curvas de intensidad duración y frecuencia

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CURVAS DE INTENSIDAD DURACIÓN Y FRECUENCIA (IDF) Una curva IDF o de Intensidad-Duración-Frecuencia es una relación matemática, generalmente empírica, entre la intensidad de una precipitación, su duración y la frecuencia con la que se observa. La frecuencia de las precipitaciones intensas puede caracterizarse mediante períodos de retorno, que no son más que la inversa de la frecuencia. Si fijamos una ocurrencia determinada, las curvas que relacionan la intensidad y la duración también se conocen como curvas de Intensidad Media Máxima o curvas IMM. Tanto para un evento real de lluvia como para una lluvia simulada con un determinado período de retorno, al aumentarse la duración de la lluvia disminuye su Intensidad Media Máxima (IMM). La formulación de esta dependencia se determina caso por caso, con base en datos observados directamente en el sitio estudiado o en otros sitios vecinos con las mismas características topográficas. Las curvas Intensidad – Duración – Frecuencia (IDF) son curvas que resultan de unir los puntos representativos de la intensidad media en intervalos de diferente duración, y correspondientes todos ellos a una misma frecuencia o período de retorno Debe destacar que la intensidad, según Chowet al (1994), se define como la tasa temporal de precipitación, o sea, la profundidad por unidad de tiempo (mm/hr), y ésta (1) se expresa como: i= P Td ( 1 ) Donde P es la profundidad de lluvia en mm o pulg, y Td es la duración, dada usualmente en hr. Construcción de las Curvas IDF. Existen dos métodos; el primero, llamado de intensidad - período de retorno, relaciona estas dos variables para cada duración por separado, mediante alguna de las funciones de distribución de probabilidad usadas en hidrología. El otro método relaciona simultáneamente la intensidad, la duración y el período de retorno en una familia de curvas, cuya ecuación (2) es: I= kx T m ( d+ c) n ( 2)

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HIDROLOGÍA

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CURVAS DE INTENSIDAD DURACIN Y FRECUENCIA (IDF)Unacurva IDFo deIntensidad-Duracin-Frecuenciaes una relacin matemtica, generalmente emprica, entre la intensidad de unaprecipitacin, su duracin y la frecuencia con la que se observa. La frecuencia de las precipitaciones intensas puede caracterizarse medianteperodos de retorno, que no son ms que la inversa de la frecuencia.Si fijamos una ocurrencia determinada, las curvas que relacionan la intensidad y la duracin tambin se conocen comocurvas de Intensidad Media Mximaocurvas IMM. Tanto para un evento real de lluvia como para una lluvia simulada con un determinadoperodo de retorno, al aumentarse la duracin de la lluvia disminuye su Intensidad Media Mxima (IMM). La formulacin de esta dependencia se determina caso por caso, con base en datos observados directamente en el sitio estudiado o en otros sitios vecinos con las mismas caractersticas topogrficas.Las curvas Intensidad Duracin Frecuencia (IDF) son curvas que resultan de unir los puntos representativos de la intensidad media en intervalos de diferente duracin, y correspondientes todos ellos a una misma frecuencia o perodo de retornoDebe destacar que la intensidad, segn Chowet al (1994), se define como la tasa temporal de precipitacin, o sea, la profundidad por unidad de tiempo (mm/hr), y sta (1) se expresa como:

Donde P es la profundidad de lluvia en mm o pulg, y Td es la duracin, dada usualmente en hr.Construccin de las Curvas IDF.Existen dos mtodos; el primero, llamado de intensidad - perodo de retorno, relaciona estas dos variables para cada duracin por separado, mediante alguna de las funciones de distribucin de probabilidad usadas en hidrologa.El otro mtodo relaciona simultneamente la intensidad, la duracin y el perodo de retorno en una familia de curvas, cuya ecuacin (2) es:

Donde k, m, n y c son constantes que se calculan mediante un anlisis de correlacin lineal mltiple, y en tanto que I y d corresponden a la intensidad de precipitacin y la duracin, respectivamente.Por otra parte, Chow et al (1994), plantean dos formas de trabajar con las curvas. La primera, utiliza un anlisis de frecuencia de la lluvia, considerando para ello una funcin de distribucin de probabilidad de valor extremo como la funcin Gumbel.

Wenzel (1982), citado por Chow et al (1994), dedujo para algunas ciudades de los Estados Unidos, algunos coeficientes para utilizarlos en una ecuacin (3) de la forma:

Donde I es la intensidad de lluvia de diseo, y Td la duracin, en tanto c, e y f son coeficientes que varan con el lugar y el perodo de retornoPor otro lado, Varas y Snchez, citado por EULA (1993), han propuesto otra metodologa para el diseo de las curvas IDF. Dicho procedimiento plantea la siguiente expresin (4) para estimar las intensidades mximas, para distintos perodos de retorno y duraciones:

METODOS PARA CALCULAR EL CAUDAL DE DRENAJE DE UNA CUENCAMTODO RACIONALEl Mtodo Racional es uno de los ms utilizados para la estimacin del caudal mximo asociado a determinada lluvia de diseo. Se utiliza normalmente en el diseo de obras de drenaje urbano y rural. Y tiene la ventaja de no requerir de datos hidromtricos para la Determinacin de Caudales Mximos.La expresin utilizada por el Mtodo Racional es:

Dnde: Q: Caudal mximo [m3/s] C: Coeficiente de escorrenta, en este Tutorial encontrars algunos valores para cuencas Rurales y Urbanas. I: Intensidad de la Lluvia de Diseo, con duracin igual al tiempo de concentracin de la cuenca y con frecuencia igual al perodo de retorno seleccionado para el diseo (Curvas de I-D-F) [mm/h] A: rea de la cuenca. [Ha]El Coeficiente de Escorrenta, C:El valor del coeficiente de escorrenta depende de diversos factores: Permeabilidad de la superficie Pendiente y caractersticas de encharcamiento de la superficie (almacenamiento de depresin) Caractersticas y condiciones del suelo (humedad antecedente, compactacin, porosidad, posicin del nivel fretico) VegetacinLa Intensidad de Lluvia, i: El valor de la intensidad de lluvia de diseo se obtiene de las curvas intensidad-duracin-frecuencia para una duracin igual al tiempo de concentracin de la cuenca y para una frecuencia correspondiente al periodo de retorno seleccionado.MTODO DE CREAGER Este mtodo, originalmente desarrollado por Creager, La aplicacin de este mtodo permite la estimacin de los caudales mximos diarios en cuencas sin informacin, para diferentes periodos de retorno, tomando el rea de la cuenca como el parmetro de mayor incidencia en la ocurrencia de caudales mximos.Para la estimacin de la avenida o escurrimiento mximo, el mtodo a usarse depende de:Disposicin de datos hidrolgicos dentro del rea de la cuenca o en sus alrededores

Dimensiones e importancia de la obra.Envolventes de CreagerSe basa en la relacin del rea de la cuenca Ac y el caudal mximo Q.La frmula denominada frmula de Creager es la siguiente

Donde Q es el caudal de la avenida mxima en m3 /s, C depende de las regiones hidrolgicas del pas, A es el rea de la cuenca en Km 2. (SAGARPA, 2010) se usa para cuencas grandes y pequeas. MTODO DE LOWRYEste mtodo se basa en el mismo procedimiento que el de Creager, diferencindose en la ecuacin que define a la envolvente de gastos mximos.

Donde: q= gasto unitario en m3/s/km2 A= rea de la cuenca de estudio en km2 C= Parmetro que depende de la cuenca considerada. Al igual que Creager se usa tanto para cuencas grandes como para pequeas. Bibliografa:http://eias.utalca.cl/Docs/pdf/Publicaciones/manuales/b_modulo_IDF.pdfhttp://www.sagarpa.gob.mx/desarrolloRural/noticias/2012/Documents/FICHAS%20TECNICAS%20E%20INSTRUCTIVOS%20NAVA/INSTRUCTIVO_HIDROLOG%C3%8DA.pdf