HI DROLOGI A SUPERFI CI ALINGENIERIA CIVIL UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA E.A.P: INGENIERIA CIVIL CURSO: “HIDROLOGIA SUPERFICIAL” INFORME TEMA: “ANALISIS DE TORMENTA” DOCENTE: ING. DE FRANCECSH ORTIZ, LUIS FERNANDO ALUMNOS: JARA QUISPE, Héctor Aníbal. VILLACORTA DELGADO, Jaime A. CICLO: VI GRUPO: ”A” Cajamarca, Junio del 2014 HI DROLOGI A SUPERFI CI AL 2 INGENIERIA CIVIL 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 precipitación- escorrentía 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 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 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 DROLOGI A SUPERFI CI AL 3 INGENIERIA CIVIL 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: 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 Intensidad- Duración-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 de retorno. HI DROLOGI A SUPERFI CI AL 4 INGENIERIA CIVIL 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 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. HI DROLOGI A SUPERFI CI AL 5 INGENIERIA CIVIL 1. 1° Banda Pluviografica: Hora Min Lluvia Acum. Lluvia Parcial Tiempo Parcial Tiempo Acum. Intensidad 7 0 0 13 32 0 0 13 40 1.6 1.6 8 8 12.000 13 50 2.3 0.7 10 18 4.200 14 0 2.55 0.25 10 28 1.500 17 6 2.55 0 186 214 0.000 17 10 3.3 0.75 4 218 11.250 17 13 4.3 1 3 221 20.000 17 15 5.3 1 2 223 30.000 17 17 6.4 1.1 2 225 33.000 17 20 7.3 0.9 3 228 18.000 17 21 8.7 1.4 1 229 84.000 17 27 9.6 0.9 6 235 9.000 17 31 10.2 0.6 4 239 9.000 17 38 10.6 0.4 7 246 3.429 17 45 10.9 0.3 7 253 2.571 18 0 11.1 0.2 15 268 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 DROLOGI A SUPERFI CI AL 6 INGENIERIA CIVIL 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: HI DROLOGI A SUPERFI CI AL 7 INGENIERIA CIVIL Tabla de intensidades Máximas: Periodo Duración Intensidad 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: Grafica de la curva IDF 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 I n t e n s i d a d ( m m / h ) Duracion (min) Curva IDF HI DROLOGI A SUPERFI CI AL 8 INGENIERIA CIVIL Hietograma: Hietograma N° 01, 2. 2° Banda Pluviografica: Hora Min Lluvia Acum. Lluvia Parcial Tiempo Parcial Tiem. Acum. Intensidad 7 0 0.4 11 50 0.4 0 12 0 1.3 0.9 10 10 5.400 12 10 1.9 0.6 10 20 3.600 12 14 2.5 0.6 4 24 9.000 19 20 2.5 0 426 450 0.000 19 34 2.8 0.3 14 464 1.286 19 55 2.8 0 21 485 0.000 20 0 3.1 0.3 5 490 3.600 20 14 3.8 0.7 14 504 3.000 20 27 4.9 1.1 9 513 7.333 20 38 6 1.1 11 524 6.000 20 44 7 1 6 530 10.000 20 50 7.9 0.9 6 536 9.000 21 0 9.3 1.4 10 546 8.400 21 10 9.9 0.6 10 556 3.600 21 20 10.1 0.2 10 566 1.200 Cuadro de desarrollo 0.000 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000 80.000 90.000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 I n t e n s i d a d ( m m / h ) Tiempo (h) HIETOGRAMA HI DROLOGI A SUPERFI CI AL 9 INGENIERIA CIVIL Orden Descendente Duración Intensidad 6 10.000 6 9.000 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: HI DROLOGI A SUPERFI CI AL 10 INGENIERIA CIVIL t = 120 min: t = 120 min: Tabla de intensidades Máximas: Periodo Duración Intensidad Maxima (min) (mm/h) 15 10 30 8.78 60 7.24 120 4.85 180 2.43 Intensidades Máximas HI DROLOGI A SUPERFI CI AL 11 INGENIERIA CIVIL Curva Intensidad, Duración y Frecuencia: Hietograma N° 02: 0 2 4 6 8 10 12 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 I n t e n s i d a d ( m m / h ) Duracion (min) Curva IDF 0.000 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 I n t e n s i d a d ( m m / h ) Tiempo (h) HIETOGRAMA HI DROLOGI A SUPERFI CI AL 12 INGENIERIA CIVIL 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, Lima- Perú, 1992. Ing. Oswaldo Ortiz Vera, Separata Hidrología de Superficie, Escuela de Postgrado, Cajamarca-Perú, 1994.