La precipitación es la caída de gotas de agua o partículas de hielo desde las nubes hasta la superficie terrestre. Existen diferentes tipos de precipitación dependiendo del mecanismo que produce la elevación del aire. La precipitación promedio anual en la Tierra es de aproximadamente 800 mm, aunque varía mucho geográficamente. Para el diseño de proyectos de ingeniería civil, es importante determinar la magnitud, duración y frecuencia de la precipitación máxima que puede ocurrir en una cuenca hidrográfica a trav

1. Precipitación
Profesora: Nohemy
Calanche Sánchez

2. 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

3. Formación de la
Precipitación

4. Tipos de Precipitación
Según: mecanismo que produce el
ascenso de aire

5. 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

6. Variación Geográfica
de la Precipitación
En Venezuela

7. Variación Geográfica
de la Precipitación
En Falcón
PUEBLO NUEVO DE LA SIERRA = 1300 mm/año.
CORO = 400 mm/año

8. 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

9. Equipos e instrumentos para medir la precipitación
en una cuenca
PLUVIÓGRAFOS:PLUVIÓGRAFOS: son medidores
con registro automático.

10. Uso de radares e imágenes de satélite para la
caracterización y pronóstico de la precipitación
Radar
Observa la localización y movimiento de
áreas de precipitación

11. 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

12. 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.

13. 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

14. Presentación de los datos de precipitación
desde su fuente primaria

15. Presentación de los datos de precipitación
desde su fuente primaria
Datos de
Precipitación
Mensual y
Anual

16. Análisis de la calidad de los
datos de precipitación
Estimación de datos acumulados

17. Análisis de la calidad de los
datos de precipitación
Estimación de datos faltantes

18. Análisis de la calidad de los
datos de precipitación
Estimación de datos faltantes

19. Análisis de la calidad de los
datos de precipitación
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.

20. Análisis de la calidad de los
datos de precipitación
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

21. 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 distribuciónSerie que sigue una distribución
NormalNormal

22. Pruebas de homogeneidad
paramétricas y no paramétricas
Pruebas paramétricas
Prueba estadística ¨t¨ de
Student
Prueba estadística Cramer
Prueba estadística de Fisher

23. Pruebas de homogeneidad
paramétricas y no paramétricas
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 distribuciónSerie que no sigue una distribución
NormalNormal

24. Pruebas de homogeneidad
paramétricas y no paramétricas
Prueba de Spearman
Prueba de Kruskal-Wallis
Prueba de Helmer
Prueba de las secuencias
Pruebas No paramétricas

25. Determinación de la magnitud, duración y
frecuencia de la precipitación de diseño en
cuencas hidrográficas
Fuente: Perozo, M (2012)

26. Determinación de la magnitud, duración y
frecuencia de la precipitación de diseño en
cuencas hidrográficas
Fuente: Perozo, M (2012)

27. Determinación de la magnitud, duración y
frecuencia de la precipitación de diseño en
cuencas hidrográficas
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

28. Determinación de la magnitud, duración y
frecuencia de la precipitación de diseño en
cuencas hidrográficas
PRECIPITACIÓN DE
DISEÑOMAGNITUDMAGNITUD
ANÁLISIS
ESTADISTICO
PROBABILISTICO

29. Determinación de la magnitud, duración y
frecuencia de la precipitación de diseño en
cuencas hidrográficas
PRECIPITACIÓN DE
DISEÑOMAGNITUDMAGNITUD
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.

30. Determinación de la magnitud, duración y
frecuencia de la precipitación de diseño en
cuencas hidrográficas
PRECIPITACIÓN DE
DISEÑOMAGNITUDMAGNITUD
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.

31. Determinación de la magnitud, duración y
frecuencia de la precipitación de diseño en
cuencas hidrográficas
Construcción de las curvas Profundidad-Duración-Frecuencia (PDF) eConstrucción de las curvas Profundidad-Duración-Frecuencia (PDF) e
Intensidad-Duración-Frecuencia (IDF)Intensidad-Duración-Frecuencia (IDF)

32. Determinación de la magnitud, duración y
frecuencia de la precipitación de diseño en
cuencas hidrográficas
Determinación de la precipitación de diseñoDeterminación de la precipitación de diseño
P - D - F
y = 30.32Ln(x) + 136.06
R2
= 0.956
0
50
100
150
200
250
0 5 10 15 20 25 30
Duración (horas)
Profundidad(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.

33. Distribución temporal de la precipitación
de diseño
MÉTODOS PARA DETERMINAR EL COMPORTAMIENTOMÉTODOS PARA DETERMINAR EL COMPORTAMIENTO
TEMPORAL DE LOS EVENTOS DE LLUVIA :TEMPORAL DE LOS EVENTOS DE LLUVIA :
MÉTODO DEL HIETOGRAMAMÉTODO DEL HIETOGRAMA
TRIANGULARTRIANGULAR
MÉTODO DEL BLOQUEMÉTODO DEL BLOQUE
ALTERNOALTERNO
MÉTODO DE LA INTENSIDADMÉTODO DE LA INTENSIDAD
INSTANTÁNEAINSTANTÁNEA
CURVAS ADIMENSIONALES DECURVAS ADIMENSIONALES DE
LLUVIALLUVIA

34. Distribución temporal de la precipitación
de diseño

35. Distribución espacial de la precipitación de
diseño
Metodologías:
•Promedio Aritmético
•Polígonos de Thiessen
• Mapas Isoyéticos
P1
P3
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

36. Distribución espacial de la precipitación de
diseño
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.

37. Distribución espacial de la precipitación de
diseño
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.

38. FUENTES CONSULTADAS
 Notas de Clases. Dr. Miguel Perozo. Curso de HidrologíaNotas de Clases. Dr. Miguel Perozo. Curso de Hidrología
Superficial, UNEFM. 2012Superficial, UNEFM. 2012
 Notas de Clases. Dra. Yackelín Rodríguez. Curso deNotas 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