Capitulo 3 hidrailica fluvial

7/26/2019 Capitulo 3 hidrailica fluvial

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Curso de HidrologaCurso de HidrologaPrecipitacinPrecipitacin


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Capitulo 3.Capitulo 3.

PrecipitacinPrecipitacin

FormasFormas Llovizna o garaLlovizna o gara

LluviaLluvia GranizoGranizo

ieveieve

Precipitacin es laPrecipitacin es la!uente primaria del!uente primaria delagua de laagua de lasuper"cie terrestresuper"cie terrestre


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Capitulo 3.Capitulo 3.

3.# $rigen de la Precipitacin3.# $rigen de la Precipitacin

u%e constituida deu%e constituida depe&ue'as gotas esta%lespe&ue'as gotas esta%les (i)metro* +asta #,,(i)metro* +asta #,,

micrones -# #,micrones -# #,/0/0m1m1

2spaciamiento* # mm2spaciamiento* # mm asa* ,.4 a # gr5masa* ,.4 a # gr5m33

LluviaLluvia (i)metro* ,.4 a 3 mm(i)metro* ,.4 a 3 mm

$rigen de precipitacin$rigen de precipitacin

6nin de gotas6nin de gotas 2ngrosamiento de la gota2ngrosamiento de la gotapor !usin 7 condensacinpor !usin 7 condensacinde otras -coalescencia1de otras -coalescencia1


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Capitulo 3Capitulo 3

3.8 Formas de precipitacin3.8 Formas de precipitacin

LloviznaLlovizna Gotas con di)metros de ,.# a ,.4 mmGotas con di)metros de ,.# a ,.4 mm 9elocidad de cada %a:a* # m5seg a9elocidad de cada %a:a* # m5seg a ; 3 m5seg; 3 m5seg

LluviaLluvia Gotas con di)metrosGotas con di)metros


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Captulo 3Captulo 33.3 Clasi"cacin de la3.3 Clasi"cacin de laprecipitacinprecipitacin >tendiendo al !actor

&ue provoca laelevacin del aireen la atms!era? laprecipitacin seclasi"ca en*

Convectiva $rogr)"ca

Ciclnica


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Captulo 3Captulo 3

Precipitacin convectivaPrecipitacin convectiva

Propias de tiempo caluroso 7de regiones tropicales

@on acompa'adas de ra7os 7truenos

La precipitacin se da por lossiguientes procesos* 2vaporacin 2levacin por conveccin 2n!riamiento por ascenso

-gradiente1 >dia%)tico seco -#A C 5#,,m1 >dia%)tico +medo o

saturado -,.4AC 5#,,m1

Las masas de vaporacumulado !orman lasllamadas CBlulas deConveccin.


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Captulo 3Captulo 3

Precipitacin orogr)"caPrecipitacin orogr)"ca

La precipitacin se dapor los siguientesprocesos*

2vaporacin 2mpu:e del vapor +acia

las monta'as

2n!riamiento porascenso a lo largo de lamonta'a

Condensacin 7Precipitacin


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Captulo 3Captulo 3

Precipitacin ciclnicaPrecipitacin ciclnica

La precipitacin se dapor los siguientesprocesos* C+o&ue de dos

masas con

di!erentetemperatura 7+umedad

u%es mascalientesimpulsadas a laspartes altas

Condensacin 7Precipitacin

2st)n asociadas conel paso de ciclones ozonas de %a:a presin.


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Captulo 3Captulo 33.0 edicin de la3.0 edicin de laprecipitacinprecipitacin @e mide en !uncin

de la altura de lal)mina de agua &ue

cae por unidad de)rea

@i

+p #mm

2ntonces*9olumen ,.,,# m3

o igual a # litro

+p

>rea # m8


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Captulo 3Captulo 33.0 edicin de la3.0 edicin de laprecipitacinprecipitacin PluvimetroPluvimetro

>parato destinado a medir la>parato destinado a medir lacantidad de agua cada? 7a seacantidad de agua cada? 7a seaen !orma de lluvia? nieve oen !orma de lluvia? nieve ogranizo? epresada a travBs degranizo? epresada a travBs dela cantidad de litros ola cantidad de litros omilmetros cados por metromilmetros cados por metrocuadrado.cuadrado.

Cual&uier recipiente de %ocaCual&uier recipiente de %ocaanc+a? cu7a super"cie seaanc+a? cu7a super"cie seaconocida puede servir comoconocida puede servir comopluvimetroD para e!ectuar laspluvimetroD para e!ectuar lasmedidas? se utilizar) unamedidas? se utilizar) unapro%eta graduada &ue dar) lospro%eta graduada &ue dar) los

cc. de precipitacin cados encc. de precipitacin cados enel pluvimetro.el pluvimetro.

2l pluvimetro tipo Hellmann2l pluvimetro tipo Hellmannes el instrumentoes el instrumentometeorolgico m)smeteorolgico m)sgeneralizado.generalizado.

8, cm E


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Captulo 3Captulo 33.0 edicin de la3.0 edicin de laprecipitacinprecipitacin Pluvigra!oPluvigra!o

2s un instrumento2s un instrumentoregistrador &ue mide laregistrador &ue mide lacantidad de precipitacin ecantidad de precipitacin eindica la intensidad cada.indica la intensidad cada.

Constituidos por recipientesConstituidos por recipientesdo%les de medida conocidado%les de medida conocida-vaciado autom)tico1-vaciado autom)tico1

2l movimiento se transmite2l movimiento se transmitea una plumilla &ue inscri%ea una plumilla &ue inscri%eso%re la %anda registradoraso%re la %anda registradora

el nmero de vuelcos &ueel nmero de vuelcos &uese +an producidose +an producido 2l gr)"co &ue se genera se2l gr)"co &ue se genera se

conoce como pluviograma.conoce como pluviograma.

Pluviograma


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Captulo 3Captulo 33.0 edicin de la3.0 edicin de laprecipitacinprecipitacin 2staciones autom)ticas2staciones autom)ticas

egistran par)metrosegistran par)metros+asta cada minuto+asta cada minuto

a:o costoa:o costo Pueden verse los datos enPueden verse los datos en

tiempo realtiempo real

Proceso se +ace medianteProceso se +ace medianteun programaun programaespecializadoespecializado

2l C>I2 aca%a de2l C>I2 aca%a deinstalar dos estacionesinstalar dos estacionesde este tipo.de este tipo.


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Captulo 3Captulo 33.0 edicin de la3.0 edicin de laprecipitacinprecipitacin adaradar

Puede determinar dnde est)n laPuede determinar dnde est)n lalluvialluvia7 el7 el granizogranizo ..

2l radar re%ota ondas de radio en2l radar re%ota ondas de radio enlas gotas de lluvia de las nu%es.las gotas de lluvia de las nu%es.

6na computadora mide cu)nto6na computadora mide cu)nto

tiempo le toma a las ondastiempo le toma a las ondasreJe:arse de vuelta 7 utiliza esereJe:arse de vuelta 7 utiliza esetiempo para determinar cu)n le:ostiempo para determinar cu)n le:osest) la lluvia.est) la lluvia.

La computadora tam%iBn mideLa computadora tam%iBn midecu)nta energa secu)nta energa se refeja derefeja devueltavuelta +acia el radar 7 calcula+acia el radar 7 calculacuanta lluvia contienen las nu%es.cuanta lluvia contienen las nu%es.

adar (oppleradar (oppler o slo puede determinar cu)no slo puede determinar cu)n

le:os est)n las gotas de lluvia?le:os est)n las gotas de lluvia?tam%iBn puede calcular si se est)ntam%iBn puede calcular si se est)nmoviendo en direccin o le:os delmoviendo en direccin o le:os delradar.radar.

Los meterelogos sa%en &ue si laLos meterelogos sa%en &ue si lalluvia se est) moviendo? ellluvia se est) moviendo? el vientovientode%e estar empu:)ndola. 2s asde%e estar empu:)ndola. 2s ascomo sa%en +acia dnde sopla elcomo sa%en +acia dnde sopla el

viento dentro de las nu%es.viento dentro de las nu%es.
http://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/precipitation/rain.sp.htmlhttp://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/precipitation/rain.sp.htmlhttp://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/precipitation/hail.sp.htmlhttp://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/precipitation/hail.sp.htmlhttp://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/wind.sp.htmlhttp://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/wind.sp.htmlhttp://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/wind.sp.htmlhttp://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/precipitation/hail.sp.htmlhttp://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/precipitation/rain.sp.html


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Captulo 3Captulo 33.0 edicin de la3.0 edicin de laprecipitacinprecipitacin Precipitacin radar vrs. pluvimetrosPrecipitacin radar vrs. pluvimetros


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Captulo 3Captulo 33.4 C)lculo de la precipitacin3.4 C)lculo de la precipitacinmediamedia Los mBtodos pueden ser utilizadosLos mBtodos pueden ser utilizados

para calcular precipitacin mediapara calcular precipitacin media

anual o de una tormentaanual o de una tormenta etodologas*etodologas*

Promedio aritmBticoPromedio aritmBtico

Polgonos de +iessenPolgonos de +iessen Iso7etasIso7etas


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3.4.# Promedio aritmBtico3.4.# Promedio aritmBtico

Promedio aritmBtico? delas alturas deprecipitacionesregistradas? de las

estaciones localizadasdentro de la zona Precisin depende de*

Cantidad de estaciones (istri%ucin de estaciones

(istri%ucin de lluvias 2s un mBtodo %ueno si+a7 un gran nmero depluvimetros


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3.4.8 Polgonos de +iessen3.4.8 Polgonos de +iessen

@e necesita conocerla localizacin de lasestaciones dentro 7!uera del )rea deestudio.

2ste mBtodo lo

utilizaremos en ella%oratorioutilizando @IG.


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3.4.3 Iso7etas3.4.3 Iso7etas

@e necesita de unplano de iso7etas parael )rea de estudio

2ste sola ser elmBtodo m)s eacto. @e necesita de un %uen

criterio para el trazadode iso7etas

Precipitacin orogr)"casigue el patrn decurvas a nivel


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3.4.0 Interpolacin espacial3.4.0 Interpolacin espacial

Procedimiento matem)tico utilizado para predecir elvalor de un atri%uto en una locacin precisa a partir devalores del atri%uto o%tenidos de puntos vecinosu%icados al interior de la misma regin. > la prediccin

del valor de un atri%uto en lugares !uera de la regincu%ierta por las o%servaciones se le llama extrapolacin.


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La interpolacin es necesaria* Cuando la super"cie rasterizada -GI(1 tiene una resolucin &ue es

di!erente de la resolucin pedida -e:* trans!ormaciones de unapro7eccin a otra1

Cuando una super"cie continua es representada por un modelo &ue es

di!erente al necesitado -trans!ormacin de un I a un GI(1 Cuando los datos no cu%ren toda la regin de interBs de estudio -datosde estaciones meteorolgicas1


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La +iptesis %)sica de la interpolacin espacial es:

"La observacin comn que, en promedio, da

valores a un atributo dentro de una vecindad

en el espacio tienen una fuerte probabilidad

de ser similares (variables regionalizadas y

dependencia espacial) y que esta probabilidad

disminuye respecto a valores de una vecindad

separados por una gran distancia".

> la dependencia se le conoce tam%iBn como>6$C$2L>CI$ 2@P>CI>L


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3.4.0. Interpolacin espacial3.4.0. Interpolacin espacial

6n mBtodo &ue predice? para una determinadalocalizacin? un valor del atri%uto &ue es idBntico alvalor medido en esta posicin se lo llama un

mBtodo preciso eacto. odo otro tipo de mBtodose lo llama ineacto.

La di!erencia -a%soluta o cuadrada1 entre el valoro%servado 7 el valor estimado es en la granma7ora de los casos usada como indicador de la

calidad de la interpolacin ineacta. 2isten dos metodos generales de interpolacin* Interpolacin glo%al

Interpolacin local


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3.4.0.# Interpoladores3.4.0.# Interpoladores

Glo%alesGlo%ales 6tilizan todo los datos disponi%les para e!ectuar unaestimacin v)lida para toda la regin de interBs.

@on utilizados m)s %ien para eaminar 7 eliminar posi%lestendencias presentes en los datos tanto m)s &ue para

e!ectuar una interpolacin. Los interpoladores glo%ales determinan una !uncin nica&ue se aplica a travBs de toda la regin Cam%ios en un valor de entrada a!ectan el mapa completo

2:emplos* Clasi"cacin usando in!ormacin eterna @uper"cies &ue poseen una tendencia en sus coordenadas odelos de regresin Btodos de an)lisis espectral


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3.4.0.# Interpoladores3.4.0.# Interpoladores

LocalesLocales $peran dentro de una pe&ue'a zona alrededor dela u%icacin donde se desea o%tener un valorinterpolado.

>plican una algoritmo repetidamente a unape&ue'a porcin del total de puntos de entrada. 6n cam%io en un dato de entrada a!ectan solamente los

resultados dentro de la ventana

>lgunos interpoladores locales se puedenetender para incluir una gran porcin de los

datos 7 por lo tanto se convierten en glo%ales. La distincin entre interpoladores glo%ales 7

locales es un contnuo 7 no una dicotoma la derec+a se muestran las

ecuaciones para duracionesentre 4 7 #8, minutos


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3.M 2studio de una tormenta3.M 2studio de una tormentaCurvas I(P para CCurvas I(P para C

Duraciones entre * y&$' !inutos


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3.M 2studio de una tormenta3.M 2studio de una tormentaCurvas I(P para CCurvas I(P para C

esolviendo para el pro%lema de laalcantarilla en Cartago*

La intensidad m)ima para una

duracin de 8, min 7 un perodo deretorno de #, a'os? es* Imax ##3.#8 mm5+r

di d3 M 2 di d


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3.M 2studio de una tormenta3.M 2studio de una tormentaC)lculo de la precipitacin deC)lculo de la precipitacin de

dise'odise'o Para el c)lculo de la escorrenta enPara el c)lculo de la escorrenta en

drena:e super"cial? se re&uieredrena:e super"cial? se re&uiere

conocer el c)lculo de la precipitacinconocer el c)lculo de la precipitacinm)ima?para una duracin conocida?m)ima?para una duracin conocida?lo cual es el tiempo de drena:e dello cual es el tiempo de drena:e delcultivocultivo

3 M di d3 M 2 t di d t t


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dise'odise'o ecolectar in!ormacin de precipitacionesecolectar in!ormacin de precipitaciones

diarias? de los a'os &ue tiene operando ladiarias? de los a'os &ue tiene operando laestacin.estacin.

Calcular las precipitaciones m)imas de cadaCalcular las precipitaciones m)imas de cadaa'o para #? 8? 3? 0? 7 4 das consecutivos.a'o para #? 8? 3? 0? 7 4 das consecutivos. $rdenar los datos de ma7or a menor? para$rdenar los datos de ma7or a menor? para

o%tener la pro%a%ilidad ma7or o igual alo%tener la pro%a%ilidad ma7or o igual al

evento de precipitacin? 7 determinar paraevento de precipitacin? 7 determinar paracada una de ellas su perodo de retorno?cada una de ellas su perodo de retorno?utilizando la !rmula de Rei%ull *utilizando la !rmula de Rei%ull *

3 M 2 di d3 M 2 t di d t t


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dise'odise'o Los resultados se pueden ordenar?Los resultados se pueden ordenar?

como se muestra en la ta%lacomo se muestra en la ta%la

das consecutivos

3 M 2 di d3 M 2 t di d t t


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dise'odise'o 2legir una distri%ucin de valores2legir una distri%ucin de valoresetremos? por e:emplo laetremos? por e:emplo ladistri%ucin Gum%el.distri%ucin Gum%el.

Plotear los valores de la ta%laPlotear los valores de la ta%laanterior en un papel Gum%el . @eanterior en un papel Gum%el . @eplotea para cada da elplotea para cada da el TT su su

varia%le reducida vs el valor de lavaria%le reducida vs el valor de laprecipitacin.precipitacin. 2n la "gura? +acer el a:uste2n la "gura? +acer el a:uste

gr)"co para cada da? trazandogr)"co para cada da? trazandouna lnea recta de tal manera &ueuna lnea recta de tal manera &uepase lo m)s cerca a los puntos.pase lo m)s cerca a los puntos.

(e la "gura? se determina la(e la "gura? se determina laprecipitacin de dise'o -precipitacin de dise'o -%%1 para1 paraun periodo de retorno dadoun periodo de retorno dado ++!)!)para #? 8? 3? 0? 4 daspara #? 8? 3? 0? 4 dasconsecutivos. a%ular estosconsecutivos. a%ular estosresultados con!orme se muestraresultados con!orme se muestraen la ta%la 3.#=.en la ta%la 3.#=.

3 M 2 t di d t t3 M 2 t di d t t


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dise'odise'o (i%u:ar las curvas de(i%u:ar las curvas de

precipitacin -precipitacin -%%1 de1 dedise'o para un periododise'o para un periodode retornode retorno ++!)!) dado?dado?

ploteando das vsploteando das vsprecipitacin.precipitacin. > partir de la "gura?> partir de la "gura?

entrando con un tiempoentrando con un tiempoigual al tiempo deigual al tiempo dedrena:e? se determina ladrena:e? se determina la

precipitacin de dise'o?precipitacin de dise'o?segn el es&uema &uesegn el es&uema &uese muestra en la "gura.se muestra en la "gura.

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