FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
HIDROLOGÍA 2016 – 3 WA
“ANÁLISIS DE TORMENTAS”
DOCENTE: ING. WALTER H. POMPA MARÍN
ANÁLISIS DE TORMENTAS 1. TORMENTA: •
Conjunto de lluvias que obedecen a una misma perturbación meteorológica y de características bien definidas.
•
Puede durar desde unos pocos minutos hasta varias horas y aún días.
•
Pueden abarcar extensiones de terrenos muy variables, desde pequeñas zonas hasta vastas regiones.
ANÁLISIS DE TORMENTAS 2. IMPORTANCIA: El análisis de las tormentas, está íntimamente relacionada con los cálculos o estudios previos, al diseño de obras de ingeniería hidráulica, como son: • Estudio de drenaje. • Determinación de los caudales máximos, que deben pasar por el aliviadero de una presa. • Determinación de los caudales máximos, que deben encausarse, para impedir las inundaciones. • Determinación de la luz de un puente. • Conservación de suelos. • Calculo del diámetro de alcantarillas.
ANÁLISIS DE TORMENTAS 3. ELEMENTOS FUNDAMENTALES DEL ANÁLISIS DE TORMENTAS: • La intensidad (I): Cantidad de agua caída por unidad de tiempo.
• La duración (d): Tiempo que transcurre entre el comienzo y el fin de la tormenta.
ANÁLISIS DE TORMENTAS 3. ELEMENTOS FUNDAMENTALES DEL ANÁLISIS DE TORMENTAS: • La frecuencia (f): Número de veces que se repite una tormenta, de características de intensidad y duración definidas en un período de tiempo más o menos largo, tomado generalmente en años.
• Periodo de retorno (T): Intervalo de tiempo promedio, dentro del cual un evento de magnitud x, puede ser igualado o excedido, por lo menos una vez en promedio.. 4. HIETOGRAMA: Es un gráfico de forma escalonada como un histograma, que representa la variación de la intensidad expresada en mm/hora de la tormenta, en el transcurso de la misma expresada en minutos u horas.
ANÁLISIS DE TORMENTAS 5. CURVA MASA DE PRECIPITACIÓN: • Es la representación de la precipitación acumulada vs el tiempo. • Se extrae directamente del pluviograma. • Es una curva no decreciente. • La pendiente de la tangente en cualquier punto, representa la intensidad instantánea en ese tiempo. • Matemáticamente la curva masa de precipitación, representa la función: expresada por:
que se deduce de la relación:
ANÁLISIS DE TORMENTAS 6. ANÁLISIS DE UNA TORMENTA REGISTRADA POR UN PLUVIOGRAMA EJEMPLO: Dado el registro del pluviograma, mostrado en la figura, realizar el análisis de la tormenta, y obtener: a) El hietograma b) La curva masa de precipitación c) Las intensidades máximas, para duraciones de 10 min, 30 min, 60 min, 90 min, 120 min y 240 min.
ANÁLISIS DE TORMENTAS 6. ANÁLISIS DE UNA TORMENTA REGISTRADA POR UN PLUVIOGRAMA EJEMPLO: 1°Tabulamos los datos del pluviograma: (1) Hora
(2) (3) Intervalo Tiempo de tiempo acumulado (min) (min)
(4) Lluvia parcial (mm)
(5) (6) Lluvia Intensidad acumulada (mm) (mm/h)
(1): horas en que cambian las intensidades (2): intervalo de tiempo de las horas de columna (1) (3): suma sucesiva de los tiempos de columna (2) (4): altura de lluvia cíada en cada intervalo de tiempo (5): suma sucesiva de las lluvias parciales de columna (4) (6): (4) * 60 / (2)
ANÁLISIS DE TORMENTAS 6. ANÁLISIS DE UNA TORMENTA REGISTRADA POR UN PLUVIOGRAMA EJEMPLO: 2°Graficamos el hietograma, ploteando la columna (2) vs columna (6)
ANÁLISIS DE TORMENTAS 6. ANÁLISIS DE UNA TORMENTA REGISTRADA POR UN PLUVIOGRAMA EJEMPLO: 3°Graficamos la curva masa, ploteando la columna (3) vs columna (5)
ANÁLISIS DE TORMENTAS 6. ANÁLISIS DE UNA TORMENTA REGISTRADA POR UN PLUVIOGRAMA EJEMPLO: 4°Calculamos las intensidades máximas, para diferentes duraciones Duración (min) I máx. (mm/h)
10
30
60
90
120
240
4.1. De la tabulación y del hietograma, se observa que la Imáx.=6 mm/h, la cual tiene una duración de 60 min. Por lo tanto para duraciones entre 0 y 60 min, este valor será la Imáx.
4.2. Intensidad máxima para 90min: • Durante 60min, Imáx=6mm/h • Para 90min faltan 30min; entonces hay que buscar antes o después de los 60min. • La intensidad máxima inferior es 4mm/h; luego la Imáx para 90min será:
ANÁLISIS DE TORMENTAS 6. ANÁLISIS DE UNA TORMENTA REGISTRADA POR UN PLUVIOGRAMA EJEMPLO: 4°Calculamos las intensidades máximas, para diferentes duraciones Duración (min) I máx. (mm/h)
10
30
4.3. Intensidad máxima para 120min:
4.4. Intensidad máxima para 240min:
60
90
120
240
