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1.     Introducción.Se puede entender por precipitación a todos los productos formados por lacondensación de vapor atmosfé...
Se debe considerar el relieve del terreno de manera que el mapa final searealmente representativo de cómo está distribuida...
2.     Materiales y métodos.Distancia Inversa.La metodología de la distancia inversa es otra variante para poder encontrar...
Curvas IsoyetasEsta es otra metodología para la determinación de la precipitación media paraesto debemos en primer lugar t...
3.       Análisis de resultados.Los resultados obtenidos como consecuencia de la metodología antesmencionada son los sigui...
Precipitacion Media =               27,54410897                               Curvas Isoyetas.                 Calculo de ...
Precipitacion Media =          Pm                 Precipitacion Media =                         31,73368509           Los ...
Hietograma de frecuencia                                             Hietograma                  200     I            180 ...
Calculos de la intensidades maximas a los 5, 10, 30, 60, 120 minutos de la tormenta.            Intensidades máximas para ...
I120:             22,0074.      Conclusiones y Recomendaciones.Luego de haber realizado todos los procedimientos antes ind...
ANEXOSTrabajos realizados en AutoCAD
Cálculos de la precipitación media empleando ExcelCálculos de los datos de la tormenta realizados en Excel.
BIBLIOGRAFIA Monsalve (1999), Hidrología en la ingeniería (2da. Edición), Editorial  Escuela Colombiana de Ingeniería. C...
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  1. 1. UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA Hidrología 1 Precipitación y Lluvias intensas Autor: Bryan Wladimir Ramírez CabreraParalelo: “B” 2012 - 2013
  2. 2. 1. Introducción.Se puede entender por precipitación a todos los productos formados por lacondensación de vapor atmosférico (lluvia, neblina, granizo) que caen hacia lasuperficie terrestre. La precipitación es la fase del ciclo hidrológico que daorigen a todas las corrientes superficiales y profundas, debido a lo cual suevaluación y el conocimiento de su distribución, tanto en el tiempo como en elespacio, son problemas básicos en hidrología. Los elementos necesarios parala formación de las precipitaciones son los siguientes: Humedad atmosférica,Radiación solar, Mecanismo de enfriamiento del aire, Presencia de núcleospara que haya condensación, Mecanismo de crecimiento de partículas(Germán Monsalve Saenz, HIDROLOGÍA EN LA INGENIERÍA)Existen los siguientes tipos de precipitación. 1. Precipitación ciclónica. Es la que está asociada al paso de una perturbación ciclónica. 2. Precipitación convectiva. Tiene su origen en la inestabilidad de una masa de aire más caliente que las circundantes. La masa de aire caliente asciende, se enfría, se condensa y se forma la nubosidad de tipo cumuliforme, origen de las precipitaciones en forma de chubascos o tormentas. 3. Precipitación orográfica. Es aquella que tiene su origen en el ascenso de una masa de aire, forzado por una barrera montañosaPara medir la precipitación se utiliza los pluviómetros y lo pluviógrafos.Pluviómetro: Es un artefacto cilindro recto, de sección conocida, con unborde agudo horizontal (boca) y un dispositivo para recoger el agua(colector).Pluviógrafos: Son los instrumentos destinados a medir la distribución de lalluvia en el tiempo en un determinado lugar. Con ellos se conoce la cantidadde lluvia a través del tiempo y también su intensidad.Existen varias metodologías para poder determinar la precipitación media deuna cuenca entre las cuales tenemos:Distancia inversa: Esta metodología utiliza el criterio que nos indica quemientras más cercano a una estación este con respecto al centroide mayorserá su influencia en la cuenca. Por esta razón se debe tomar las cuatroestaciones más cercanas al centroide de la cuenca.Curvas Isoyetas: se utiliza curvas de igual precipitación. El trazado de lascurvas Isoyetas es similar a las curvas de nivel en donde la precipitacióncaptada en un pluviómetro sustituye a la cota del terreno.
  3. 3. Se debe considerar el relieve del terreno de manera que el mapa final searealmente representativo de cómo está distribuida la precipitación en la cuenca.Lluvias intensas.Las lluvias Intensas o tormentas son grandes cantidades de agua que sedescargan como precipitaciones de lluvia a la superficie de la tierra en untiempo relativamente corto, una lluvia intensa posee tres característicasimportantes que son la intensidad, la duración y la frecuencia. La intensidad:La intensidad de la precipitación podemos definirla como la cantidad de aguade lluvia caída por una unidad de tiempo, comúnmente se expresa con mm/h.La Duración: La duración de una precipitación se define como el tiempotranscurrido entre el inicio y el fin de las lluvias intensas o tormentas, perocomo la intensidad de precipitación varia constante a lo largo de las lluviasintensas o tormentas, es necesario considerar el tiempo transcurrido entredos cambios de intensidad de precipitaciones dentro de la misma lluviaintensa o tormenta es decir los llamados intervalos de duración, las tormentasse definen en base a intensidades máximas de duración que pueden ser 5,10,360 mim, etc. Un intervalo de duración es el tiempo y la cantidad deprecipitaciones entre cambios de intensidad.La Frecuencia: la frecuencia de precipitaciones podemos decir que es elnumero de veces que se repite una tormenta de intensidad y duracióndefinida en un periodo de tiempo o de duración mas o menos largo, tomadogeneralmente en años.La cantidad de lluvia que cae en un lugar se mide por los pluviómetros. Lamedición se expresa en milímetros de agua y equivale al agua que seacumularía en una superficie horizontal e impermeable durante el tiempo quedure la precipitación o sólo en una parte del periodo de la misma.La duración y la intensidad de una tormenta se determinan en base a losanálisis de su pluviograma, el cambio de frecuencia requiere del análisis deuna serie de tormentas en una estación dada.En el siguiente trabajo hemos hecho los análisis de una tormenta o lluviaintensa por medio una faja pluviográfica determinaremos la duración total dela tormenta, los diferentes intervalos de duración que en ella se presentan ysus correspondientes intensidades, también construiremos el hietograma deprecipitación, la curva de masa y determinaremos la intensidad máxima para5, 10, 30, 60 y 120 minutos y empleando almenos cuatro combinaciones de intensidades máximas de intervalos deduración. Lo redactado en esta introducción es lo que se procedió hacer eneste trabajo.
  4. 4. 2. Materiales y métodos.Distancia Inversa.La metodología de la distancia inversa es otra variante para poder encontrarla precipitación media para la aplicación de este proceso se tuvo que utilizarlas mismas herramientas mencionadas en la metodología de los polígonos deThiessen pero además en este caso en especial es necesario obtener el dato dela ubicación del centroide para el cual existen varias metodología pero existeuna en particular que para efectos de esta tarea facilita el trabajo el cual esencontrar el centro de gravedad por medio de una plomada que debe colgarde la cuenca recortada y este proceso se lo repite en varios puntos de lacuenca y de esta manera en la intersección de las líneas obtenidas seencuentra el centro de gravedad; Una vez obtenido el centro de gravedad se procedió a aplicar los conocimientos aprendidos en clase para determinar las cuatro estaciones más cercanas las cuales son importantes para la aplicación de la fórmula que a continuación se presentara la cual al determinarla arrojara un valor de la precipitación el cual en su mayoría debe coincidir con la precipitación media antes calculada por la metodología de los polígonos de Thiessen. Los cálculos fueron realizados en hoja electrónica de Microsoft Excel.En donde son las estaciones consideradas como máscercanas al centroide antes determinado y son las distanciasrespectivas entre cada estación y el centro de gravedad de la cuenca.
  5. 5. Curvas IsoyetasEsta es otra metodología para la determinación de la precipitación media paraesto debemos en primer lugar tener la triangulación que utilizamosanteriormente en los polígonos de Thiessen para con esta interpolar lasprecipitaciones y de esta manera obtener la curvas Isoyetas, para lainterpolación se aplica metodologías de topografía básicas y fáciles de aplicar,pero se tuvo en cuenta que se necesitaba cotas redondas y a la vez que seanmúltiplos para que al momento de unir las cotas no se tenga inconvenientes.Una vez unidas las cotas que se obtuvo se procede a la aplicación de lafórmula para esto necesitamos datos tales como la precipitación media entrecurvas Isoyetas esto se lo realiza de dos en dos respectivamente, luegodebemos obtener el área entre las cotas antes mencionadas, y el último datoque necesitamos es el área total de la cuenca luego aplicamos la fórmula quese presenta a continuación.Con este método se culmina el cálculo de la precipitación media de la cueca.Lluvias intensas:Para la realización de este trabajo se empleo la herramienta Excel para loscálculos y las graficas tales como: el hietograma de frecuencia y la curva demasa, así también se realizo algunos cálculos a mano
  6. 6. 3. Análisis de resultados.Los resultados obtenidos como consecuencia de la metodología antesmencionada son los siguientes: Distancia inversa Calculo de la precipitación media de la cuencaAl realizar el cálculo de la precipitación media aplicando la metodología de ladistancia inversa se obtuvo los siguientes resultados: DISTANCIA INVERSA Distancia al Estacion Precipitación Distancia cuadrado A 38,0000 7,6913 59,1567 B 17,00 8,0534 64,8574 C 29,0000 7,7493 60,0520 D 26,0000 6,3396 40,1912 Pm Precipitacion Media =
  7. 7. Precipitacion Media = 27,54410897 Curvas Isoyetas. Calculo de la precipitación media de la cuencaAl realizar el cálculo de la precipitación media aplicando la metodología de lascurvas isoyetas se obtuvo los siguientes resultados: Curvas Isoyetas Intervalo P. Promedio P. Areá P*A38-35 36,5 2,0878 76,2064748235-34 34,5 4,1295 142,46736334-32 33 12,9559 427,544648632-30,5 31,25 18,9847 593,272377630,5-29 29,75 8,1861 243,536356229-26 27,5 2,9194 80,28335106 49,2634
  8. 8. Precipitacion Media = Pm Precipitacion Media = 31,73368509 Los resultados de los cálculos de la tormenta indicada en el pluviograma son los siguientes: Tabla de cálculos de precipitación e intensidad de la tormenta Hora Tiempo Tiempo Precipitacion Precipitacion Intensidad Hora (final)(inicio) (min) acumulado (mm) acumulada (mm/h) 0 0 0 0 0 0 0 19:20 20:45 85 85 0 0 0 20:45 21:00 15 100 5,53 5,53 22,11 21:00 21:02 2 102 5,77 11,30 173,05 21:02 21:06 4 106 5,91 17,20 88,60 21:06 21:22 18 124 6,06 23,27 20,21 21:22 21:33 11 135 6,49 29,76 35,40 21:33 21:40 7 142 6,56 36,32 56,24 21:40 1:03 203 345 0,00 36,32 0,00 1:03 1:10 7 352 6,84 43,16 58,64 1:10 6:55 345 697 0,00 43,16 0,00 6:55 7:00 5 702 7,03 50,19 84,37 Duracion total de la tormenta 60 1 702 11,7 = 11 horas, 42 minutos, 0 segundos
  9. 9. Hietograma de frecuencia Hietograma 200 I 180 n 160 t 140 e 120 n 100 s 80 Hietograma i 60 d a 40 d 20 0 0 85 100 102 106 124 135 142 345 352 697 702 Tiempo (min)En este hietograma se puede notar que la intensidad de la tormenta es mayor enel minuto 102 de lamisma. Curva de masa Curva de Masa 60 50 40 Precipitación 30 20 Curva de Masa 10 0 0 200 400 600 800 -10 Tiempo
  10. 10. Calculos de la intensidades maximas a los 5, 10, 30, 60, 120 minutos de la tormenta. Intensidades máximas para diferentes intervalos de duraciónt (min) I (min/h) 4 Combinaciones 85 0 I5: 122,381868 I5max 15 22,1083203 I5: 82,4839874 2 173,047488 Imax I5: 74,9266091 4 88,6047881 I5: 13,2649922 18 20,2138933 11 35,3956758 4 Combinaciones 7 56,2373851 I10: 78,1369702 I10max 203 0 I10: 69,9828101 7 58,6375869 I10: 47,570 345 0 I10: 58,188 5 84,3697017 0 0 4 Combinaciones 0 0 I30: 35,148 I30: 11,0541601 I30: 41,027 I30: 41,326 I30max 4 Combinaciones I60: 12,7720761 I60: 29,952 I60: 43,578 I60max I60: 33,077 4 Combinaciones I120: 26,225 I120: 55,755 I120max I120: 35,365
  11. 11. I120: 22,0074. Conclusiones y Recomendaciones.Luego de haber realizado todos los procedimientos antes indicados se hallegado a las siguientes con conclusiones:  Al realizar el cálculo de la precipitación mediante las metodologías tanto de distancia inversa como de curvas isoyetas obtuvimos un valor que se podría decir está acorde a los requerimientos que desde un principio se esperaba.  La tormenta analizada en este trabajo se le puede notar que no fue algo fuerte ya que su intensidad máxima tan solo duro 2 minutos.  La tormenta tuvo una duración de aproximadamente 12 horas de las cuales fueron muy pocas en las que existió precipitaciónDel presente trabajo se puede recomendar:  Tener siempre el mayor de los cuidados al realizar el trabajo ya que un error puede alterar los datos y posteriormente los resultados.  Tener milimetradas las graficas para que los datos obtenidos de las graficas puedan ser los correctos y más precisos.
  12. 12. ANEXOSTrabajos realizados en AutoCAD
  13. 13. Cálculos de la precipitación media empleando ExcelCálculos de los datos de la tormenta realizados en Excel.
  14. 14. BIBLIOGRAFIA Monsalve (1999), Hidrología en la ingeniería (2da. Edición), Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería. Cuaderno de apuntes de Hidrología 1, Ph.D Fernando Oñate V. 2010 http://www.slideshare.net/hotii/7-cuenca-hidrografica

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