INFORME-TRES-HIDROLOGIA-DIANA.pdf

INFORME 3 CARACTERIZACION HIDROLOGIA

TRABAJO PRESENTADO POR :

DIANA CONSUELO GARCIA CASTILLO

GRUPO: 30172-1

PRESENTADO A LA TUTORA DE PRACTICA : ANDREA CAROLINA GARCIA

TUTORA VIRTUAL : GLORIA CECILIA RUALES ZAMBRANO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

NOVIEMBRE 10 DE 2014

INTRODUCCIÓN

La precipitación es el término con el cual se denominan las formas de agua en estado líquido o sólido que caen directamente sobre la superficie terrestre La precipitación es cualquier producto de la condensación del vapor de agua atmosférico que se deposita en la superficie de la Tierra. Ocurre cuando la atmósfera (que es una gran solución gaseosa) se satura con el vapor de agua, y el agua se condensa y cae de la solución (es decir, precipita). El aire se satura a través de dos procesos: por enfriamiento y añadiendo humedad. La cantidad, frecuencia y distribución espacial y temporal de las precipitaciones es muy variable, razón por la cual ha sido objeto de intenso estudio por parte del hombre, en la determinación de los climas y el aprovechamiento de los recursos hídricos que ofrece la naturaleza. La intensidad de las precipitaciones varía de un lugar a otro aunque no se encuentren a mucha distancia. A lo largo de un año también hay variaciones. Existen zonas en las que en un sólo día cae más lluvia que en otros a lo largo de todo el año. El cálculo de los caudales de escorrentía directa de una cuenca, partiendo de datos de precipitación teniendo en cuenta las características de la propia cuenca. Red Meteorológica. Es el conjunto de estaciones, convenientemente distribuidas, en las que se observan, miden y/o registran las diferentes variables, fenómenos y elementos atmosféricos que son necesarios en el conocimiento y determinación del estado del tiempo o el clima de una región, para su posterior aplicación en diversos usos y objetivos. En concordancia con lo anterior, el principal ojetivo de una red meteorológica es establecer los registros y mediciones de las diferentes variables, adecuados para conocer el comportamiento de cada una de ellas, sus distribuciones y variaciones a lo largo de un periodo de tiempo, con el fin de garantizar el análisis de las caracterizaciones del clima de una región especifica. Red climatológica. Se compone de estaciones que realizan observaciones de temperatura, viento, humedad relativa, precipitación, evaporación y radiación, durante periodos largos para conocer la distribución más común y las características más frecuentes de las normales climatológicas.

OBJETIVOS

Objetivo general: Determinar datos de precipitación y temperatura de la cuenca del Rio Bogotá, para posteriormente calcular la precipitación promedio regional, utilizando el método de polígonos de Isoyetas. Objetivos específicos:

Identificar diferentes métodos utilizados para el cálculo de precipitaciones

Realizar el cálculo de precipitaciones de la cuenca escogida, aplicando uno de los métodos estudiados en aula virtual: promedio aritmético, polígonos de Thiessen y de isoyetas.

Identificar qué y para qué es una red meteorológica y una red climatológica.

2. Consultar datos de precipitación y temperatura de la cuenca elegida, para

posteriormente calcular la precipitación promedio regional, utilizando el método de polígonos de Thiessen o el de Isoyetas, teniendo en cuenta el que mejor se ajuste a las condiciones de la región.

OBJETIVO PRINCIPAL Reconocer la importancia del ciclo hidrológico y su relación con la cuenca hidrográfica, como unidad fundamental de análisis. OBJETIVOS SECUNDARIOS Identificar y aplicar los métodos de cálculo de precipitación promedio de una región. FASE II Realizar el cálculo de precipitaciones de la cuenca escogida, aplicando uno de los métodos estudiados en aula virtual: promedio aritmético, polígonos de Thiessen y de isoyetas. Las condiciones de la zona que va a ser objeto de estudio es importante, por tal motivo agrego una descripción de la zona del rio Bogotá de acuerdo a CAR (2006)

El 30% de la cuenca se caracteriza por presentar un relieve Fuertemente Ondulado a Fuertemente – quebrado, con pendientes entre 12 y 25 %; le sigue en importancia el relieve Fuertemente Quebrado con pendientes entre 25 y 50%. Estas condiciones de relieve y pendiente se presentan de forma general en toda la cuenca, con excepción del área comúnmente denominada como sabana y en la parte baja de la cuenca, donde predominan las pendientes entre 0 y 7 % y los relieves planos, ligeramente plano, ligeramente inclinado y ligeramente ondulado. A continuación se presenta la distribución de los rasgos de pendiente en la cuenca.

De acuerdo a Lobo D (2009) Los métodos, en concreto son básicamente cinco: a) Media Aritmética b) Polígonos de Thiessen c) Isoyetas d) Thiessen modificado en función de Isoyetas e) Inverso de la Distancia al Cuadrado La temperatura en la cuenca oscila entre los 6 y 30 grados centígrados, presentándose en el mayor porcentaje de área una temperatura entre 9 y 15 ºC. Método de Thiessen según Lobo D (2009) “Además de la información pluviométrica, requiere para su ejecución sólo la ubicación espacial de las estaciones. No requiere de una inversión excesiva de tiempo, ni de materiales. Debido a que se realiza una representación geométrica, los implementos necesarios para llevarlo a cabo son básicamente materiales de dibujo técnico, destacando la importancia de trabajarlo en una escala adecuada. Incluso algunos Sistemas de información Geográfica (S.I.G.) llevan incorporado el modelo”.

ESTACIONES METEOROLOGICAS REPRESENTADAS EN EL AREA DE ESTUDIO

Longitud Latitud Longitud Latitud Longitud Latitud

74°09'24" w 4°42' 20,4" N 74°04'10" w 4°49' 2,7" N 74°02'45,4" w 4°47'0,10 N

Precipitacion (mm) Temperatura (°C) Precipitacion (mm)Temperatura (°C) Precipitacion (mm)Temperatura (°C)

Enero 32 13,1 Enero 31 12,9 Enero 32 13,7

Febrero 42 13,5 Febrero 52 13,2 Febrero 57 14,4

Marzo 66 13,8 Marzo 70 13,6 Marzo 86 14,4

Abril 113 14 Abril 91 13,8 Abril 135 14,5

Mayo 92 14 Mayo 87 13,5 Mayo 183 14,4

Junio 55 13,8 Junio 57 13 Junio 178 13,9

Julio 41 13,3 Julio 46 12,7 Julio 214 13,4

Agosto 48 13,3 Agosto 46 12,9 Agosto 169 13,5

Septiembre 73 13,3 Septiembre 65 13 Septiembre 121 13,7

Octubre 116 13,4 Octubre 100 13 Octubre 114 14

Noviembre 88 13,5 Noviembre 85 13,2 Noviembre 103 14,2

Diciembre 52 13,2 Diciembre 46 12,9 Diciembre 53 13,8

% 68,2 13,5 64,7 13,1 120,4 14,0

Estacion APTO EL DORADO Estacion GUAYMARAL Estacion Escuela col. Ing.

MESES

ESTACIONES METEOROLOGICAS REPRESENTADAS EN EL AREA DE ESTUDIO

Longitud Latitud Longitud Latitud Longitud Latitud

74°11'21,3" w 4°30'20,5" N 74°03'54,0" w 4°35'53,3" N 74°05'57,1" w 4°39'59,6" N

Precipitacion (mm) Temperatura (°C) Precipitacion (mm)Temperatura (°C) Precipitacion (mm) Temperatura (°C)

26 11,5 Enero 65 12,5 Enero 43 14,6

38 11,6 Febrero 69 12,6 Febrero 62 14,5

54 11,8 Marzo 98 12,8 Marzo 90 15,1

90 11,9 Abril 126 13,1 Abril 119 14,9

96 11,9 Mayo 113 12,9 Mayo 120 14,9

64 11,6 Junio 71 12,6 Junio 57 14,7

55 11,1 Julio 74 12,1 Julio 45 14,5

55 11,3 Agosto 68 12,2 Agosto 51 14,4

56 11,5 Septiembre 68 12,4 Septiembre 79 14,5

90 11,5 Octubre 119 12,5 Octubre 112 14,4

89 11,7 Noviembre 140 12,4 Noviembre 117 14,6

42 11,6 Diciembre 83 12,3 Diciembre 64 14,4

62,9 11,6 91,2 12,5 79,9 14,6

Estacion Granja San Jorge. Estacion VENADO DE ORO Estacion Jardin Botanico.

ESTACION APTO EL DORADO

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

Precipitaciones 32 42 66 113 92 55 41 48 73 116 88 52

Temperatura 13,1 13,5 13,8 14 14 13,8 13,3 13,3 13,3 13,4 13,5 13,2

ESTACION GUAYMARAL



Temperatura 12,9 13,2 13,6 13,8 13,5 13 12,7 12,9 13 13 13,2 12,9

12

12,2

12,4

12,6

12,8

13

13,2

13,4

13,6

13,8

14

0

100

200

300

400

500

600

TEM

PER

QA

TUR

A

°C

MESES

PR

ECIP

ITA

CIO

NES

(m

m)

ESTACION GUAYMARAL

Temperatura Precipitaciones

CLIMOGRAMAS POR ESTACION METEOROLOGICA

ESTACION ESC. COL. INGENIERIA



Temperatura 13,7 14 14,4 14,5 14,4 13,9 13,4 13,5 13,7 14 14,2 13,8

ESTACION GRANJA SAN JORGE



Temperatura 11,5 12 11,8 11,9 11,9 11,6 11,1 11,3 11,5 11,5 11,7 11,6

ESTACION GRANJA VENADO DE ORO



Temperatura 12,5 13 12,8 13,1 12,9 12,6 12,1 12,2 12,4 12,5 12,4 12,3



Temperatura 12,5 15 15,1 14,9 14,9 14,7 14,5 14,4 14,5 14,4 14,6 14,4

Zona Climática 1: Ocupa el 28% del área total de la cuenca ( 120.876 ha), distribuida en la parte norte y suroccidente. Presenta una precipitación entre los 861 y 1148 mm/año, la mayor área de la zona registra una precipitación de 932 mm/año.

La temperatura media anual se encuentra entre los 11y 13 ºC, la mayor área de la zona presenta una temperatura media anual de 12 ºC.

La evapotranspiración potencial oscila entre 740 y 841 mm/año, presentando la mayor área de la zona una evapotranspiración potencial máxima de 770 mm/año.

Los excesos se encuentran entre 47.5 y 303 mm/año. De acuerdo con la clasificación de Thornthwaite, el clima corresponde a Ligeramente Húmedo.

Zona Climática 2: Comprende un área de 104.284 ha, que representan el 24% del total de la cuenca. Se distribuye en el extremo norte y suroccidental.

Presenta una precipitación que oscila entre los 745 y 1941 mm/año. La mayor área de la cuenca registra una precipitación máxima anual de 1242 mm/año.

La temperatura varia entre los 9 y 14ºC. La temperatura predominante en la mayor parte del área se encuentra en 12ºC.

La evapotranspiración se encuentra en 719 y 841 mm/año. Presentando la mayor parte de la zona una evapotranspiración de 790 mm/año.

Los excesos anuales varían entre 177 y 621 mm/año. El clima de la zona puede clasificarse de acuerdo con Thornthwaite como Húmedo.

Zona Climática 3: Es la zona de mayor área en la Cuenca (135.960 ha ) y representa el 32.23% del área total de la Cuenca, bordea la ciudad de Santafé de Bogotá, correspondiente a la denominada Sabana.

Presenta una precipitación que varía entre los 919 y 1225 mm/año, registrando la mayor parte de la zona una precipitación de 1225 mm/año.

La temperatura oscila entre los 9 y 14ºC, siendo 12ºC la característica en la mayor área de la zona.

La evapotranspiración se encuentra en una rango de 740 a 841mm/año. Donde 800 mm/año caracterizan la mayor parte de la zona.

Los excesos se encuentran entre 164 y 430 mm/año. El clima puede clasificarse de acuerdo con Thornthwaite como Moderadamente Húmedo.

Zona Climática 4: Se encuentra distribuida entre Santafé de Bogotá, y el extremo sur y occidente de la Cuenca. Representa un 14.9% (60.732 ha ) del área total.

Presenta una precipitación que oscila entre los 1100 y 1514mm/año.

La temperatura oscila entre los 12 y 14ºC. Siendo 13ºC la temperatura predominante en la mayor parte de la zona.

La evapotranspiración varia entre los 679 y 851mm/año. Presentando la mayor parte de la zona una evapotranspiración anual de 800mm/año.

Los excesos fluctúan entre los 277.5 y 740 mm/año. El clima puede ser clasificado de acuerdo con Thornthwaite como Semihúmedo

ZONIFICACIÓN CLIMATICA FINAL POR BALANCE HÍDRICO

La zonificación final de la cuenca Alta y Media del Río Bogotá, se realizó

teniendo en cuenta los resultados obtenidos del análisis espacio-temporal con el

S.I.G y con la combinación de las herramientas estadístico-matemáticas de los

análisis de componentes principales y análisis

La cuenca alta del rio Bogotá tomado de la car

Calcular la precipitación media sobre la cuenca.

La determinación del volumen de agua precipitado sobre un área dada es de constante aplicación en hidrología y dicho volumen puede determinarse para una tormenta o para una sucesión de tormentas caídas en un período de duración fija, como puede ser un mes, un trimestre (coincidente con una estación climática) o un año. En todos los casos lo que se calcula es la precipitación media y para ello se utilizan comúnmente tres métodos: Media Aritmética, Polígonos de Thiessen e Isohietas.

Método de los Polígonos de Thiessen

Requiere el conocimiento de la ubicación de cada estación dentro o en la periferia de la cuenca para proceder a su aplicación, identificando el área de influencia de cada pluviómetro y/o pluviógrafo. Así se van formando triángulos entre las estaciones más cercanas uniéndolas con segmentos rectos sin que éstos se corten entre sí y tratando que los triángulos sean lo más equiláteros posibles.

A partir de allí se trazan líneas bisectoras perpendiculares a todos los lados de los triángulos, las que al unirse en un punto común dentro de cada triángulo conforma una serie de polígonos que delimitan el área de influencia de cada estación. El área de influencia de cada estación considerada “Polígono” está comprendida exclusivamente dentro de la cuenca.

Polígonos de Thiessen Cuenca Rio Bogotá con 12 estaciones meteorológicas

Método de las Curvas Isohietas. Las isohietas son curvas que unen puntos de igual precipitación y para trazarlas se requiere un conocimiento general del tipo de tormentas que se producen en las zonas. Primeramente, se utilizan los mismos segmentos que unen las estaciones en estudio, según Thiessen; y para cada uno de ellos, en función de los montos pluviométricos de dichas estaciones, se van marcando sobre los mismos, los valores de precipitación con el cual se irán formando las isohietas, de manera proporcional entre la distancia y la diferencia de precipitación de las dos estaciones unidas por cada segmento. Una vez que las isohietas se han volcado sobre el plano de la cuenca se procede a determinar la superficie encerrada entre curvas, para multiplicarla por la precipitación de esa faja, que es la media entre las dos isohietas que delimitan la faja, actuando con procedimiento similar al aplicado para curvas de nivel. La sumatoria de tantos términos así calculados como fajas entre isohietas haya, dividida por el área de la cuenca, nos da el valor de la precipitación media.

Curvas Isohietas con precipitaciones en Cuenca Rio Bogotá con 12 estaciones meteorológicas

Curvas Isohietas con temperatura en Cuenca Rio Bogotá con 12 estaciones meteorológicas

CONCLUSIONES

El parámetro climático más importante para la determinación y diferenciación de las zonas climáticas, lo constituye la precipitación y su comportamiento en el área de estudio. Los valores se encuentran en un rango que varía entre los 745 y 1941 mm/año. Al comparar los resultados obtenidos en el presente estudio con los reportados por la literatura6, se encuentran valores próximos a los hallados mediante el análisis con el S.I.G. Con excepción de una zona con precipitación menor a los 600mm/año, que no corresponde con el resultado obtenido, puesto que los mínimos valores encontrados, producto del análisis con el S.I.G fueron de 745 mm/año.

El comportamiento bimodal del fenómeno precipitación es evidenciable, cuando se analiza la distribución espacio-temporal en la cuenca Alta y Media del Río Bogotá. Se presenta en la mayor parte del área dos períodos de precipitación correspondiente a los meses de abril a mayo y agosto a septiembre.

La temperatura media presenta un valor uniforme y constante, con valores entre los 9ºC y 14ºC anuales. La zona climática con el menor registro de temperatura corresponde a la zona 3 (sabana ) con temperaturas promedio menores a los 8ºC en algunos períodos de tiempo y zonas características ( Subcuencas de los Ríos Subachoque y Bojacá, embalse del Neusa).

La humedad relativa promedia presenta valores entre el 76.5% y 82.5% destacándose el sector de la Sabana (zona 3 ), caracterizada por humedades entre el 80% y 81%, que rodean a la ciudad de Santafé de Bogotá. Se distinguen además por sus altas humedades relativas, los Embalses de Tominé y Sisga con valores superiores al 81%.

Los valores más altos de horas de brillo solar son característicos de la zona 3, en especial en la ciudad de Santafé de Bogotá, con valores superiores a las 4.4 horas/día. Los valores más bajos se encuentran en el sector de los embalses ( Tominé, Sisga, Muña y Chisacá ), con valores medios entre 3.5 y 4 horas/día.

La velocidad del viento en general tiene un comportamiento uniforme a los largo de la cuenca, sobresaliendo la zona 1 (nacimiento del Río Bogotá, en Villapinzón ) y la zona de los embalses (Tominé y Sisga ) con los valores más bajos, entre 1.05 y 1.45m/s.

Con los procedimientos y resultados obtenidos se establecen las bases, para posteriores estudios a nivel de planeación, administración de recursos, toma de decisiones, etc. Para tal fin se cuenta con una base de datos climática de 27 estaciones, divididas entre climatológicas principales y ordinarias, de un período de 15 años ( 1983-1997) y 11 años para las demás variables analizadas ( 1986-1997); así como una base de datos cartográfica en formatos digital, escala 1:25.000, de toda el área de la cuenca alta y media del Río Bogotá.

La escasez y desactualización de la información climática, agronómica y cartográfica es considerado en el presente estudio como un factor limitante. El período de obtención, captura y control de calidad de la información utilizada implicó el mayor esfuerzo e inversión de tiempo, prolongando la obtención del resultado final.

BIBLIOGRAFIA

Programa SIG, sistema de información geográfico, modulo Análisis espacial. Procesamiento de datos de precipitación, Extraído el 28 de octubre de 2014 de: http://ing.unne.edu.ar/pub/hidrologia/hidro-tp2.pdf Imagen cartográfica de la cuenca rio Bogotá Extraído el 28 de octubre de 2014,https://www.bing.com/images/search?q=imagen+cartogr%C3%A1fica+de+la+cuenca+rio+bogota&FORM=HDRSC2#view=detail&id=5CF829527030B9B46ED34E3BC32F334F92BA26B0&selectedIndex=9 Rúales G (2013) Hidrología, Universidad Nacional Abierta y a Distancia, Escuela de ciencias agrícolas, pecuaria y del medio ambiente. Bogotá en datos (2014) secretaria de hacienda, Extraído el 27 de 0ctubre de 2014 de: http://institutodeestudiosurbanos.info/endatos/0100/0110/0112-hidro/011211.htm. CAR (2014) Corporación autónoma Regional, Elaboración del diagnóstico, prospectiva y formulación de la cuenca hidrográfica del rio Bogotá. Extraído el 27 de octubre de 2014 de: http://sanantoniodeltequendama-cundinamarca.gov.co/apc-aa-files/30396339323166376635306363636461/Resumen_Ejecutivo.pdf. Estudio de la caracterización climática de Bogotá y su cuenca. Extraído el 27 de octubre de: http://www.empresavirgiliobarco.gov.co/concurso/Documents/ANEXO%209%20Estudio%20de%20Caracterizaci%C3%B3n%20Clim%C3%A1tica.pdf

INFORME-TRES-HIDROLOGIA-DIANA.pdf

Documents

Transcript of INFORME-TRES-HIDROLOGIA-DIANA.pdf