Diapositiva 1

Anlisis de Tormentas

1Anlisis de TormentasTormenta: Una o ms lluvias ocurridas en un determinado perodo de tiempo.

2Importancia del Anlisis de Tormentas:Una tormenta puede durar desde unos pocos minutos hasta varias horas y aun das, puede abarcar extensiones de terrenos muy variables.

El anlisis de tormentas, esta relacionado con los clculos , al diseo de obras de ingeniera hidrulica;Estudio de drenajeDeterminacin de caudales mximos, o que deben encausarse, para impedir las inundaciones.Determinacin de la luz de un puente.Conservacin de suelos.Calculo del dimetro de las alcantarillas.Estudios ambientales

3Caractersticas de TormentasLmina: cantidad de precipitacin cada.Duracin: tiempo transcurrido desde inicio hasta fin de tormenta. Periodo de duracin, es un determinado periodo de tiempo, dentro del total que dura la tormenta. Intensidad: relacin entre lmina y tiempo, cantidad de lluvia cada por unidad de tiempo. Intensidad Mxima, es la altura mxima cada de agua cada por unidad de tiempo imax =P/t (mm/hora) Frecuencia: = f Nmero de veces que se repite una tormenta de determinadas caractersticas en un perodo de tiempo. Periodo de retorno: T= 1/f inversa de frecuencia; tiempo que, en promedio, debe transcurrir para que se repita un cierto evento. 25/01/2014N4Altura de la precipitacin diaria, es la suma de las lecturas observadas en un da.Altura de la precipitacin media diaria, es el promedio aritmtico de las lecturas observadas en un da.Altura de la precipitacin mensual, es la suma de las alturas diarias, ocurridas en un mes.Altura de la precipitacin media mensual, es el promedio aritmtico de las alturas de precipitacin mensual, correspondiente a un cierto numero de meses.Altura de precipitacin anual, es la suma de las alturas de precipitacin mensual, ocurridas en un ao.Altura de precipitacin media anual, es el promedio aritmtico de las alturas de precipitacin anual, correspondiente a un cierto numero de aos.

25/01/2014NPluvigrafos

Instrumento registrador de lmina de precipitacin.Permite analizar, en pluviogramas, variacin de intensidad de precipitacin.

6Bandas Pluviogrficas

7

Anlisis de TormentasDel anlisis de bandas pluviogrficas se determina variacin de intensidad de precipitacin e intensidad mxima (mm/h).Para ello se construye tabla con datos de: hora, intervalo de tiempo, tiempo acumulado, lmina parcial y acumulada, intensidad.Grfico de intensidad de Precipitacin vs Tiempo: hietograma de precipitacin.Por lo general, son de forma acampanada.

11Proceso para un Anlisis de Tormenta1.- Hora, se anota las horas en que cambia la intensidad, se reconoce por el cambio de la pendiente, de la lnea que se marca la precipitacin.2.- Intervalo de tiempo: es el intervalo de tiempo entre las horas de la columna (1).3.- Tiempo Acumulado: Es la suma sucesiva de los tiempos parciales de la columna (2)4.- Lluvia Parcial: es la lluvia cada en cada intervalo de tiempo5.- Lluvia acumulada: es la suma de las lluvias parciales de la columna (4)6.- Intensidad: es la altura de precipitacin referida a una hora de duracin, para cada intervalo de tiempo. Su calculo se realiza mediante una regla de tres simple obtenindose:Columna (4) x 60 / Columna (2)

Dibujar el hietograma, ploteando las columnas (3) vs (6).El hietograma permite apreciar mas objetivamente como varia la intensidad durante la tormenta.Dibujar la curva masa de la precipitacin, esto se consigue ploteando las columnas (3) vs (5).Anlisis de Tormentas

123456Columna (4) x 60 / Columna (2)13Hietograma

El hietograma permite apreciar mas objetivamente como varia la intensidad durante la tormenta (columnas 3 y 6)La curva de masa de precipitaciones , (graficando las columnas 3 y 5)25/01/2014N14Anlisis de frecuencias de intensidades mximas (mm/h)Analizar todas las tormentas cadas en el lugar, siguiendo el proceso ya indicado, es decir para cada tormenta hallar la intensidad mxima, para diferentes duraciones.Tabular los resultados en orden cronolgico, tomando la intensidad mayor de cada ao para cada perodo de duracin (10, 30, 60, 120, 240 min), en una tabla similar a la anterior25/01/2014N15Anlisis de frecuencias de intensidades mximas (mm/h)Ordenar en forma decreciente e independiente del tiempo, los valores de las intensidades mximas correspondientes a cada uno de los periodos de duracin. Para cada valor, calcular su periodo utilizando la frmula de Weibull: T = 1/F). (T= Periodo de retorno; F= Frecuencia;)Para cada frecuencia (o tiempo de retorno) se construye curva IDF (Intensidad Duracin Periodo). 25/01/2014N16Anlisis de frecuencias de intensidades mximas (mm/h)Con intensidades de precipitacin diferentes tormentas, se obtiene intensidad mxima para periodos de duracin de 10, 30, 60, 120.Se ordenan datos anteriores en forma decreciente.Se asigna valores de frecuencia con frmula de Weibull: F = m/(n+1). (F= Frecuencia; m=Numero de Orden; n=Numero total de observaciones, en este caso numero de aos)Para cada frecuencia (o tiempo de retorno) se construye curva IDF. 25/01/2014N17

Tabla de anlisis de frecuencias de intensidades mximas (mm/h) para diferentes tiempos de duracin 18N de OrdenPeriodo de retorno T10306012024013010583655023215102816442203108372502818..N=29Relacin entre periodo de retorno, duracin e intensidades maximasConstruir las curvas intensidad duracin- periodo de retorno (IDT)Segn los pasos siguientes:Trazar los ejes coordenados: en el eje X, colocar las duraciones (min) mientras que en el eje Y, colocar los valores de las intensidades (mm/hr).Para un periodo de retorno T (en aos ubicar los pares (duracin, intensidad), para ese periodo de retorno T.Trazar una curva que una los puntos (duracin, intensidad).Repetir los dos ltimos pasos para otros valores de T.Se muestran tres curvas para Paridos de Retorno de 10, 15, y 30 aos, son tiles para la obtencin de la intensidad mxima para una duracin y un periodo de retorno dado

Intensidad (mm/hr)Duracin (min)Curvas intensidad-duracin (idf)

Caractersticas:intensidad de tormenta disminuye con duracin.intensidad aumenta cuando aumenta Tr.22Curvas intensidad-frecuencia-duracin

25/01/2014N23Donde:i : intensidad (mm/h)Tr: perodo de retorno (aos)d: duracin (min)k, c, d, n : parmetros

Ecuacin general para curvas idfPPmm = -C1 x ln (ao) + C224Hietograma de Diseo En ocasiones no es suficiente el dato de que (por ejemplo) la precipitacin mxima para las 5 horas ms lluviosas es de 100 mm. Es posible que necesitemos conocer la evolucin de esos 100 mm. a lo largo de esas 5 horas.

Los mtodos hidrolgicos ms modernos requieren no slo del valor de lluvia o intensidad de diseo, sino de una distribucin temporal (tormenta), es decir el mtodo estudia la distribucin en el tiempo, de las tormentas observadas.

Una de las maneras de obtenerlo es a partir de las curvas IDF, dentro de ellas el Mtodo del Bloque Alterno, es una manera sencilla. (alternating block method, Chow et al).25/01/2014NMtodo del Bloque Alterno El mtodo del bloque alterno es una forma simple para desarrollar un hietograma de diseo utilizando una curva-duracin-frecuencia. El hietograma de diseo producido por este mtodo especifica la profundidad de precipitacin en n intervalos de tiempo sucesivos de duracin t, sobre una duracin total de Td=n.t. 25/01/2014NMtodo del Bloque Alterno Despus de seleccionar el periodo de retorno de diseo, la intensidad es leda en una curva IDF para cada una de las duraciones t, 2t, 3t, 4t, y la profundidad de precipitacin correspondiente se encuentra al multiplicar la intensidad y la duracin. Tomando diferencias entre valores sucesivos de profundidad de precipitacin, se encuentra la cantidad de precipitacin que debe aadirse por cada unidad adicional de tiempo t. 25/01/2014NMtodo del Bloque Alterno Estos incrementos o bloques se reordenan en una secuencia temporal de modo que la intensidad mxima ocurra en el centro de la duracin requerida Td y que los dems bloques queden en orden descendente alternativamente hacia la derecha y hacia la izquierda del bloque central para formar el hietograma de diseo

25/01/2014NPrecipitacin total y efectiva El exceso de precipitacin o precipitacin efectiva (Pe), es la precipitacin que no se retiene en la superficie terrestre y tampoco se infiltra en el suelo. Despus de fluir a travs de la superficie de la cuenca, el exceso de precipitacin se convierte en escorrenta directa a la salida de la cuenca bajo la suposicin de flujo superficial hortoniano. Las grficas de exceso de precipitacin vs. el tiempo o hietograma de exceso de precipitacin es un componente clave para el estudio de las relaciones lluvia-escorrenta.

25/01/2014NPrecipitacin total y efectiva El exceso de precipitacin o precipitacin efectiva (Pe), es la precipitacin que no se retiene en la superficie terrestre y tampoco se infiltra en el suelo. Despus de fluir a travs de la superficie de la cuenca, el exceso de precipitacin se convierte en escorrenta directa a la salida de la cuenca bajo la suposicin de flujo superficial hortoniano. Las grficas de exceso de precipitacin vs. el tiempo o hietograma de exceso de precipitacin es un componente clave para el estudio de las relaciones lluvia-escorrenta.

25/01/2014NTrabajo Practico De las siguientes bandas Pluviograma, graficar:Hietograma.Curva de masa de precipitacin.Intensidades mximas. Luego corroborar el trabajo con el programa Hidroesta.

GRACIAS POR SU ATENCIN

rnunez@continental.edu.pe

25/01/2014N