word hidrologia

11-9-2015

Universidad sentildeor de sipan

ldquoFIAUrdquoESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIacuteA CIVIL

HIDROLOGIADOCENTE ING CARLOS MANUEL TEPE GASTULO

GRUPO 01

INTEGRANTES SALAZAR AVELLANEDA WINNI MENDOZA CRUZ HELLEN VENTOCILLA SANCHEZ PEDRO MIGUEL JUAREZ OCANtildeA OSMAR

DOCENTEING TEPE GASTULO MANUEL

PIMENTEL - CHICLAYOHIDROLOGIA

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INDICEPRECIPITACIONES

DEFINICIONhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2

FORMACION DE LAS PRECIPITACIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2

CONTENIDO MAacuteXIMO DE AGUA LIacuteQUIDA EN LAS NUBEShelliphelliphelliphellip3

CLASIFICACTON DE LAS PRECIPITACIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4

MEDIDA DE LAS PRECIPITACIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7

PLUVIOMETROShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7

TIPOS DE PLUVIOMETROShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7

INSTALACIOacuteN Y CUIDADO DEL PLUVIOacuteMETRO helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip8

MODO DE EFECTUAR LA MEDICIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9

PLUVIOacuteGRAFOS helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip10

PRECIPITACIONES MAacuteXIMAS PROBABLEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip10

CURVAS DE INTENSIDAD DURACIOacuteN Y FRECUENCIA (IDF)helliphellip11

ESTIMACIOacuteN DE VALORES DE LAS VARIABLES PLUVIOMEacuteTRICAShellip14

MEacuteTODO DE LOS POLIacuteGONOS DE THIESSENhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15

MEacuteTODO DE LAS CURVAS ISOYETAS helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip17

CALCULO DE LA PRESENTACIOacuteN MEDIA SOBRE UNA

ZONAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19

PROMEDIO ARITMEacuteTICOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip20

EJERCICIOS DE APLICACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Universidad sentildeor de sipan | PRECIPITACION

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LAS PRECIPITACIONES

DEFINICION

Se engloba dentro del teacutermino precipitacioacuten a todas las aguas meteoacutericas que caen sobre la superficie de la tierra tanto bajo la forma liacutequida como soacutelida (nieve granizo) Estos diversos tipos de precipitaciones son normalmente medidos sin efectuar su discriminacioacuten por medio de su equivalente en agua La precipitacioacuten es el origen de todas las corrientes superficiales y profundas por lo cual su cuantificacioacuten y el conocimiento de su distribucioacuten en el tiempo y en el espacio se constituyen en problemas baacutesicos para la hidrologiacutea El hidroacutelogo necesita considerar la precipitacioacuten en relacioacuten con los liacutemites geograacuteficos naturales del terreno donde incide o sea las cuencas de los cauces hiacutedricos superficiales En ellas trataraacute de dar solucioacuten cuantitativa a la ecuacioacuten del balance hidroloacutegico

A = P minus E plusmn ΔSDoacutendeA es la aportacioacuten al cauceP la precipitacioacuten mediaE la evapotranspiracioacuten mediaΔ Es la variacioacuten del almacenamiento en la cuenca

FORMACION DE LAS PRECIPITACIONES

La humedad siempre estaacute presente en la atmoacutesfera auacuten en los diacuteas sin nubes Para que ocurra la precipitacioacuten se requiere alguacuten mecanismo que enfriacutee el aire lo suficiente para que llegue de esta manera al o cerca del punto de saturacioacutenLos enfriamientos de grandes masas necesarios para que se produzcan cantidades significativas de precipitacioacuten se logran cuando ascienden las masas de aire Este fenoacutemeno se lleva a cabo por medio de sistemas convectivos o convergentes que resultan de radiaciones desiguales las cuales producen calentamiento o enfriamiento de la superficie de la tierra y la atmoacutesfera o por barreras orograacuteficas Sin embargo la saturacioacuten no conlleva necesariamente la precipitacioacuten

Condensacioacuten y Nuacutecleos de Congelamiento

Suponiendo que el aire estaacute saturado o muy cerca de este punto la formacioacuten de neblina gotas de agua o cristales de hielo requiere por lo general de la presencia de nuacutecleos de condensacioacuten o congelamiento sobre los cuales se forman las gotas de agua o los cristales de hielo Estos nuacutecleos son pequentildeas partiacuteculas de varias sustancias no necesariamente higroscoacutepicas cuyo tamantildeo por lo general estaacute entre 01 y 10 μm de diaacutemetro Aquellos cuyo diaacutemetro es menor que 3 μm estaacuten comprendidos dentro del rango de aerosoles y pueden permanecer suspendidos indefinidamente en el aire excepto cuando se forma


3la precipitacioacuten Los nuacutecleos de condensacioacuten consisten por lo general en productos de combustioacuten oacutexidos de nitroacutegeno y partiacuteculas de sal Estas uacuteltimas son las maacutes efectivas y auacuten con humedades tan bajas como del 75 pueden producir condensacioacuten Despueacutes de la nucleacioacuten la gota de agua o el cristal de hielo crecen hasta que su tamantildeo se vuelveVisible en una fraccioacuten de segundo a traveacutes de un proceso de difusioacuten de vapor de agua hacia eacuteste pero a partir de ese momento en adelante el crecimiento es muy lento

La difusioacuten por siacute misma lleva uacutenicamente a la formacioacuten de neblina o elementos de la nube que por lo general son menores de 10 μm en diaacutemetro alcanzando algunos de ellos hasta 50 μm Puesto que la condensacioacuten tiende a agrandar las gotas de agua o los cristales de hielo aproximadamente a los mismos valores las diferencias en tamantildeo resultan principalmente de las que poseen los nuacutecleos sobre los cuales se forman Mientras loe elementos de una nube tienden a asentarse el peso de un elemento promedio es tan pequentildeo que se requiere uacutenicamente de un leve movimiento de aire hacia arriba para mantenerlo en suspensioacuten La mayoriacutea de las gotas de agua en estado no precipitable tienen diaacutemetros menores de 10 μm y una corriente ascendente menor de 05 cms es suficiente para evitar que aqueacutellas caigan Debido a que los cristales de hielo de peso equivalente

Caiacuteda de las Gotas

Las velocidades hacia arriba por debajo de las nubes y en las nubes a menudo sobrepasan los valores necesarios para sostener los elementos dentro de aqueacutellas por esta razoacuten para que ocurra precipitacioacuten tales elementos deben aumentar su tamantildeo hasta que su velocidad de caiacuteda exceda a la ascensional del aire Por otra parte dichos elementos deben ser tambieacuten lo suficientemente grandes para penetrar en el aire no saturado que se encuentra por debajo de la base de la nube sin evaporarse completamente antes de llegar a la tierra Una gota de agua que cae desde la base de una nube a un kiloacutemetro sobre el suelo en aire que tenga 90 de humedad relativa y que se estaacute elevando a 10 cms requeririacutea de un diaacutemetro de aproximadamente 440 μm para llegar a la tierra con un diaacutemetro de 200 μm liacutemite que se considera a menudo como el que hay entre el tamantildeo de las gotas en una nube y el tamantildeo precipitable Si todas las gotas de una nube fueran del mismo tamantildeo se encontrasen a la misma temperatura y estuvieran formadas por agua liacutequida la nube se mantendriacutea en equilibrio termodinaacutemico sin dar lugar a la formacioacuten de gotas gruesas capaces de constituir precipitacioacuten A destruir el referido equilibrio contribuyen diversos factores entre los que se pueden identificar baacutesicamente

la diferencia de tamantildeo entre las gotas de la nube la diferencia de temperatura entre regiones proacuteximas de la nube la coexistencia en una regioacuten de la nube de gotas de agua y de

cristales de hielo El aumento del tamantildeo de las gotas mayores por captura mediante

choques de otras gotas


4Contenido Maacuteximo de Agua Liacutequida en las Nubes

El contenido maacuteximo de agua liacutequida en una nube no precipitable variacutea por lo general desde 05 gmsup3 en nubes que forman estratos delgados hasta 4 gmsup3 en cuacutemulos muy anchos aunque ocasionalmente se han determinado valores mayores Las nubes que tienen concentraciones de 4 gmsup3 o maacutes por lo general producen precipitacioacuten que llega a la tierra Las cantidades precipitadas tienden a estar correlacionadas con el contenido de agua liacutequida Para lluvias fuertes se ha determinado en forma estimativa que la intensidad de la lluvia aumenta alrededor de 25 mmh por cada gmsup3 de agua contenida en la nube

CLASIFICACTON DE LAS PRECIPITACIONES

Por la Causa del Ascenso de la Masa Huacutemeda

En general las nubes se forman por enfriamiento del aire por debajo de su punto de saturacioacuten Este enfriamiento puede tener lugar por varios procesos que conducen al ascenso adiabaacutetico con el consiguiente descenso de presioacuten y descenso teacutermico asociado La intensidad y cantidad de precipitacioacuten dependeraacuten del contenido de humedad del aire y de la velocidad vertical De acuerdo con la causa que origina este ascenso de la masa huacutemeda pueden distinguirse distintos tipos de precipitacioacuten cicloacutenica conectiva y orograacutefica

Precipitacioacuten Cicloacutenica

Es la que resulta del levantamiento del aire que converge en un aacuterea de baja presioacuten o centro cicloacutenico pudieacutendose presentar como precipitacioacuten frontal y no frontal

La precipitacioacuten no frontal puede ocurrir en cualquier depresioacuten baromeacutetrica resultando el ascenso debido a la convergencia de masas de aire que tienden a rellenar la zona de baja presioacuten

La precipitacioacuten frontal resulta del levantamiento de aire caacutelido a un lado de una superficie frontal sobre aire maacutes denso y friacuteo puede en consecuencia estar asociada a un frente friacuteo o caacutelido

La precipitacioacuten de frente caliente se forma cuando el aire avanza hacia arriba sobre una masa de aire maacutes friacuteo La magnitud del ascenso es relativamente baja puesto que la pendiente promedio de la superficie frontal es por lo general de 1100 a 1300 La precipitacioacuten puede extenderse de 300 a 500 km por delante del frente y por lo general la lluvia resultante variacutea entre ligera a moderada y continuacutea hasta que termina el paso del frente

La precipitacioacuten de frente friacuteo es de naturaleza corta y se forma cuando el aire caacutelido es obligado a subir por una masa de aire friacuteo que estaacute avanzando Los frentes friacuteos se mueven maacutes raacutepidamente que los calientes y sus


5superficies frontales tienen pendientes que variacutean entre 1 50 y 1150 es decir con mayor pendiente que los anteriores En consecuencia el aire caacutelido se eleva mucho maacutes raacutepidamente en este tipo de frentes y las intensidades de la precipitacioacuten son por lo general mucho mayores frecuentemente de tipo tormentoso

Precipitacioacuten Conectiva

Este tipo de precipitacioacuten tiene su origen en la inestabilidad de una masa de aire maacutes caliente que las circundantes Estas diferencias de temperatura pueden ser el resultado de calentamientos diferenciales en superficie o en la parte superior de la capa de aire siacute la masa de aire maacutes liviana por su mayor temperatura asciende y supera el nivel de equilibrio debido a la velocidad vertical adquirida formaacutendose la caracteriacutestica nubosidad de tipo uniforme origen de las precipitaciones en forma de chubascos o tormentas generalmente de tipo puntual

Precipitacioacuten Orograacutefica

Se denomina asiacute a la precipitacioacuten que tiene origen en el ascenso de la masa de aire forzado por una barrera montantildeosa Se presentan en forma de lluvia o nieve siendo muy irregulares en importancia y localizacioacuten A veces en casos de masas inestables el efecto orograacutefico no supone maacutes que el mecanismo de disparo de la inestabilidad convectiva La precipitacioacuten es mayor a barlovento diminuyendo raacutepidamente a sotavento En las cadenas montantildeosas importantes el maacuteximo de precipitacioacuten se produce antes de la divisoria En cambio con menores altitudes el maacuteximo se produce pasada eacutesta debido a que el aire continuacutea el ascenso

Por la Forma en que Cae

Por la forma en que cae (tipos de hidrometeoros) se pueden distinguir diversos tipos de precipitacioacuten entre los cuales los de mayor intereacutes son

Lluvia

Precipitacioacuten atmosfeacuterica de gotas de agua en estado liquido La mayor parte de ellas tiene generalmente un diaacutemetro igual o mayor que medio miliacutemetro y caen en el aire en calma con una velocidad superior a los dos metros por segundo

Seguacuten sus intensidades pueden distinguirse

1048633 Ligera para tasas de caiacuteda de hasta 25 mmh

1048633 Moderada desde 25 hasta 75 mmh

1048633 Fuerte por encima de 75 mmh


6Llovizna

Precipitacioacuten anaacuteloga a la lluvia pero de gotas de diaacutemetro inferior al medio miliacutemetro uniformemente dispersas muy numerosas y que aparentemente flotan en el aire Su procedencia son estratos bajos algunas veces tanto que constituyen niebla

Si la cantidad de agua recogida por hora es mayor de un miliacutemetro de altura (es decir un litro por metro cuadrado) se considere lluvia

Chaparroacuten o Aguacero

Son precipitaciones de agua liacutequida o soacutelida de extraordinaria intensidad que comienzan y acaban bruscamente con duracioacuten relativamente corta o bien variacutean violenta y raacutepidamente de intensidad y coinciden con la alternancia brusca de cielo encapotado y amenazador con claros de cielo azul o de nubes muy oscuras con otras muy claras

Nieve

Precipitacioacuten atmosfeacuterica formada por agrupaciones cristalinas de hielo en estrellas hexagonales ramificadas y con frecuencia mezcladas con cristales simples algunas veces los conglomerados forman los copos de nieve que pueden llegar a tener varios centiacutemetros de diaacutemetro y que se producen cuando por ser la temperatura del aire superior a -10degC se sueldan los cristales con una peliacutecula de agua liacutequida que los envuelve La densidad de la nieve fresca variacutea grandemente por lo general se requieren de 125 a 500 mm de nieve pera formar 25 mm de agua liacutequida A menudo se supone pare la nieve una densidad promedio de 01 gmsup3

Agua Nieve

Precipitacioacuten de nieve en fusioacuten mientras cae sola o con lluvia

Neviza

Nieve en forma granular y compacte que se produce por cambio de temperatura formando el estado de transicioacuten al hielo glaciar

Rociacuteo

Gotas de agua debidas a la condensacioacuten directa del vapor contenido en el aire adyacente a superficies enfriadas por radiacioacuten nocturna

Escarche

Cristales diminutos de hielo en forma de escamas o agujas que se forman por condensacioacuten del vapor de agua existente en el aire que pasa directamente al estado soacutelido sobre las superficies muy enfriadas durante la noche Su origen


7puede ser tambieacuten el congelamiento de agua supe enfriada que previamente se ha depositado sobre la superficie en forma de lluvia o llovizna Su densidad puede llegar a ser de 08 a 09 gmsup3

Granizo

Precipitacioacuten de granos de hielo trasluacutecidos que se produce por nubes conectivas generalmente de tipo cumulonimbos Si bien por lo general los granos son de forma esfeacuterica pueden serlo tambieacuten coacutenicos o irregulares Estaacuten constituidos por un nuacutecleo de granizo blando envuelto por una fina capa de hielo que les da aspecto cristalino Su densidad es del orden de 08 gmsup3 y su diaacutemetro variacutea entre 5 y 50 mm e incluso superiores

MEDIDA DE LAS PRECIPITACIONES

El pluvioacutemetro es un instrumento que se emplea en las estaciones meteoroloacutegicas para la recogida y medicioacuten de la precipitacioacuten Se usa para medir la cantidad de precipitaciones caiacutedas en un lugar durante un tiempo determinado

TIPOS DE PLUVIOMETROS

PLUVIOMETRO DE LLUVIA ESTAacuteNDARUn medidor de lluvia estaacutendar normalmente utiliza miliacutemetros como medida de medicioacuten con un cilindro de medicioacuten de hasta 25 mm Para usar un medidor de precipitaciones estaacutendar fiacutejalo a cualquier superficie plana en un aacuterea que esteacute completamente al descubierto Aseguacuterate de que el pluvioacutemetro estaacutendar se coloque en su cilindro de desbordamiento para poder obtener una medicioacuten precisa en caso de fuertes lluvias

PLUVIOacuteMETRO DE PESAJE

Un indicador de precipitacioacuten de pesaje es un dispositivo de precipitacioacuten de alta gama y de alta tecnologiacutea de medicioacuten que no solo mide la lluvia sino tambieacuten el granizo aguanieve nieve e incluso el rociacuteo Algunos modelos contienen dispositivos que tambieacuten pueden determinar queacute contaminantes estaacuten presentes y en queacute cantidad Un indicador de precipitacioacuten de pesaje se compone de un recipiente de almacenamiento y la pluma en un tambor giratorio para medir la masa de la precipitacioacuten o a veces se utiliza un alambre de vibracioacuten unido a un registrador de datos

PLUVIOMETRO CON SISTEMA DE BALANCIacuteNUn pluvioacutemetro con sistema de balanciacuten es un tipo de medidor de lluvia que utiliza palancas y cubos para recoger y medir la precipitacioacuten Un embudo de cobre se coloca sobre un cilindro grande con el fin de recoger la precipitacioacuten La precipitacioacuten del embudo cae en uno de dos cubos o a veces las palancas que se equilibran en un aparato similar a escamas Cuando el cubo se vuelve demasiado pesado con la precipitacioacuten se inclina Cuando esto sucede una sentildeal eleacutectrica se enviacutea a una grabadora que graba la cantidad de precipitacioacuten recogida durante un cierto periacuteodo


8Este tipo de medidor de lluvia no es tan preciso como un pluvioacutemetro estaacutendar en la recogida de la cantidad especiacutefica de precipitacioacuten que cayoacute pero es uacutetil para determinar si la lluvia fue pesada media o ligera

MEDIDOR DE PRECIPITACIONES OacutePTICOUn pluvioacutemetro oacuteptico utiliza un laacuteser para detectar la lluvia que cae Una fila de los embudos de recogida se situacutea en una zona donde las chimeneas estaraacuten totalmente expuestas a la caiacuteda de la lluvia A medida que la lluvia u otra precipitacioacuten entran en el embudo cae en un espacio cerrado que estaacute equipado con un diodo laacuteser y un detector de foto transistor Cuando la precipitacioacuten cae dentro del espacio del diodo un destello de luz es emitido capturando informacioacuten sobre el tamantildeo peso y quiacutemicas de la gotita de la precipitacioacuten La informacioacuten se registra en el sitio o es transmitida a un ordenador remoto

INSTALACIOacuteN Y CUIDADO DEL PLUVIOacuteMETRO

La instalacioacuten del pluvioacutemetro debe ser objeto del mayor cuidado para evitar errores en la obtencioacuten de los datos Las condiciones necesarias para ello son

a) La boca del pluvioacutemetro debe estar a una altura del suelo de 150 m

b) El pluvioacutemetro debe ir colocado sobre un poste vertical fijado de forma tal que se impida todo movimiento y de manera que la cabeza del poste (achaflanada tambieacuten a 45deg hacia afuera) se encuentre 15 cm por debajo de la boca del pluvioacutemetro la que a su vez debe estar perfectamente horizontal

c) El pluvioacutemetro debe colocarse alejado de cualquier obstaacuteculo (aacuterboles paredes tapiales etc) para que los mismos no obstaculicen la entrada de lluvia De existir aqueacutellos en las proximidades el instrumento de medicioacuten debe estar siempre a una distancia horizontal por lo menos cuaacutedruple respecto a la altura de los obstaacuteculos vecinos

d) En caso de que no haya jardiacuten o lugar abierto sin obstaacuteculos para colocar el pluvioacutemetro en las condiciones descriptas y sea necesario colocarlo sobre un edificio casilla etc debe estar siempre afirmado a un poste de manera que la boca del pluvioacutemetro sobrepase en un metro la parte maacutes alta del techo en que se lo coloca (o sus parapetos cumbreras etc)

e) Se debe cuidar siempre que en el interior del pluvioacutemetro o en el embudo no haya hojas secas u otros objetos que puedan alterar la medicioacuten exacta de la lluvia


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MODO DE EFECTUAR LA MEDICIOacuteN

El procedimiento para efectuar la medicioacuten de lluvia caiacuteda es el siguiente

Se saca la parte superior o receptora (a) Se retira el colector (c) colocado en el interior de la parte (b) y se lo

sustituye por el de repuesto volviendo a colocar en su lugar la parte receptora

Se vierte el agua en alguna de las dos probetas que integran el equipo del pluvioacutemetro y se lee la graduacioacuten hasta donde llega el agua Si la cantidad de lluvia fuese mayor que la capacidad graduada de la probeta la operacioacuten de llenado se repite tantas veces como sea necesario sumando los parciales para obtener el total precipitado En zonas de lluvias intensas se emplea directamente la probeta mayor para evitar demasiadas descargas Cuando la cantidad de agua precipitada haya rebasado la capacidad del colector (c) y una parte se ha depositado en el recipiente de retencioacuten (b) se mide primero el agua contenida en el colector y luego se trasvasa al mismo y se mide el agua depositada en el recipiente de retencioacuten Si una lluvia fuera de magnitud tal que hiciera temer sobre la suficiencia de le capacidad del recipiente de retencioacuten del pluvioacutemetro para almacenar el agua caiacuteda en 24 horas se debe efectuar una observacioacuten intermedia que se sumare a la realizada a la hora reglamentaria


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PLUVIOacuteGRAFOS

Para obtener registros continuos de las precipitaciones y poder dibujar las curvas de masa de las mismas y determinar las intensidades de lluvia producidas en intervalos de tiempo predeterminados se recurre al empleo del pluvioacutegrafo que consiste baacutesicamente en un pluvioacutemetro que incluye un dispositivo de registro cronoloacutegico de las alturas de agua precipitadas o de enviacuteo de la informacioacuten correspondiente a pequentildeos intervalos de tiempo a un centro computarizado de almacenamiento de datos

PLUVIOacuteGRAFO DE BALANZA

Consiste en un instrumento que permite recoger y registrar una cantidad representativa de lluvia nieve fundida o granizo Para ello el agua se colecta en un recipiente similar al pluvioacutemetro cuyo peso accione un mecanismo acoplado al dispositivo registrador

PLUVIOacuteGRAFO DE FLOTADOR

En este pluvioacutegrafo la lluvia captada por una boca de seccioacuten normalizada igual e la del pluvioacutemetro (A) cae dentro de un recipiente que contiene un flotador (G) A medida que el nivel del agua en el depoacutesito sube lo hace tambieacuten el flotador el que se halla vinculado al sistema registrador (T) La capacidad del recipiente es igual al volumen de agua correspondiente a 10 mm de lluvia de modo que al llenarse se accione un sifoacuten que desagota el recipiente a un depoacutesito (S) y el flotante retorna a su posicioacuten inicial para luego volver a subir si la lluvia continuacutea Cuando los registros se trazan en fajas sobre un tambor giratorio presentan le caracteriacutestica que cada vez que se produce un vaciado la curva del pluviograma baja desde el borde superior al inferior de la faja lo que debe tenerse presente al calcular los totales de precipitacioacuten y dibujar la curva de masa

PLUVIOacuteGRAFO A CUBETA BASCULANTE

Este tipo de pluvioacutegrafo cuenta bajo la boca del embudo con un compartimiento en el que hay dos cubetas una de las cuales recibe el agua precipitada y al llenarse se produce un desequilibrio que hace que la cubeta vuelque la cantidad de agua que contiene (equivalente a 01


1102 oacute 05 mm de lluvia seguacuten los modelos) moviendo a la segunda cubeta al lugar de recoleccioacuten del agua En ese momento se acciona un circuito eleacutectrico que marca o produce el registro correspondiente En otros modelos al producirse la descarga una rueda dentada gira el espacio de un diente y provoca un movimiento que registra un trazo vertical sobre la faja igual a la sensibilidad Mientras el otro cangiloacuten se llena la pluma inscribe un trazo horizontal de longitud proporcional al tiempo que tarda en llenarse En la faja se registra asiacute un diagrama escalonado en ascenso hasta que se alcanza la altura maacutexima de aqueacutella y de continuar la precipitacioacuten el diagrama se invierte (descendiendo) hasta el borde inferior y asiacute sucesivamente

PRECIPITACIONES MAacuteXIMAS PROBABLES

Es la cantidad de precipitacioacuten que constituye el liacutemite superior fiacutesico para una duracioacuten determinada sobre una cuenca en particular Es la mayor cantidad de precipitacioacuten meteoroloacutegicamente posible que corresponde a determinada eacutepoca del antildeo

Curvas de Intensidad Duracioacuten y Frecuencia (IDF)


12Cuando en una estacioacuten se dispone de una larga serie de antildeos de registros que incluyen tormentas de diversa magnitud se pueden trazar curvas intensidadduracioacuten para distintas frecuencias dando lugar a las curvas conocidas como IDF de fundamental aplicacioacuten en ingenieriacutea hidroloacutegicaPor lo general se las grafica como una familia de curvas correspondientes a diversos tiempos de recurrencia referidas a un sistema de ejes que representa los tiempos en abscisas y las intensidades de precipitacioacuten en mmh en ordenadas (Figura 37)En ocasiones se opta para su representacioacuten en asignar los tiempos a la familia de curvas llevando los tiempos de recurrencia sobre el eje de las xLa teacutecnica de las curvas de IDF aunque antigua resulta sumamente uacutetil para realizar anaacutelisis puntuales en estaciones que cuentan con registros pluviograacuteficos de buena longitud siendo de gran aplicacioacuten en el dimensionado de obras hidraacuteulicas que requieren contar con datos de este tipoEl empleo de las curvas de IDF permite asimismo generalizar sus

resultados mediante la combinacioacuten de sus valores con el anaacutelisis de planos de isoyetas de las tormentas registradas en una cuenca o regioacuten


13Los pasos a seguir para la construccioacuten de las curvas de IDF para una estacioacuten dada son los siguientes

a) Se seleccionan todas las precipitaciones intensas producidas durante los antildeos del periacuteodo de que se disponen registros

b) Se debe conocer para cada una de ellas las horas de iniciacioacuten la de finalizacioacuten y su curva de masa

c) Un anaacutelisis de las intensidades y duracioacuten de las tormentas registradas permitiraacute determinar la ldquoduracioacuten tipo o ldquocaracteriacutesticardquo de las precipitaciones intensas de la regioacuten

d) A partir de la curva de masa de cada una de las tormentas registradas seguacuten el paso a) se determina la precipitacioacuten maacutexima (en mm) producida en intervalos crecientes de tiempo cuyas magnitudes se determinan en funcioacuten de la duracioacuten caracteriacutesticaPor ejemplo para la duracioacuten referida en el punto b) pueden adoptarse como periacuteodos de duracioacuten creciente 5 10 20 30 60 90 etc Para homogeneizar los caacutelculos se lleva luego cada uno de estos valores a mmh Se obtienen asiacute para cada evento las intensidades correspondientes a periacuteodos de duracioacuten creciente


14e) Se agrupan luego las intensidades expresadas en mmh resultantes de la consideracioacuten de todas las tormentas por separado para cada uno de los periacuteodos definidos de duracioacuten creciente obtenieacutendose asiacute en un cuadro comparativo para cada duracioacuten la serie de valores registrados de intensidades de precipitacioacuten Independizando estos valores del antildeo de ocurrencia de la tormenta se

f) Sobre cada una de las series asiacute conformadas se aplica una ley probabiliacutestica de distribucioacuten de valores extremo que permite determinar los valores correspondientes a periacuteodos de recurrencia preestablecidos (200 100 50 antildeos)

g) En funcioacuten de los tiempos correspondientes a los periacuteodos de duracioacuten creciente (t) de los tiempos de recurrencia adoptados (Tr) y las intensidades horarias obtenidas por caacutelculo seguacuten el paso e) se pueden trazar las representaciones de IDF Las curvas IDF pueden regionalizarse para su aplicacioacuten a una zona abarcada por una cuenca o conjunto de cuencas en la que si aqueacutella es pluviomeacutetricamente homogeacutenea se presentaraacuten curvas IDF de similares caracteriacutesticas en las distintas estaciones que ubiquen en la misma En tal caso podraacute construirse una graacutefica promedio representativa de la regioacuten

ESTIMACIOacuteN DE VALORES DE LAS VARIABLES PLUVIOMEacuteTRICAS

Para el estudio hidroloacutegico de una determinada extensioacuten superficial de terreno es preciso estimar a partir de los datos (maacutes o menos dispares) obtenidos en los puntos de observacioacuten de que se dispone valores que sean aplicables a la zona considerada en su conjuntoEste es el caso que maacutes frecuentemente se presenta en la praacutectica y todo lo que a continuacioacuten se expone para lluvias es aplicable por analogiacutea a las demaacutes variables meteoroloacutegicasEl primer paso es reunir los datos baacutesicos meteoroloacutegicos y completar las series hacieacutendolas homogeacuteneas en tamantildeo y calidad por medio de procedimientos estadiacutesticosLa hipoacutetesis baacutesica es considerar aplicable el registro obtenido en un punto a toda un aacuterea maacutes o menos extensa seguacuten la densidad espacial de la red de observacioacuten Determinar este dominio para cada estacioacuten es un problema a resolver en cada caso particular teniendo en cuenta para ello las caracteriacutesticas del fenoacutemeno meteoroloacutegico y de la zona en estudio

Se citan a continuacioacuten los procedimientos maacutes usuales

Lluvia Media en una Zona

Media Aritmeacutetica

Consiste en tomar como lluvia media de la zona (por lo general una cuenca determinada) la media aritmeacutetica de las medidas obtenidas en los pluvioacutemetros situados en ellaSi bien la aproximacioacuten es escasa el procedimiento puede ser


15de aplicacioacuten en zonas que reuacutenan caracteriacutesticas suficientes de homogeneidad climaacutetica y fiacutesica cuando la distribucioacuten de las estaciones sea tal que el valor medio difiera poco respecto al valor ponderado cuando exista un elevado nuacutemero de estaciones cuando la distribucioacuten aacuterea de las precipitaciones sea relativamente uniforme o cuando los datos baacutesicos disponibles no justifiquen un procedimiento de ponderacioacuten

Siendo P1P2 KPn

La lluvia recogida en los ldquonrdquo pluvioacutemetros de la zona en el mismo intervalo de tiempo (una tormenta determinada una estacioacuten lluviosa un antildeo calendario o hidroloacutegico) la lluvia media para la zona es

MEacuteTODO DE LOS POLIacuteGONOS DE THIESSEN

Este meacutetodo trata de tomar en consideracioacuten la eventual falta de uniformidad en la distribucioacuten de los pluvioacutemetros asignando como dominio a cada uno de ellos un poliacutegono convexo que lo rodea Para el trazado de los poliacutegonos primero se debe trazar la denominada Red de Triaacutengulos Irregulares (conocida como TIN por sus siglas inglesas de Triangular Irregular Network) la que se logra uniendo con segmentos rectos la posicioacuten de cada pluvioacutegrafo con los otros pluvioacutegrafos maacutes cercanosPosteriormente se trazan las mediatrices correspondientes a cada triaacutengulo dibujado En los poliacutegonos externos se continuacutean estas mediatrices hasta el exterior del liacutemite de la cuenca En estos poliacutegonos limiacutetrofes se deberaacute considerar solamente el aacuterea interior a la zona pero para su dibujo pueden tenerse en cuenta pluvioacutemetros exteriores a ella

Si las lluvias medidas por los pluvioacutemetros G1G2hellipGn en el intervalo de tiempo comuacuten considerado son P1P2helliphellipPn y las aacutereas respectivas de los dominios poligonales asignadas a cada uno son

A1 A2helliphellip An la lluvia media seraacute


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Los resultados son buenos en zonas llanas con pluviometriacutea de distribucioacuten bastante homogeacutenea

Meacutetodo de las Curvas Isoyetas

Volcando en un plano la ubicacioacuten de los pluvioacutemetros y las respectivas cantidades de lluvia recogidasel meacutetodo consiste en interpolar liacuteneas de igual precipitacioacuten (a las que se denomina isoyetas oisohietas) de acuerdo con estos valores



17Meacutetodo de las Curvas Isoyetas

Volcando en un plano la ubicacioacuten de los pluvioacutemetros y las respectivas cantidades de lluvia recogidas el meacutetodo consiste en interpolar liacuteneas de igual precipitacioacuten (a las que se denomina isoyetas o isohietas) de acuerdo con estos valores

Para el trazado de las isoyetas no suele ser suficiente por lo general una simple interpelacioacuten lineal sino que deberaacuten tenerse en cuenta las caracteriacutesticas de ubicacioacuten de cada pluvioacutemetro (situacioacuten vegetacioacuten circundante altitud topografiacutea etc) y seguacuten ellas se procederaacute a efectuar una interpelacioacuten racional

Sean P1P2 KPn los valores asignados a cada isoyeta y A1 A 2 K An minus1 las aacutereas entre las isoyetas

P1 minus P2P2 minus P3 KPn minus1 minus Pn

La lluvia en la cuenca o aacuterea considerada seraacute

Existiraacute duda en la lluvia que corresponde al aacuterea situada entre las isoyetas extremas y el liacutemite de la zona Puede adoptarse como valor el de P de esas isoyetas extremas y antildeadir en el numerador de la115 el sumando correspondiente o bien tomar como valor de esas aacutereas la media aritmeacutetica de los valores obtenidos en los pluvioacutemetros que contienenEl meacutetodo de las curvas isoyetas es el que da resultados maacutes aceptables pero el caraacutecter subjetivo del dibujo de las mismas hace necesario que se posea para ello un buen conocimiento de las caracteriacutesticas climaacuteticas y fiacutesicas de la zona


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Anaacutelisis de AacutereaDuracioacutenProfundidad

A pesar que muchos problemas de hidrologiacutea requieren un anaacutelisis de la distribucioacuten temporal y espacial de las precipitaciones en una tormenta los mismos no se encuentran tan desarrollados como los correspondientes a las precipitaciones puntualesEn el caso de tormentas que presentan un raacutepido decrecimiento desde el nuacutecleo central donde la precipitacioacuten alcanza su valor maacuteximo (caso caracteriacutestico de las precipitaciones convectivas) la lluvia media

decrece a medida que aumenta la superficie de la zona de incidencia considerada

Para su aplicacioacuten al estudio de eventos extremos se suelen construir al efecto curvas aacutereaduracioacutenprofundidad las cuales corresponden a distintas duraciones de tormentas que se grafican en un sistema de ejes en el que en ordenadas se representan ya sea los valores de las alturas (o profundidades o laacuteminas) de precipitacioacuten o bien el porcentaje referido a la lluvia puntual maacutexima mientras que en abscisas se llevan las aacutereas sobre las cuales tales valores de laacuteminas corresponden a la precipitacioacuten mediaPueden determinarse asiacute las cantidades maacuteximas de lluvia que como precipitacioacuten media caen en aacutereas de diferentes extensiones ante la ocurrencia de tormentas de distinta duracioacutenPara su construccioacuten se requiere contar con una red de pluvioacutegrafos instalada en la zona bajo estudio y efectuar un anaacutelisis criterioso de la configuracioacuten (en alturas de laacutemina forma y extensioacuten) de las isoyetas de todas las tormentas registradas


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Patroacuten de Isoyetas Standard

A los efectos de su aplicacioacuten en modelos lluviaescorrentiacutea resulta fundamental caracterizar la distribucioacuten areal que puede atribuirse a las tormentas que constituiraacuten la variable de ingreso I = f(t ) al modelo en funcioacuten de las respectivas laacuteminas de precipitacioacutenPara su determinacioacuten se recurre a efectuar el trazado de las isoyetas correspondientes a las tormentas de mayor intensidad y mayor extensioacuten que se hayan registrado en la regioacuten bajo estudioDe la evaluacioacuten comparativa de las tormentas con caracteriacutesticas como las referidas se ha observado la tendencia a que las isoyetas de las grandes precipitaciones adoptan una configuracioacuten que se ajusta muy aproximadamente a un conjunto de elipses conceacutentricasLa propia OMM recomienda tal esquema teoacuterico como Patroacuten de Isoyetas Standard para representar la distribucioacuten areal de las grandes precipitaciones

CALCULO DE LA PRESENTACIOacuteN MEDIA SOBRE UNA ZONA

En general la altura de precipitacioacuten que cae en un sitio dado diferente de la que cae en los alrededores aunque sea en sitio cercanos

Los pluvioacutemetros registran la lluvia puntual es decir la que se produce en el punto en la que estaacute instalada el aparato Para muchos problemas hidroloacutegicos se requiere conocer la altura de precipitacioacuten media de una zona la cual puede estar referida a la altura de precipitacioacuten diaria mensual anual media mensual media anual


20Altura de precipitacioacuten diaria es la suma de las lecturas observadas en un diacutea

Altura de precipitacioacuten media diaria es el promedio aritmeacutetico de las lecturas observadas en un diacutea

Altura de precipitacioacuten mensual es la suma de las alturas diarias ocurridas en un mes

Altura de precipitacioacuten media mensual es el promedio aritmeacutetico de las alturas de precipitacioacuten mensual correspondiente a un cierto nuacutemero de meses

Altura de precipitacioacuten anual es la suma de las alturas de precipitacioacuten mensual correspondiente a un cierto nuacutemero de meses

Altura de precipitacioacuten media anual es el promedio aritmeacutetico de las alturas de precipitacioacuten anual correspondiente a un cierto nuacutemero de antildeos

Para calcular la precipitacioacuten media de una tormenta o la precipitacioacuten media anual existen tres meacutetodos de uso generalizado

PROMEDIO ARITMEacuteTICO

Consiste en obtener el promedio aritmeacutetico de las alturas de precipitacioacuten registradas de las estaciones localizadas dentro de la zona

Pmed=sumi=1

n

pi

n

P= precipitacioacuten media de la zona

Pi=precipitacioacuten de la estacioacuten

N=nuacutemero de estaciones dentro de la cuenca


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REFERENCIAS

httpwwwciclohidrologicocomprecipitacin

httpwwwinearjgovbrcsgroupspublicdocumentsdocumentzwffmdez~edispinea_013090pdf

httpseswikipediaorgwikiPrecipitaciC3B3n_(meteorologC3ADa)

httpsbooksgooglecompebooksid=0S3XDWsDzSACamppg=PA15amplpg=PA15ampdq=precipitaciones+hidrologiaampsource=blampots=2Q7Crrh6PKampsig=Qf8CsWGjH-dbvukofeGpqQyBvhYamphl=es-419ampsa=Xampved=0CEUQ6AEwCGoVChMIr-Hi8pvtxwIVU6yACh1kTQdjv=onepageampq=precipitaciones20hidrologiaampf=false

httpesslidesharenethidrologia3-la-precipitacin


PLUVIOMETRO DE LLUVIA ESTAacuteNDAR

PLUVIOMETRO CON SISTEMA DE BALANCIacuteN

MEDIDOR DE PRECIPITACIONES OacutePTICO

1

INDICEPRECIPITACIONES

DEFINICIONhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2

FORMACION DE LAS PRECIPITACIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2

CONTENIDO MAacuteXIMO DE AGUA LIacuteQUIDA EN LAS NUBEShelliphelliphelliphellip3

CLASIFICACTON DE LAS PRECIPITACIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4

MEDIDA DE LAS PRECIPITACIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7

PLUVIOMETROShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7

TIPOS DE PLUVIOMETROShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7

INSTALACIOacuteN Y CUIDADO DEL PLUVIOacuteMETRO helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip8

MODO DE EFECTUAR LA MEDICIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9

PLUVIOacuteGRAFOS helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip10

PRECIPITACIONES MAacuteXIMAS PROBABLEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip10

CURVAS DE INTENSIDAD DURACIOacuteN Y FRECUENCIA (IDF)helliphellip11

ESTIMACIOacuteN DE VALORES DE LAS VARIABLES PLUVIOMEacuteTRICAShellip14

MEacuteTODO DE LOS POLIacuteGONOS DE THIESSENhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15

MEacuteTODO DE LAS CURVAS ISOYETAS helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip17

CALCULO DE LA PRESENTACIOacuteN MEDIA SOBRE UNA

ZONAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19

PROMEDIO ARITMEacuteTICOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip20

EJERCICIOS DE APLICACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip


2

LAS PRECIPITACIONES

DEFINICION



































Lluvia







6Llovizna





Nieve


Agua Nieve


Neviza


Rociacuteo


Escarche




Granizo




















9







10

PLUVIOacuteGRAFOS


































Siendo P1P2 KPn







16














18






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Pmed=sumi=1

n

pi

n





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REFERENCIAS










2

LAS PRECIPITACIONES

DEFINICION



































Lluvia







6Llovizna





Nieve


Agua Nieve


Neviza


Rociacuteo


Escarche




Granizo




















9







10

PLUVIOacuteGRAFOS


































Siendo P1P2 KPn







16














18






19
















Pmed=sumi=1

n

pi

n





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REFERENCIAS





































Lluvia







6Llovizna





Nieve


Agua Nieve


Neviza


Rociacuteo


Escarche




Granizo




















9







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PLUVIOacuteGRAFOS


































Siendo P1P2 KPn







16














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Pmed=sumi=1

n

pi

n





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REFERENCIAS










6Llovizna





Nieve


Agua Nieve


Neviza


Rociacuteo


Escarche




Granizo




















9







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PLUVIOacuteGRAFOS


































Siendo P1P2 KPn







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Pmed=sumi=1

n

pi

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REFERENCIAS











Granizo




















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PLUVIOacuteGRAFOS


































Siendo P1P2 KPn







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Pmed=sumi=1

n

pi

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REFERENCIAS




















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PLUVIOacuteGRAFOS


































Siendo P1P2 KPn







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Pmed=sumi=1

n

pi

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REFERENCIAS










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PLUVIOacuteGRAFOS


































Siendo P1P2 KPn







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Pmed=sumi=1

n

pi

n





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REFERENCIAS



































Siendo P1P2 KPn







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Pmed=sumi=1

n

pi

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REFERENCIAS










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Pmed=sumi=1

n

pi

n





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REFERENCIAS


















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Pmed=sumi=1

n

pi

n





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REFERENCIAS










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Pmed=sumi=1

n

pi

n





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REFERENCIAS



















Pmed=sumi=1

n

pi

n





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REFERENCIAS










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REFERENCIAS










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