÓN DE DISEÑO

FRECUENCIAFRECUENCIA

PERIODO DE RETORNO (T): TIEMPO PROMEDIO EN QUE UN EVENTO PUEDE REPETIRSE O SUPERARSE.

T = 1 / P(X≥x)

Riesgo = 1- P(X<x) n

Riesgo = 1 – ( 1 - 1/T)n

n: vida útil



PRECIPITACIÓN DE DISEÑOMAGNITUDMAGNITUD

ANÁLISIS ESTADISTICO

PROBABILISTICO




VARIABLES ALEATORIAS CONTINUAS:VARIABLES ALEATORIAS CONTINUAS: Cuando el número n que puede tomar una variable aleatoria X es INFINITO. Ejm: Volúmenes de escurrimiento mensual en un río. Las distribuciones que describen este comportamiento son:

Distribuciones Empíricas:

Weibull, Chegodayev, Blom, Gringorten, Hazen y Cunnane.

Distribuciones Teóricas:Normal, Log-Normal, Gumbel, Log Gumbel, Pearson III y Log-Pearson III.




LÍMITES DE APLICABILIDAD Y SELECCIÓN DE LA FUNCIÓN DE DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDAD:

PRUEBAS DE BONDAD DEL AJUSTE:

- Prueba de Chi-Cuadrado (Χ2).

- Prueba Smirnov-Kolmogorov:

Si más de una distribución de probabilidades se ajusta a la misma serie de datos, se debe escoger aquella donde el “D” sea menor.



Construcción de las curvas Profundidad-Duración-Frecuencia (PDF) e Construcción de las curvas Profundidad-Duración-Frecuencia (PDF) e Intensidad-Duración-Frecuencia (IDF)Intensidad-Duración-Frecuencia (IDF)



Determinación de la precipitación de diseñoDeterminación de la precipitación de diseño

P - D - Fy = 30.32Ln(x) + 136.06

R2 = 0.956

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25 30

Duración (horas)

Pro

fun

did

ad (

mm

)

1.1 años

2 años

2.33 años

5 años

10 años

20 años

50 años

100 años

500 años

Logarítmica (500 años)

Si T = 500 años y Tc = 7 horas.

P diseño = 195.06 mm.

Distribución temporal de la precipitación de diseño

MÉTODOS PARA DETERMINAR EL COMPORTAMIENTO MÉTODOS PARA DETERMINAR EL COMPORTAMIENTO TEMPORAL DE LOS EVENTOS DE LLUVIA :TEMPORAL DE LOS EVENTOS DE LLUVIA :

MÉTODO DEL HIETOGRAMA MÉTODO DEL HIETOGRAMA TRIANGULARTRIANGULAR

MÉTODO DEL BLOQUE MÉTODO DEL BLOQUE ALTERNOALTERNO

MÉTODO DE LA INTENSIDAD MÉTODO DE LA INTENSIDAD INSTANTÁNEAINSTANTÁNEA

CURVAS ADIMENSIONALES DE CURVAS ADIMENSIONALES DE LLUVIALLUVIA

Distribución temporal de la precipitación de diseño

Distribución espacial de la precipitación de diseño

Metodologías:

•Promedio Aritmético

•Polígonos de Thiessen

• Mapas Isoyéticos

P1P3

P2

P4

Pm = Σ Pi / n

Pm = ( P1 + P2 + P3 + P4) / n

Donde;Pm: Precipitación Promedio.

P1, P2, P3, P4: Precipitación en cada estación.

n: # de Estaciones de Precipitación. Ventaja: Método sencillo.Desventaja: Aplicable a zonas planas, distribución uniforme de pluviómetros y poca variación entre los valores de lluvia

Promedio Aritmético


Polígonos de Thiessen:

Ventaja: Método más preciso que el promedio aritmético, toma en cuenta la no uniformidad de pluviómetros.Desventaja: Cuando cambia la red de pluviómetros hay que construir una nueva de red polígonos, no toma en cuenta la topografía ni las variaciones climáticas, basado solamente en criterios geométricos.


Mapas de Isoyetas::

Ventaja: Método más preciso que los anteriores, toma en cuenta la topografía y las variaciones climáticas. Desventaja: Cuando nos apoyamos en mapas topográficos hay que tomar en cuenta la variación de la precipitación con la altitud.

FUENTES CONSULTADAS

Notas de Clases. Dr. Miguel Perozo. Curso de Hidrología Notas de Clases. Dr. Miguel Perozo. Curso de Hidrología Superficial, UNEFM. 2012Superficial, UNEFM. 2012

Notas de Clases. Dra. Yackelín Rodríguez. Curso de Notas de Clases. Dra. Yackelín Rodríguez. Curso de Hidrología, Maestría en Ingeniería Hidráulica. 2012Hidrología, Maestría en Ingeniería Hidráulica. 2012

Ministerio del Poder Popular para el AmbienteMinisterio del Poder Popular para el Ambiente

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