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INGENIERIA CIVIL
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
CURSO: “
HIDROLOGIA SUPERFICIAL”
INFORME TEMA:
ANALISIS “
DE TORMENTA”
DOCENTE:
ING. DE FRANCECSH ORTIZ, LUIS FERNANDO ALUMNOS:
JARA QUISPE, QUISPE, Héctor Aníbal. VILLACORTA DELGADO, Jaime A. CICLO:
VI GRUPO: ”
A”
Cajamarca, Junio Junio del 2014 HI DRO DROLOG LOGII A SUPE SUPER RFI CI AL
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ANALISIS DE TORMENTA INTRODUCCION: El agua es un recurso fundamental para la vida y un factor esencial para el sector productivo, por lo que, el estudio de las precipitaciones en una región, tiene especial importancia debido al predominio de las actividades relacionadas con el aprovechamiento de los recursos hídricos. A través de esto, es posible obtener una información valiosa para la gestión del agua, en términos de los usos agrícolas, forestales, energéticos, de uso doméstico, etc. Por otro lado, estudiar las precipitaciones y conocer su distribución temporal es motivo de interés para diversos fines, por ejemplo meteorológicos y edafológicos, como también hidrológicos, al tiempo de lo cual se pueden proporcionar índices para realizar estudios de crecidas o permitir la alimentación de modelos precipitaciónescorrentía que permitan mejorar la información disponible, para un adecuado diseño y dimensionamiento de las obras civiles. Para esto, es necesario conocer las intensidades de precipitación, para distintos períodos de retorno.
OBJETIVOS
Determinar la lluvia acumulada, intervalo intervalo de tiempo, lluvia parcial, intensidad. Determinar las intensidades máximas para determinados periodos de duración. Realizar la Grafica de la Curva IDF. Realizar el Hietograma Respectivo.
MARCO TEORICO: 1. MATEIALES Y MÉTODOS: Los materiales usados son 2 bandas pluviográficas, A través de trazos en la banda pluviografica se identifican identific an los puntos de cambios de intensidades para luego tabular la información de la banda. Se calculara también las intensidades máximas para ciertos periodos.
2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 1. Precipitación: La precipitación muestra regímenes de variabilidad, principalmente en función de la orografía y la altitud. En general, la precipitación aumenta con la altitud, aunque en el corto tramo las variaciones son pequeñas y difícilmente precisables con la escasa información meteorológica existente. Algunas características principales del clima se definen para este tramo, entre las que cabe destacar las siguientes: HI DRO DROLOG LOGII A SUPE SUPER RFI CI AL
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2. Estacionalidad Pluviométrica: La distribución de lluvias a lo largo del año es estacional, ya que las lluvias caen principalmente en el verano; los valores mínimos de precipitación coinciden con los meses de invierno. Los cuatro meses más lluviosos, de diciembre a marzo, pueden concentrar poco más del 50 % de la precipitación total anual. Las zonas orográficas más altas del sector selvático pueden recibir precipitaciones más abundantes en el invierno, en comparación a las zonas más bajas.
3. Análisis de Tormentas: Uno de los aspectos más importantes sobre la precipitación, es conocer en lo posible la magnitud de las tormentas. Sin embargo, los datos existentes son mínimos, y las inferencias que se pueden establecer a partir de ellos resultan muy referenciales. La data de mayor utilidad que existe para este efecto es la de precipitación máxima mensual para 24 horas. Este dato presenta la lluvia máxima ocurrida en un día del mes considerado, pero es evidente que la cifra debe tomarse con muchas reservas, ya que entre otras razones, el total de la lluvia de un día puede producirse en breves minutos u horas de ese día, lo que aumenta severamente su potencial erosivo e inundable o por el contrario, producirse a lo largo del período de registro, lo que implica un reducido volumen por unidad de tiempo y baja intensidad erosiva, situaciones que no se pueden saber del registro evaluado. Asimismo la máxima mensual no presenta las condiciones de los demás días del mes, y estos tienen distintos efectos según se trate de lluvias fuertes esporádicas, o lluvias de baja intensidad pero diarias.
4. Definición de las curvas Intensidad-Duración-Frecuencia: Intensidad-Duración-Frecuencia: Con respecto a las curvas Intensidad_ Duración_ Frecuencia (IDF), es importante señalar que éstas 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 (Témez, 1978). Según, (Benitez,2002) las curvas IDF son la representación gráfica de la relación existente entre la intensidad, la duración y la frecuencia o período de retorno de la precipitación. Por otro lado, según (Mintegui et al,1990), se denominan Curvas IntensidadDuración-Frecuencia (IDF) a aquellas que representan duraciones en abscisas y alturas de precipitación en las ordenadas, en la cual, cada curva representada corresponde a una frecuencia (o período de retorno), de tal forma que las gráficas de las curvas IDF representan la intensidad media en intervalos de diferente duración, correspondiendo todos los de una misma curva, a un idéntico período perí odo de retorno. HI DRO DROLOG LOGII A SUPE SUPER RFI CI AL
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5. Intensidad-Duración-Frecuencia: En este sentido se debe destacar que la intensidad, según (Chow et al,1994), se define como la tasa temporal de precipitación, o sea, la altura de agua de precipitación por unidad de tiempo, mm/hr, y ésta se expresa como:
Donde: P es la altura de agua de precipitación precipita ción en mm o pulg, Td es la duración de la lluvia, dada usualmente en hr. Es importante señalar, que cuando sólo se dispone de un pluviómetro en una estación, es evidente que en general sólo se podrá conocer la intensidad media en 24 horas. Como se comprenderá, esta información puede inducir a grandes errores por defecto, por cuanto las lluvias de corta duración son en general las más intensas.
6. Aplicación de las Curvas IDF: El uso de las curvas IDF se enmarcan en la estimación de crecidas de cuencas hidrográficas que tienen tiempos de concentración pequeños o de pequeña duración, y su utilidad principal es poder estimar la intensidad, duración y frecuencia de la precipitación en un lugar que no posee pluviógrafo, solamente pluviómetros totalizadores que entregan precipitaciones diarias o lugares donde no existe información pluviométrica.
DESARROLLO: Las 2 Bandas Pluvigráficas que vamos a analizar están anexadas al final de este trabajo, el Análisis de Tormenta de las bandas cosiste primeramente en hallar las intensidades en mm por hora, luego hallar las intensidades maximas para periodos de duración de 15 min,30 min, 60 min, 120 min y finalmente 180 min. Luego graficar el Hietograma y finalmente la Curva IDF.
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1. 1° Banda Pluviografica: Hora
Min
Lluvia Acum.
7 13 13 13 14 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 18
0
0
32
0
40
1.6
50
2.3
0
2.55
6
2.55
10
3.3
13
4.3
15
5.3
17
6.4
20
7.3
21
8.7
27
9.6
31
10.2
38
10.6
45
10.9
0
11.1
Lluvia Parcial
Tiempo Parcial
Tiempo Acum.
Intensidad
0 1.6 0.7 0.25 0 0.75 1 1 1.1 0.9 1.4 0.9 0.6 0.4 0.3 0.2
8 10 10 186 4 3 2 2 3 1 6 4 7 7 15
8
12.000
18
4.200
28
1.500
214
0.000
218
11.250
221
20.000
223
30.000
225
33.000
228
18.000
229
84.000
235
9.000
239
9.000
246
3.429
253
2.571
268
0.800
Cuadro de desarrollo Orden Descendente Duración Intensidad 1 84.000 2 33.000 2 30.000 3 20.000 3 18.000 8 12.000 4 11.250 6 9.000 4 9.000 10 4.200 7 3.429 7 2.571 10 1.500 15 0.800 186 0.000
Intensidades ordenadas en forma decreciente. HI DRO DROLOG LOGII A SUPE SUPER RFI CI AL
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Calculo de las intensidades máximas de duración para: Periodo de Duración: t = 15 min:
t = 30 min:
t = 60 min:
t = 120 min:
t = 120 min:
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Tabla de intensidades Máximas: Periodo Intensidad Duración Maxima (min)
(mm/h)
15
84
30
16.27
60
7.36
120
4.37
180
2.86
Intensidades Máximas
Curva Intensidad, Duración y Frecuencia:
Curva IDF 90 80 70
) h / 60 m m ( 50 d a d 40 i s n e 30 t n I 20 10 0 0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Duracion (min)
Grafica de la curva IDF
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Hietograma:
HIETOGRAMA 90.000 80.000
) 70.000 h / m60.000 m ( 50.000 d a d 40.000 i s n30.000 e t n I 20.000 10.000 0.000 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Tiempo (h) Hietograma N° 01,
2. 2° Banda Pluviografica: Hora
Min
Lluvia Acum.
7 11 12 12 12 19 19 19 20 20 20 20 20 20 21 21 21
0
0.4
50
0.4
0
1.3
10
1.9
14
2.5
20
2.5
34
2.8
55
2.8
0
3.1
14
3.8
27
4.9
38
6
44
7
50
7.9
0
9.3
10
9.9
20
10.1
Lluvia Parcial
Tiempo Parcial
Tiem. Acum.
Intensidad
0 0.9 0.6 0.6 0 0.3 0 0.3 0.7 1.1 1.1 1 0.9 1.4 0.6 0.2
10 10 4 426 14 21 5 14 9 11 6 6 10 10 10
10
5.400
20
3.600
24
9.000
450
0.000
464
1.286
485
0.000
490
3.600
504
3.000
513
7.333
524
6.000
530
10.000
536
9.000
546
8.400
556
3.600
566
1.200
Cuadro de desarrollo
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Orden Descendente Duración Intensidad 6 10.000 9.000 6 4 9.000 10 8.400 9 7.333 11 6.000 10 5.400 5 3.600 10 3.600 10 3.600 14 3.000 14 1.286 10 1.200 21 0.000 426 0.000
Intensidades ordenadas en forma decreciente. Calculo de las intensidades máximas de duración para:
Periodo de Duración:
t = 15 min:
t = 30 min:
t = 60 min:
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t = 120 min:
t = 120 min:
Tabla de intensidades Máximas: Periodo Intensidad Duración Maxima (min)
(mm/h)
15
10
30
8.78
60
7.24
120
4.85
180
2.43
Intensidades Máximas
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Curva Intensidad, Duración y Frecuencia:
Curva IDF 12
10
) h / m 8 m ( d 6 a d i s n e 4 t n I 2
0 0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Duracion (min)
Hietograma N° 02:
HIETOGRAMA 12.000 10.000
) h / m 8.000 m ( d 6.000 a d i s n 4.000 e t n I 2.000 0.000 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Tiempo (h)
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CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES:
Se realizó el Análisis de Tormenta, con sus respectivos cálculos. Se realizaron las intensidades máximas, para cada una de las bandas. Se realizaron los Hietogramas respectivos Se realizaron las curvas IDF.
BIBLIOGRAFIA:
Separatas, Diapositivas y Apuntes de Clase. Dr. Ing Luis V. Reyes Carrasco, Hidrología Básica, Concytec, 1ª Edición, LimaPerú, 1992. Ing. Oswaldo Ortiz Vera, Separata Hidrología de Superficie, Escuela de Postgrado, Cajamarca-Perú, 1994.
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