analisis de frecuencia de una tormenta

18
ANALISIS DE FRECUENCIA DE UNA TORMENTA Como podemos observar mediante la flecha intersectando la curva para T=10 años y para una duración de 45 min: Imax= 47mm/hr PANIAGUA SEGOVIA YURI ABRAHAM 1 SEGUNDO TRABAJO ENCARGADO – HIDROLOGIA GENERAL 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 0 50 100 150 200 250 Tr = 16 años Tr = 10 años Tr = 8 años Tr = 4 años Tr = 2 años Duración (min) Intensidad máxima (mm/hr) CURVA INTENSIDAD IDF 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 0 50 100 150 200 250 Tr = 16 años Tr = 10 años Tr = 8 años Tr = 4 años Tr = 2 años Duración (min) Intensidad máxima (mm/hr) CURVA INTENSIDAD IDF

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Page 1: Analisis de Frecuencia de Una Tormenta

ANALISIS DE FRECUENCIA DE UNA TORMENTA

Como podemos observar mediante la flecha intersectando la curva para T=10 años y para una duración de 45 min:

Imax= 47mm/hr

PANIAGUA SEGOVIA YURI ABRAHAM 1

SEGUNDO TRABAJO ENCARGADO – HIDROLOGIA GENERAL

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 1300

50

100

150

200

250

Tr = 16 años

Tr = 10 años

Tr = 8 años

Tr = 4 años

Tr = 2 años

Duración (min)

Inte

ns

ida

d m

áx

ima

(m

m/h

r)

CURVA INTENSIDAD IDF

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 1300

50

100

150

200

250

Tr = 16 años

Tr = 10 años

Tr = 8 años

Tr = 4 años

Tr = 2 años

Duración (min)

Inte

ns

ida

d m

áx

ima

(m

m/h

r)

CURVA INTENSIDAD IDF

Page 2: Analisis de Frecuencia de Una Tormenta

Para Tr = 16 años

T 16 N° X = T (min.)

Y = 1/i XiYi Xi2

x = D y = 1/i 1 5 0.0042 0.0208 25

5 0.0042 2 10 0.0062 0.0617 100

10 0.0062 3 15 0.0078 0.1172 225

15 0.0078 4 20 0.0090 0.1802 400

20 0.009 5 30 0.0119 0.3571 900

30 0.0119 6 40 0.0148 0.5926 1600

40 0.0147 7 60 0.0208 1.2474 3600

60 0.0208 8 80 0.0263 2.1053 6400

80 0.0263 9 100 0.0311 3.1056 10000

100 0.0313 10 120 0.0362 4.3478 14400

120 0.0357 480.00 0.1683 12.1357 37650

a1 0.0035 : 0.0003078

b1 0.0003a 3571.4b 12.643 : 0.001141

T 16 : 3249.0312

i max 124.69

: 3.7071158

Ecuación de TALBOT:

a : 3249.0312

PANIAGUA SEGOVIA YURI ABRAHAM 2

SEGUNDO TRABAJO ENCARGADO – HIDROLOGIA GENERAL

Page 3: Analisis de Frecuencia de Una Tormenta

b : 3.7071158

Para Tr = 10 años

N° X = T (min.)

Y = 1/i XiYi Xi2

1 5.00 0.0066 0.0329 25

2 10.00 0.0077 0.0766 100

3 15.00 0.0105 0.1579 225

4 20.00 0.0111 0.2226 400

5 30.00 0.0152 0.4545 900

6 40.00 0.0187 0.7470 1600

7 60.00 0.0274 1.6416 3600

8 80.00 0.0359 2.8700 6400

9 100.00 0.0440 4.3956 10000

10 120.00 0.0513 6.1538 14400

480.00 0.2282 16.7526 37650

: 0.0004293

: 0.0012311

: 2329.5913

: 2.8679423

Ecuación de TALBOT:

a : 2329.5913

b : 2.8679423

Para Tr = 8 añosN° X = T

(min.)Y = 1/i XiYi Xi

2

PANIAGUA SEGOVIA YURI ABRAHAM 3

SEGUNDO TRABAJO ENCARGADO – HIDROLOGIA GENERAL

Page 4: Analisis de Frecuencia de Una Tormenta

1 5.00 0.0082 0.0408 25

2 10.00 0.0083 0.0833 100

3 15.00 0.0119 0.1786 225

4 20.00 0.0121 0.2415 400

5 30.00 0.0167 0.5000 900

6 40.00 0.0204 0.8180 1600

7 60.00 0.0306 1.8349 3600

8 80.00 0.0408 3.2653 6400

9 100.00 0.0510 5.1020 10000

10 120.00 0.0595 7.1429 14400

480.00 0.2595 19.2074 37650

: 0.0004944

: 0.0012347

: 2022.5939

: 2.4972802

Ecuación de TALBOT:

a : 2022.5939

b : 2.4972802

Para Tr = 4 añosN° X = T

(min.)Y = 1/i XiYi Xi

2

1 5.00 0.0083 0.0417 25

2 10.00 0.0123 0.1227 100

3 15.00 0.0182 0.2737 225

4 20.00 0.0208 0.4167 400

5 30.00 0.0239 0.7177 900

6 40.00 0.0287 1.1494 1600

7 60.00 0.0342 2.0548 3600

PANIAGUA SEGOVIA YURI ABRAHAM 4

SEGUNDO TRABAJO ENCARGADO – HIDROLOGIA GENERAL

Page 5: Analisis de Frecuencia de Una Tormenta

8 80.00 0.0437 3.4934 6400

9 100.00 0.0535 5.3476 10000

10 120.00 0.0613 7.3620 14400

480.00 0.3051 20.9797 37650

: 0.0005169

: 0.003166

: 1934.7394

: 6.1254669

Ecuación de TALBOT:

a : 1934.7394

b : 6.1254669

Para Tr = 2 añosN° X = T

(min.)Y = 1/i XiYi Xi

2

1 5.00 0.0119 0.0595 25

2 10.00 0.0172 0.1718 100

3 15.00 0.0208 0.3125 225

4 20.00 0.0240 0.4796 400

5 30.00 0.0314 0.9434 900

6 40.00 0.0345 1.3793 1600

7 60.00 0.0518 3.1088 3600

8 80.00 0.0690 5.5172 6400

9 100.00 0.0833 8.3333 10000

10 120.00 0.0943 11.3208 14400

480.00 0.4383 31.6263 37650

: 0.0008024

PANIAGUA SEGOVIA YURI ABRAHAM 5

SEGUNDO TRABAJO ENCARGADO – HIDROLOGIA GENERAL

Page 6: Analisis de Frecuencia de Una Tormenta

: 0.0029526

: 1246.3151

: 3.6798792

Ecuación de TALBOT:

a : 1246.3151

b : 3.6798792

Interpolando los valores obtenidos con las ecuaciones para T = 8 años y T = 16 años tenemos: T = 8 años:

y=0.0038+0.0005 x→ y=0.0038+0.0005 (45 )y=0.0263

y= 1imáx→imáx=

10.0263

=38.02mm /hr

T = 16 añosy=0.0035+0.0003 x→ y=0.0035+0.0003 (45 )

y=0.017

y= 1imáx→imáx=

10.017

=58.82mm/hr

Obtenemos T = 12 años, para D = 45 min:

38.02+58.822

=48.42mm/hr

Interpolando los valores obtenidos para T = 8 años y T = 12 años, tenemos T = 10 años:

38.02+48.422

=43.22mm /hr

PANIAGUA SEGOVIA YURI ABRAHAM 6

SEGUNDO TRABAJO ENCARGADO – HIDROLOGIA GENERAL

Page 7: Analisis de Frecuencia de Una Tormenta

La ecuación obtenida para T = 10 años:y=0.0038+0.0004 x→ y=0.0038+0.0004 (45 )

y=0.0218

y= 1imáx→imáx=

10.0218

=45.87mm /hr

Promediamos para T = 10 años y una duración D = 45 min:

43.22+45.872

=44.55mm /hr

Nº Orden

(m)

Periodo de

retorno T

Periodo de duración (minutos)

5 10 15 20 30 40 60 80 100 1201 16.00 240 162 128 111 84 67.5 48.1 38 32.2 27.62 8.00 122.4 69 52 42.6 31.4 30 23 18 17.3 15.53 5.33 120 84 72 57.6 41 31.1 22.5 17 13.7 124 4.00 120 120 84 82.8 60 48.9 32.7 24.5 19.6 16.45 3.20 120 81.5 54.8 41.7 36 34.8 25.7 21.5 18.2 16.86 2.67 116.4 58.2 51.6 44.7 36.4 29 19.3 14.5 11.6 10.17 2.29 116.4 58.2 40.4 30.3 23.4 20.7 16.5 13.7 11.6 10.18 2.00 84 48 32 24 16 12 8 6 5.3 4.79 1.78 84 51 36 28.8 20.4 16.1 12.7 12.3 10.9 9.5

PANIAGUA SEGOVIA YURI ABRAHAM 7

SEGUNDO TRABAJO ENCARGADO – HIDROLOGIA GENERAL

Page 8: Analisis de Frecuencia de Una Tormenta

10 1.60 78 60 52 47.4 46 40.5 29.2 22.9 18.9 16.311 1.45 78 55.2 48 48 41.8 34.2 29.5 22.9 18.7 15.912 1.33 54 54 45.2 41.7 31.8 25.1 17.8 13.4 12 1013 1.23 54 45 34 28.5 23.4 18.8 14 11.6 11.6 10.614 1.14 48 30 25.6 21.9 18.2 15.8 13.9 11.8 11.7 10.315 1.07 36 27 26 24 16.6 12.8 9.5 8.1 7.1 6.3

Ordenar en forma decreciente e independientemente del tiempo los valores de las intensidadesmáximas correspondientes a cada uno de los periodos de duración. Para cada valor calcular su periodo de retorno mediante la relación de Weibull:

Donde:

n: número total de observaciones (número de años)

m: número de orden

T: periodo de retorno

n= 15

T D I X1 X2 Y X21 X22 X1*X2

X1*Y X2*Y

16 5 240 1.2041

0.6990

2.3802

1.4499

0.4886

0.8416

2.8661

1.6637

16 10 162 1.2041

1.0000

2.2095

1.4499

1.0000

1.2041

2.6605

2.2095

16 15 128 1.2041

1.1761

2.1072

1.4499

1.3832

1.4162

2.5373

2.4783

16 20 111 1.2041

1.3010

2.0453

1.4499

1.6927

1.5666

2.4628

2.6610

16 30 84 1.2041

1.4771

1.9243

1.4499

2.1819

1.7786

2.3171

2.8424

16 40 67.5 1.2041

1.6021

1.8293

1.4499

2.5666

1.9291

2.2027

2.9307

16 60 48.1 1.2041

1.7782

1.6821

1.4499

3.1618

2.1411

2.0255

2.9911

16 80 38 1.2041

1.9031

1.5798

1.4499

3.6218

2.2915

1.9022

3.0065

16 100 32.2 1.2041

2.0000

1.5079

1.4499

4.0000

2.4082

1.8156

3.0157

16 120 27.6 1.2041

2.0792

1.4409

1.4499

4.3230

2.5036

1.7350

2.9959

8 5 122. 0.90 0.69 2.08 0.81 0.48 0.63 1.88 1.45

PANIAGUA SEGOVIA YURI ABRAHAM 8

SEGUNDO TRABAJO ENCARGADO – HIDROLOGIA GENERAL

T=(𝑛+1)/𝑚

Page 9: Analisis de Frecuencia de Una Tormenta

4 31 90 78 56 86 12 55 938 10 69 0.90

311.0000

1.8388

0.8156

1.0000

0.9031

1.6606

1.8388

8 15 52 0.9031

1.1761

1.7160

0.8156

1.3832

1.0621

1.5497

2.0182

8 20 42.6 0.9031

1.3010

1.6294

0.8156

1.6927

1.1749

1.4715

2.1199

8 30 31.4 0.9031

1.4771

1.4969

0.8156

2.1819

1.3340

1.3519

2.2111

8 40 30 0.9031

1.6021

1.4771

0.8156

2.5666

1.4468

1.3340

2.3664

8 60 23 0.9031

1.7782

1.3617

0.8156

3.1618

1.6058

1.2298

2.4214

8 80 18 0.9031

1.9031

1.2553

0.8156

3.6218

1.7187

1.1336

2.3889

8 100 17.3 0.9031

2.0000

1.2380

0.8156

4.0000

1.8062

1.1181

2.4761

8 120 15.5 0.9031

2.0792

1.1903

0.8156

4.3230

1.8777

1.0750

2.4749

5.3 5 120 0.7243

0.6990

2.0792

0.5246

0.4886

0.5062

1.5059

1.4533

5.3 10 84 0.7243

1.0000

1.9243

0.5246

1.0000

0.7243

1.3937

1.9243

5.3 15 72 0.7243

1.1761

1.8573

0.5246

1.3832

0.8518

1.3452

2.1844

5.3 20 57.6 0.7243

1.3010

1.7604

0.5246

1.6927

0.9423

1.2750

2.2904

5.3 30 41 0.7243

1.4771

1.6128

0.5246

2.1819

1.0698

1.1681

2.3823

5.3 40 31.1 0.7243

1.6021

1.4928

0.5246

2.5666

1.1603

1.0812

2.3915

5.3 60 22.5 0.7243

1.7782

1.3522

0.5246

3.1618

1.2879

0.9794

2.4044

5.3 80 17 0.7243

1.9031

1.2304

0.5246

3.6218

1.3784

0.8912

2.3417

5.3 100 13.7 0.7243

2.0000

1.1367

0.5246

4.0000

1.4486

0.8233

2.2734

5.3 120 12 0.7243

2.0792

1.0792

0.5246

4.3230

1.5059

0.7816

2.2438

4 5 120 0.6021

0.6990

2.0792

0.3625

0.4886

0.4208

1.2518

1.4533

4 10 120 0.6021

1.0000

2.0792

0.3625

1.0000

0.6021

1.2518

2.0792

4 15 84 0.6021

1.1761

1.9243

0.3625

1.3832

0.7081

1.1585

2.2631

4 20 82.8 0.6021

1.3010

1.9180

0.3625

1.6927

0.7833

1.1548

2.4954

4 30 60 0.6021

1.4771

1.7782

0.3625

2.1819

0.8893

1.0706

2.6265

4 40 48.9 0.6021

1.6021

1.6893

0.3625

2.5666

0.9645

1.0171

2.7064

4 60 32.7 0.60 1.77 1.51 0.36 3.16 1.07 0.91 2.69

PANIAGUA SEGOVIA YURI ABRAHAM 9

SEGUNDO TRABAJO ENCARGADO – HIDROLOGIA GENERAL

Page 10: Analisis de Frecuencia de Una Tormenta

21 82 45 25 18 06 18 314 80 24.5 0.60

211.9031

1.3892

0.3625

3.6218

1.1458

0.8364

2.6437

4 100 19.6 0.6021

2.0000

1.2923

0.3625

4.0000

1.2041

0.7780

2.5845

4 120 16.4 0.6021

2.0792

1.2148

0.3625

4.3230

1.2518

0.7314

2.5259

3.2 5 120 0.5051

0.6990

2.0792

0.2552

0.4886

0.3531

1.0503

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1.9112

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1.0000

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1.9112

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1.7388

0.2552

1.3832

0.5941

0.8783

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1.3010

1.6201

0.2552

1.6927

0.6572

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1.4771

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0.2552

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0.7462

0.7862

2.2988

3.2 40 34.8 0.5051

1.6021

1.5416

0.2552

2.5666

0.8093

0.7787

2.4697

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1.7782

1.4099

0.2552

3.1618

0.8982

0.7122

2.5071

3.2 80 21.5 0.5051

1.9031

1.3324

0.2552

3.6218

0.9613

0.6731

2.5358

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2.0792

1.2253

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4.3230

1.0503

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0.6990

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1.0000

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1.7649

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0.1819

1.3832

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1.3010

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2.1819

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2.67 120 10.1 0.4265

2.0792

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0.1819

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0.4284

2.0882

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2.0660

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1.0000

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1.7649

2.29 15 40.4 0.35 1.17 1.60 0.12 1.38 0.42 0.57 1.88

PANIAGUA SEGOVIA YURI ABRAHAM 10

SEGUNDO TRABAJO ENCARGADO – HIDROLOGIA GENERAL

Page 11: Analisis de Frecuencia de Una Tormenta

98 61 64 95 32 32 80 932.29 20 30.3 0.35

981.3010

1.4814

0.1295

1.6927

0.4682

0.5331

1.9274

2.29 30 23.4 0.3598

1.4771

1.3692

0.1295

2.1819

0.5315

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1.6021

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1.7782

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1.0000

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1.6812

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1.5051

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1.3832

0.3540

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1.3010

1.3802

0.0906

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0.2023

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0.6990

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1.78 100 10.9 0.25 2.00 1.03 0.06 4.00 0.50 0.25 2.07

PANIAGUA SEGOVIA YURI ABRAHAM 11

SEGUNDO TRABAJO ENCARGADO – HIDROLOGIA GENERAL

Page 12: Analisis de Frecuencia de Una Tormenta

04 00 74 27 00 08 98 491.78 120 9.5 0.25

042.0792

0.9777

0.0627

4.3230

0.5207

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0.6990

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1.0000

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1.7782

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1.1761

1.7160

0.0417

1.3832

0.2401

0.3503

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1.3010

1.6758

0.0417

1.6927

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2.1802

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1.4771

1.6628

0.0417

2.1819

0.3015

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0.3281

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1.7782

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0.3630

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1.3598

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2.0000

1.2765

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4.0000

0.4082

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2.0792

1.2122

0.0417

4.3230

0.4244

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2.5204

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0.6990

1.8921

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0.4886

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1.3225

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0.0260

1.0000

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1.7419

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0.0260

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1.9773

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1.3010

1.6812

0.0260

1.6927

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0.2713

2.1873

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1.4771

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2.1819

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1.7324

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1.0000

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0.2146

1.7324

1.33 15 45.2 0.1239

1.1761

1.6551

0.0153

1.3832

0.1457

0.2050

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1.33 20 41.7 0.1239

1.3010

1.6201

0.0153

1.6927

0.1611

0.2007

2.1078

1.33 30 31.8 0.12 1.47 1.50 0.01 2.18 0.18 0.18 2.21

PANIAGUA SEGOVIA YURI ABRAHAM 12

SEGUNDO TRABAJO ENCARGADO – HIDROLOGIA GENERAL

Page 13: Analisis de Frecuencia de Una Tormenta

39 71 24 53 19 29 61 931.33 40 25.1 0.12

391.6021

1.3997

0.0153

2.5666

0.1984

0.1734

2.2424

1.33 60 17.8 0.1239

1.7782

1.2504

0.0153

3.1618

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2.2234

1.33 80 13.4 0.1239

1.9031

1.1271

0.0153

3.6218

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1.0792

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2.0792

1.0000

0.0153

4.3230

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2.0792

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0.6990

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1.0000

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1.6532

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1.1761

1.5315

0.0081

1.3832

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0.1377

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1.3010

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1.6927

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1.8928

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2.1819

0.1328

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1.6021

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1.0645

0.0081

4.0000

0.1798

0.0957

2.1289

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1.4771

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0.0032

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0.0669

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1.6562

1.14 20 21.9 0.0569

1.3010

1.3404

0.0032

1.6927

0.0740

0.0763

1.7440

1.14 30 18.2 0.0569

1.4771

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2.1819

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3.1618

0.1012

0.0650

2.0325

1.14 80 11.8 0.0569

1.9031

1.0719

0.0032

3.6218

0.1083

0.0610

2.0399

1.14 100 11.7 0.0569

2.0000

1.0682

0.0032

4.0000

0.1138

0.0608

2.1364

1.14 120 10.3 0.0569

2.0792

1.0128

0.0032

4.3230

0.1183

0.0576

2.1059

1.07 5 36 0.02 0.69 1.55 0.00 0.48 0.02 0.04 1.08

PANIAGUA SEGOVIA YURI ABRAHAM 13

SEGUNDO TRABAJO ENCARGADO – HIDROLOGIA GENERAL

Page 14: Analisis de Frecuencia de Una Tormenta

94 90 63 09 86 05 57 781.07 10 27 0.02

941.0000

1.4314

0.0009

1.0000

0.0294

0.0421

1.4314

1.07 15 26 0.0294

1.1761

1.4150

0.0009

1.3832

0.0346

0.0416

1.6641

1.07 20 24 0.0294

1.3010

1.3802

0.0009

1.6927

0.0382

0.0406

1.7957

1.07 30 16.6 0.0294

1.4771

1.2201

0.0009

2.1819

0.0434

0.0359

1.8022

1.07 40 12.8 0.0294

1.6021

1.1072

0.0009

2.5666

0.0471

0.0325

1.7738

1.07 60 9.5 0.0294

1.7782

0.9777

0.0009

3.1618

0.0522

0.0287

1.7385

1.07 80 8.1 0.0294

1.9031

0.9085

0.0009

3.6218

0.0559

0.0267

1.7289

1.07 100 7.1 0.0294

2.0000

0.8513

0.0009

4.0000

0.0588

0.0250

1.7025

1.07 120 6.3 0.0294

2.0792

0.7993

0.0009

4.3230

0.0611

0.0235

1.6620

Σ= 59.42

225.24

218.89

39.68

366.29

89.22

93.60

310.66

X1 X2 Y X21 X22 X1*X2

X1*Y X2*Y

Del cuadro anterior obtenemos los valores de las sumatorias

ΣX1= 59.42 ΣX21= 39.68 ΣX1*Y= 93.60ΣX1*X

2=89.22

ΣX2= 225.24 ΣX22= 366.29 ΣX2*Y= 310.66 ΣY=218.89

Con los datos obtenidos de las sumatorias del cuadro procedemos a calcular los coeficientes de las ecuaciones mediante el sistema de ecuaciones siguiente

PANIAGUA SEGOVIA YURI ABRAHAM 14

SEGUNDO TRABAJO ENCARGADO – HIDROLOGIA GENERAL

Page 15: Analisis de Frecuencia de Una Tormenta

T=10  D I

5170.6

01

10109.3

66

1584.31

93

2070.11

05

3054.05

39

4044.94

53

6034.65

2

8028.81

27

10024.97

01

12022.21

41

T=10D I

PANIAGUA SEGOVIA YURI ABRAHAM 15

SEGUNDO TRABAJO ENCARGADO – HIDROLOGIA GENERAL

Page 16: Analisis de Frecuencia de Una Tormenta

4541.67

46

Pregunta 2:

Imax= 47mm/hrPregunta 4:

43.22+45.872

=44.55mm /hr

Pregunta 5:

T=10D I45 41.6746

Como podemos los resutados no son idénticos pero presentan cierta homogeneidad, debemos tener en consideración todos estos detalles a la hora de diseñar un proyecto para evitar futuros desastres.

PANIAGUA SEGOVIA YURI ABRAHAM 16

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