precipitación - henrry rojas asuero

Universidad Tcnica Particular de Loja

Hidrologa IPh.D Fernando Oate Valdivieso INFORME:

PrecipitacinProfesional en Formacin: Henrry Vicente Rojas Asuero Carrera: Ingeniera Civil Paralelo: A Fecha:02 de Septiembre del 2010

Loja Ecuador 2010 2011

Universidad Tcnica Particular de LojaLa universidad catlica de Loja

1. IntroduccinSe denomina precipitacin a todos los productos formados por la condensacin de vapor atmosfrico (lluvia, neblina, granizo) que caen hacia la superficie terrestre. La precipitacin es la fase del ciclo hidrolgico que da origen a todas las corrientes superficiales y profundas, debido a lo cual su evaluacin y el conocimiento de su distribucin, tanto en el tiempo como en el espacio, son problemas bsicos en hidrologa. Los elementos necesarios para la formacin de las precipitaciones son los siguientes: Humedad atmosfrica, Radiacin solar, Mecanismo de enfriamiento del aire, Presencia de ncleos para que haya condensacin, Mecanismo de crecimiento de partculas (Germn Monsalve Saenz, HIDROLOGA EN LA INGENIERA)

Existen los siguientes tipos de precipitacin1. Precipitacin ciclnica. Es la que est asociada al paso de una perturbacinciclnica.

2. Precipitacin convectiva. Tiene su origen en la inestabilidad de una masa deaire ms caliente que las circundantes. La masa de aire caliente asciende, se enfra, se condensa y se forma la nubosidad de tipo cumuliforme, origen de las precipitaciones en forma de chubascos o tormentas. 3. Precipitacin orogrfica. Es aquella que tiene su origen en el ascenso de una masa de aire, forzado por una barrera montaosa Para medir la precipitacin se utiliza los pluvimetros y lo pluvigrafos. Pluvimetro:Es un artefacto cilindro recto, de seccin conocida, con un borde agudo horizontal (boca) y un dispositivo para recoger el agua (colector). Pluvigrafos: Son los instrumentos destinados a medir la distribucin de la lluvia en el tiempo en un determinado lugar. Con ellos se conoce la cantidad de lluvia a travs del tiempo y tambin su intensidad. Existen varias metodologas para poder determinar la precipitacin media de una cuenca entre las cuales tenemos: Polgono de Thiessen: es una figura geomtrica que se construye de manera que nos permite delimitar reas en las que se considera que la precipitacin es uniforme. Esta metodologa es ms aplicable a zonas planas. Distancia inversa: Esta metodologa utiliza el criterio que nos indica que mientras ms cercano a una estacin este con respecto al centroide mayor ser su influencia en la cuenca. Por esta razn se debe tomar las cuatro estaciones ms cercanas al centroide de la cuenca.

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Curvas Isoyetas:se utiliza curvas de igual precipitacin. El trazado de las curvasIsoyetas es similar a las curvas de nivel en donde la precipitacin captada en un pluvimetro sustituye a la cota del terreno. Se debe considerar el relieve del terreno de manera que el mapa final sea realmente representativo de cmo est distribuida la precipitacin en la cuenca.

2. MetodologaPara la realizacin de este trabajo fue necesario la utilizacin de varias herramientas tales como el AutoCAD, Topo CAD, el Microsoft Excel, adems se tuvo que realizar algunos clculos manualmente para las respectivas comprobaciones, este trabajo necesito varias horas de suma dedicacin, adems en algunas ocasiones se tuvo que realizar varias veces los clculos solamente para efectos de comprobacin, bueno a continuacin se redactara la metodologa aplicada para cada uno de los procesos de clculo.

Polgono de Thiessen.Para la realizacin del polgono de Thiessen se tuvo que ubicar las estaciones vecinas dentro del plano que anteriormente tenamos de la cuenca el lucero, para ubicar mencionados puntos se tuvo que extender la cuadricula previamente dibujada y de esta manera se facilit la obtencin de los puntos que se requera; una vez delimitadas las zonas que necesitbamos obtener a partir de los polgonos de Thiessen se procedi al clculo de las reas respectivas de cada zona con el comando list en el AutoCAD luego de esto se aplic los procedimientos aprendidos en clase para poder determinar la precipitacin media de la cuenca por el mtodo de los polgonos de Thiessen. Una vez obtenidos los datos antes mencionados se procedi a aplicar la siguiente frmula: Pi*Ai/ A.P.Th.

Distancia Inversa.La metodologa de la distancia inversa es otra variante para poder encontrar la precipitacin media para la aplicacin de este proceso se tuvo que utilizar las mismas herramientas mencionadas en la metodologa de los polgonos de Thiessen pero adems en este caso en especial es necesario obtener el dato de la ubicacin del centroide para el cual existen varias metodologa pero existe una en particular que para efectos de esta tarea facilita el trabajo el cual es encontrar el centro de gravedad por medio de una plomada que debe colgar de la cuenca recortada y este proceso se lo repite en varios puntos de la cuenca y de esta manera en la interseccin de las lneas obtenidas se encuentra el centro de gravedad; una vez obtenido el centro de gravedad se procedi a3


aplicar los conocimientos aprendidos en clase para determinar las cuatro estaciones ms cercanas las cuales son importantes para la aplicacin de la frmula que a continuacin se presentara la cual al determinarla arrojara un valor de la precipitacin el cual en su mayora debe coincidir con la precipitacin media antes calculada por la metodologa de los polgonos de Thiessen. Los clculos fueron realizados en hoja electrnica de Microsoft Excel. En donde son las estaciones consideradas como ms cercanas al centroide antes determinado y son las distancias respectivas entre cada estacin y el centro de gravedad de la cuenca.

Curvas IsoyetasEsta es otra metodologa para la determinacin de la precipitacin media para esto debemos en primer lugar tener la triangulacin que utilizamos anteriormente en los polgonos de Thiessen para con esta interpolar las precipitaciones y de esta manera obtener la curvas Isoyetas, para la interpolacin se aplica metodologas de topografa bsicas y fciles de aplicar, pero se tuvo en cuenta que se necesitaba cotas redondas y a la vez que sean mltiplos para que al momento de unir las cotas no se tenga inconvenientes. Una vez unidas las cotas que se obtuvo se procede a la aplicacin de la frmula para esto necesitamos datos tales como la precipitacin media entre curvas Isoyetas esto se lo realiza de dos en dos respectivamente, luego debemos obtener el rea entre las cotas antes mencionadas, y el ltimo dato que necesitamos es el rea total de la cuenca luego aplicamos la frmula que se presenta a continuacin. Con este mtodo se culmina el clculo de la precipitacin media de la cueca el lucero, ahora se proceder a explicar la metodologa para la verificacin de la homogeneidad.

Verificacin de la homogeneidadPara la verificacin de la homogeneidad se tomamos como estacin Base la estacin A y a esta la comparamos con las dems estaciones y dependiendo de los puntos resultantes de este anlisis se proceder a determinar cul ser la curva de dispersin que mejor se4


adapte a los puntos obtenidos y luego de esto se analizara los datos para determinar la homogeneidad de la cuenca. Estos anlisis se los expresara de mejor manera posteriormente.

3. Anlisis de resultadosPolgono de Thiessen. Precipitacin media Al realizar el clculo de la precipitacin media aplicando la metodologa de los polgonos de Thiessen se obtuvo los siguientes resultados:Estacin Precipitacin A.P Thiessen 3551,40 8419,9000 7544,5000 11608,3000 7300,4592 41582217,5086 56812365,0555 109547645,8300 207949528,8533 Pi*Ai 25926850,8029 350118113200,6610 428620888161,2200 1271661937088,3900 2050426865301,0700

A B C D E

Precipitacin Media = Precipitacin Media =

Pi*Ai/ A.P Thiessen 9860,214046

Aplicando la metodologa de las distancias inversas para poder determinar la precipitacin media se obtuvo los siguientes resultados:

Est. D E C B

Dist. al Precipitacin centroide en la Est.7544,50 11608,30 8419,90 3551,40 12924,0103 8360,6244 14113,4702 21143,0849

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Pr./Dist24,51685E-05 0,00016607 4,22707E-05 7,94443E-06 0,000261454

1/Dist20,0000000059869 0,0000000143061 0,0000000050203 0,0000000022370 0,0000000275504

Precipitacin Media =

9490,01001

Curvas isoyetasprecipitacin media entre dos isoyetas (Pi) 7079 7200 7600 8000 8400 8800 9200 9600 10000 10400 10800 11200 11600 7200 7600 8000 8400 8800 9200 9600 10000 10400 10800 11200 11600 12961 7139,5 7400 7800 8200 8600 9000 9400 9800 10200 10600 11000 11400 12280,5

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rea entre curvas isoyetas (Ai) 3099548,6415 21637605,5409 24742056,3512 22356369,1362 17600050,1114 13964209,0023 13923856,5324 13829135,4425 14501577,2950 15765307,8674 14735593,6158 13181389,4838 18226907,7854 207563606,8058

Pi*Ai 22129227526 1,60118E+11 1,92988E+11 1,83322E+11 1,5136E+11 1,25678E+11 1,30884E+11 1,35526E+11 1,47916E+11 1,67112E+11 1,62092E+11 1,50268E+11 2,23836E+11 1,95323E+12

PRECIPITACIN MEDIA DE LA CUENCA POR CURVAS ISOYETAS

Pm

9410,2678

Homogeneidad

7


Homogeneidad Entre A-B

Entre A-C

8


Entre A-D

Homogeneidad A-D8000.00 7000.00 6000.00 5000.00 4000.00 Homogeneidad A-D 3000.00 2000.00 1000.00 0.00 0.00 2000.00 4000.00 6000.00 8000.00 10000.00

Entre A-E

Homogeneidad A-E14000.00 12000.00 10000.00 8000.00 6000.00 4000.00 2000.00 0.00 0.00 2000.00 4000.00 6000.00 8000.00 10000.00 Homogeneidad A-E

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4. ConclusionesA partir de los datos obtenidos podemos sacar las siguientes conclusiones: - Al realizar el clculo de la precipitacin mediante la metodologa de los polgonos de Thiessen obtuvimos un valor que se podra decir est acorde a los requerimientos que desde un principio se esperaba. - Luego de haber calculado la precipitacin media por medio de la metodologa de las distancias inversas se obtuvo un resultado que al compararlo con el obtenido mediante la metodologa de los polgonos de Thiessen se concluy que el resultado de la precipitacin media varia un poco entre estos dos mtodos pero en su mayora la cifra cumpli con las expectativas y esto nos indica que los clculos fueron bien realizados. - Al calcular la precipitacin media por medio de la metodologa de las curvas isoyetas podemos concluir que este mtodo arrojo un resultado muy acorde a lo que esperbamos ya que coincidi con los dos resultados antes encontrados. - Para finalizar con el tema de la precipitacin media de la cuenca podemos concluir que los tres mtodos aplicados para poder determinar la precipitacin media fueron validos y nos otorgaron valores muy aproximados entre si lo que indica que las metodologas aprendidas en clase fueron bien aplicadas. - Con respecto a la homogeneidad podemos concluir que todas las estaciones son homogneas entre si ya que la dispersin aplicada nos indica que los datos son homogneos entre las estaciones A-B, A-C, AD, A-E ya que estos fueron los requerimientos desde un principio ya que se tomo a la estacin A como estacin Base.

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Bibliografa: http://www.slideshare.net/hotii/7-cuenca-hidrografica http://educasitios.educ.ar/grupo068/?q=node/98 Germn Monsalve Senz, Hidrologa en la ingeniera 2 edicin. Cuaderno de apuntes de Hidrologa 1, Ph.D Fernando Oate V. 2010 http:/www.monografias.com/

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