HIDROLOG A SUPERFICIAL
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE LA MONTAÑA INGENIERÍA CIVIL
ENSAYO UNIDAD 2.PRECIPITACIÓN
ALUMNO:
ÁNGEL DE JESÚS RAMÍREZ RAMÍREZ DOCENTE:
ING. MARCO AURELIO GÓMEZ ROMERO
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C!"#$"%&! P'(%"'). INTRODUCCIÓN...................................................................................................2 2.- PRECIPITACIÓN............................................................................................... 2.1.- ANTECEDENTES.................................................................................... 2.2.- TIPOS DE LLUVIAS................................................................................. * 2..- REGISTROS PLUVIOM+TRICOS Y PLUVIOGRÁFICOS..............................., 2..- PRECIPITACIÓN EN UNA ZONA............................................................... 2.*.- ANALISIS DE REGISTRS DE LLUVIAS.................................................... 1/ CONCLUSIÓN..................................................................................................... 12 0I0LIOGRAFÍA.................................................................................................... 1
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INTRODUCCIÓN El agua como ya sabemos, es esencial para la vida; que tiene una importancia clave para la salud, el desarrollo y, por lo tanto, la reducción de la pobreza. Todos los aspectos de las actividades naturales y humanas tienen relación con el agua, sin embargo, en ese proceso de aprovechamiento, se ha hecho un mal uso del mismo debido principalmente a un contexto global de crecimiento exponencial de la población, con una demanda de alimentos y agua potable en constante incremento. Añadindole a esta presión de los ecosistemas, la contaminación y el actual cambio clim!tico, que repercuten de manera signi"icativa en la disponibilidad espacial y temporal de los recursos h#dricos. En ese sentido, es necesario tener un conocimiento b!sico de las precipitaciones en las zonas de inters para un proyecto, esto con el "in de tomar medidas de seguridad en los diseños y c!lculo de los proyectos, tambin para un buen proceso constructivo.
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2.- PRECIPITACIÓN. $esde el punto de vista de la ingenier#a hidrológica, la precipitación es la "uente primaria del agua de la super"icie terrestre, y sus mediciones "orman el punto de partida de la mayor parte de los estudios concernientes al uso y control del agua. %a precipitación es una parte importante del ciclo hidrológico, llevando agua dulce a la parte emergida de la corteza terrestre y, por ende, "avoreciendo la vida en nuestro planeta, tanto de animales como de vegetales, que requieren agua para vivir. &
%a intensidad de la precipitación suele medirse en mil#metros por hora, es decir, precipitación por unidad de tiempo. 'uando se trata de precipitaciones muy intensas se pueden medir en mil#metros por minuto.
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%os valores m!s altos de precipitación registrados en el mundo han superado los ( ))) mm en un d#a, y se ubicaron en *agu#o, +ilipinas, con ( (- mm y en Teherrapundi, /ndia, con ( )0 mm en 12 horas consecutivas.
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Estos casos corresponden a un ciclón tropical y a una lluvia monzónica, respectivamente.
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3i se analizan todos los aguaceros que ha habido en un per#odo su"icientemente largo, resulta que los de mayor intensidad son los m!s breves, las mayores intensidades sólo se dan durante un per#odo de tiempo muy corto, a medida que el tiempo va siendo mayor, la intensidad media del aguacero va disminuyendo.
3eg4n la apariencia de los elementos, la precipitación se clasi"ica en5 &
6ranizo
&
%lovizna
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7eblina
&
7ieve
&
Aguanieve
&
lluvia
2.1.- ANTECEDENTES El primer medidor de lluvia se remonta a la india, hace 1))) años. %os indios diseñaron un instrumento de medición de lluvia para decidir el n4mero de semillas que ten#an que plantar. 8oy en d#a el agua de lluvia es medida en el mundo entero, el monte 9ai.ale en 8a9!i es el lugar m!s h4medo de a tierra.
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Huracán Dean (2007) El hurac!n $ean alcanzó la categor#a : en la escala 3a""#r3impson y tocó tierra en la pen#nsula del >1?. 3u presión atmos"rica m#nima en el oo llegó a >): milibares =se considera la sptima presión atmos"rica m!s baa de la historia y la tercera sobre tierra? y su viento sobrepasó los 1@) mBh =(@ CD8? y su precipitación m!xima se situó en los 0>) mil#metros acumulados =(:,0> pulgadas? .
Huracanes en la República Dominicana los registros de huracanes comienzan desde el inicio del siglo F/. 3e tienen trayectorias desde (-:( hasta la "echa.
Huracán de San Zenón (190) El 8urac!n de 3an Genón pasó por encima de la capital de la Hep4blica $ominicana entre los d#as 1 y 0 de 3eptiembre de (>0). 3e considera que "ue un hurac!n de categor#a 2 que arrasó la ciudad. %as precipitaciones alcanzaron un valor m!ximo para 12 horas de :)) mil#metros =1) pulgadas?.
Hidrome!eorolo"#a$ Es el estudio de todos los "enómenos atmos"ricos, relacionados con el agua atmos"rica, que son los que interesan en la ingenier#a hidrológica. %resión &!mos'rica$ Es la "uerza unitaria que se eerce en la capa que cubre a la tierra conocida como atmós"era; torricellli "ue el primero en calcular el valor de la presión atmos"rica. %resión De apor$ %a atmós"era est! "ormada por una gran cantidad de elementos, como hidrógeno, oxigeno, dióxido de carbono, etc. %a cantidad de vapor de agua contenida en el aire se expresa como la presión que eercer#a si todos los otros gases estuvieran ausentes, esto es el peso de una columna de vapor por unidad de !rea, la cual se le conoce como presión de vapor.
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2.2.- TIPOS DE LLUVIAS %a lluvia es un "enómeno meteorológico que consta de la ca#da del agua, producto del ciclo de la misma. El agua se evapora y sube en "orma de nube, luego se condensa y cae en "orma de precipitación acuosa. 'lasi"icación de la lluvia %os tipos de lluvia dependen principalmente del lugar donde se produzcan, es decir, depende de la zona y los "actores clim!ticos que en ella se desarrollen5 la !empera!ura* la +umedad* los ,ien!os y principalmente de la +umedad a!mos'rica. 3u clasi"icación puede variar, conocindose tres grandes "ormas5
Se"ún la in!ensidad
'om4nmente la lluvia se caracteriza por ser adetivada por cantidad de precipitación por hora, siendo la manera m!s conocida de medir5 mil-me!ros por +ora. As#, se identi"ican las siguientes variantes5 &
Dbiles5 menos de 1 mmBh
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oderadas5 entre 1 y (: mmBh
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/uer!es5 entre (: y 0) mmBh
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u 'uer!es5 entre 0) y ) mmBh
&
orrenciales$ m!s de ) mmBh
lasi'icación de precipi!aciones acuosas
Trminos utilizados entre la población. &
3lu,ia$ este trmino es utilizado de "orma general para re"erirse a cualquier tipo de precipitación. 3u intensidad no importa, puede tener cualquiera, sin embargo, es m!s conocida por tener in!ensidad dbil a moderada.
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3lo,i4na o "arua5 %a lluvia es mu dbil* las gotas son muy "inas y de poca cantidad acuosa, pr!cticamente son pulverizadas por el viento.
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+ubascos$ tambin conocida como chaparrón. Este tipo de lluvia es de cor!a duración* de in!ensidad en!re moderada 'uer!e . 3u presencia suele estar acompañada por grandes vientos.
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ormen!a elc!rica$ este tipo de lluvias suele estar acompa5ada de ac!i,idad elc!rica suelen ser de 'uer!es a mu 'uer!es. 3e caracterizan por la posibilidad de existir granizo y rayos. Tambin se perciben vientos. 3e clasi"ica como d#a de tormenta cunado, aunque sea se
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escucha un !rueno. A veces pueden ser tan dbiles que se las llame tormentas secas. &
&"uacero$ la llamada Illuvia pasajeraJ, es una precipitación de "ran in!ensidad de cor!a duración . %a cantidad de agua precipitada suele sr mucha, considerando el poco tiempo que duro dicha lluvia.
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on4ón5 es conocida en pa#ses h4medos y c!lidos, cerca del ocano Kndico y el sur de Asia. Esta lluvia se caracteriza por ser de "ran in!ensidad muc+a duración* acompa5ada de 'uer!es ,ien!os. 3uelen ocurrir en una estación clim!tica determinada, se dice que tiene ciclos.
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an"a de a"ua o !romba$ Este "enómeno clim!tico es poco usual. 'omprende una llu,ia dbil con 'uer!es ,ien!os , estos toman "orma de remolino. 3uele ser de dimensiones intensas.
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Roc-o$ Es conocida como una precipitación acuosa pero no una lluvia propiamente dicha. Su descenso !iene lu"ar en las noc+es 'r-as despe6adas.
n 'unción de su ori"en
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3lu,ias con,enc!i,as$ 3e producen cuando se calien!a el aire donde se encuen!ra el a"ua, la humedad. Esta sube, se satura, se acelera y produce una precipitación. Este tipo de lluvias es altamente conocido en zonas ecuatorianas y, en verano, en latitudes medias.
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3lu,ias oro"rá'icas$ El agua cumple su ciclo natural. 3in embargo, al ascender c+oca con las mon!a5as* de es!a manera se en'r-a* se condensa antes de tiempo y cae en "orma de precipitación. 3uele llover solamente sobre una vertiente de la montaña.
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3lu,ias de 'ren!e$ &compa5an a un !ipo de 'ren!e , por eemplo5 "rente "r#o, c!lido, ventoso; y a consecuencia generan "uertes lluvias. Estas precipitaciones son t#picas de estaciones otoñoLinvernales de las zonas mediterr!neas.
2..- REGISTROS PLUVIOM+TRICOS Y PLUVIOGRÁFICOS. %lu,ióme!ro Mn pluviómetro es un instrumento que mide la cantidad de agua precipitada de un determinado lugar. %a unidad de media es en mil#metros =mm?. Mna precipitación de :mm indica que, si toda el agua de la lluvia se acumular! en un terreno plano sin escurrirse ni evaporarse, la altura de la capa de agua seria de :mm. %os mil#metros =mm? son equivalentes a los litros por metros cuadrados. El pluviómetro
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recoge el agua atmos"rica en sus diversos estados. El total se denomina Drecipitación. El agua recogida en el depósito se introduce en una probeta graduada, y se determina entonces la cantidad de lluvia ca#da, es decir, la altura en mm de la capa de agua que se habr#a podido "ormar sobre la super"icie horizontal e impermeable, de no evaporarse nada.
ipos de plu,ióme!ros Pluviómetro estándar
El pluviómetro m!s com4n, que actualmente usan los aeropuertos y los meteorólogos o"iciales, se inventó hace m!s de ()) años. Es un cilindro de :)cm de alto con un embudo de 1)cm de di!metro. %a altura del agua que se unta en el tubo de medición es precisamente diez veces lo que ser#a si se hubiera untado en el cilindro solo. Esta exageración de la altura del agua en el tubo permite a los meteorólogos realizado mediciones m!s precisas de las precipitaciones. En el tubo de mediciones se coloca una vara de medición especial con una escala que tiene en cuenta la exageneración. Pluviómetro con tubo de descarga
En el año (11, el arquitecto brit!nico 3ir 'hristopher Nren diseñó el primer pluviómetro con tubo de descarga. El pluviómetro con tubo de descarga a4n se usa mucho, pero utiliza dispositivos de medición electrónicos en vez de cinta de papel para registrar el volumen y el tiempo de las precipitaciones. El pluviómetro con tubo de descarga registra el tiempo cuando uno de los dos cubos esencialmente diseñados se inclina, lo que sucede cuando un volumen de agua en particular cae en l =generalmente ),(cm o ),(pulgadas?. 'uando uno de los cubos se inclina, el otro se mueve a su lugar para atrapar la siguiente unidad de precipitación. 'ada vez que un bulbo se inclina, se env#a una señal electrónica al registrador conectado con un relo.
%lu,io"ra'o El pluviógra"o tiene por "unción que es registrar en un gr!"ico la cantidad de agua ca#da en un periodo de tiempo determinado, lo cual permite establecer la distribución e intensidad de las lluvias, ya que permite conocer la hora de comienzo y "inalización de las precipitaciones as# como su intensidad en litros por metro cuadrado ca#dos en una hora, hay que tener mucho cuidado con este trmino, porque cuando o#mos que la precipitación recogida en una hora ha tenido una intensidad determinada, no quiere decir que haya ca#do toda esa cantidad;
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signi"ica solamente que, si la precipitación hubiera continuado con esa intensidad durante una hora, se hubieran recogido los litros indicados.
ipos de %lu,ió"ra'os %lu,ió"ra'o de balan4a$ 'onsiste en un instrumento que permite recoger y registrar una cantidad representativa de lluvia, para eso el agua se colecta en un recipiente similar al pluviómetro cuyo peso accione un mecanismo acoplado al dispositivo registrador. %lu,ió"ra'o de 'lo!ador$ En este tipo la lluvia captada por una boca de sección normalizada igual a la del pluviómetro cae dentro de un recipiente que contiene un "lotador. A medida que el nivel de agua en el depósito sube, lo hace tambin el "lotador, el que se halla vinculado al sistema registrador. %a capacidad del recipiente es igual al volumen de agua correspondiente a ()mm de lluvia, de modo que al llenarse se accione un si"ón que desahogue el recipiente a un depósito y el "lotante retorna a su posición inicial, para luego volver a subir si la lluvia continua. %lu,ió"ra'o a cube!a basculan!e$ Este tipo de pluviogra"o cuenta, bao 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, moviendo a la segunda cubeta al lugar de recolección del agua. En ese momento se acciona un circuito elctrico que marca o produce el registro correspondiente.
2..- PRECIPITACIÓN EN UNA ZONA. %a lluvia no es igual en todo el planeta. $epende mucho del clima existente en la zona y puede ir desde una simple llovizna a una lluvia "uerte y muy densa.
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3a 4ona cua!orial El sistema ecuatorial se caracteriza por una alt#sima pluviosidad y elevadas temperaturas, condiciones constantes a lo largo del año. %a pluviosidad en la zona ecuatorial es la m!s alta del planeta, entre 1.))) y (.:)) mm al año.
Zonas empladas Tienen climas templados, se caracterizan por tener temperaturas suaves y precipitaciones entre las cuatro estaciones.
%R8%8&8: : 3& Z;:& D <=RRR; %a
temperatura m#nima
promedio
es
de 1>? y
la
m!xima
de 2?.
%as lluvias se presentan en verano, en los meses de unio a septiembre, la precipitación media =es el promedio a largo plazo en profundidad (sobre espacio y tiempo) de precipitación anual en el país. ? del estado es de 1 200 mm anuales.
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2.*.- ANALISIS DE REGISTRS DE LLUVIAS. La información de precipitación pluvial se genera en forma discreta, utilizando el pluviómetro y realizando las lecturas totales acumuladas en intervalos de 6, 12 o 24 horas. Si se utiliza el pluviógrafo se obtiene un registro continuo de la precipitación, siendo posible analizar la variación temporal de la lluvia en intervalos de minutos. La medición ms com!n en las estaciones climatológicas son los valores discretos de los pluviómetros. "ependiendo del ob#etivo del estudio $ue se pretenda llevar a cabo, se har uso de la información del registro discreto o del continuo. %n ambos casos, y de hecho para cual$uier variable hidrológica, se pueden aplicar t&cnicas para anlisis de valores m'imos, m(nimos y ordinarios. Las t&cnicas mencionadas hacen uso de herramientas probabil(sticas, estad(sticas, emp(ricas y determin(sticas.
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) continuación, se presentan las t&cnicas para analizar en forma puntual los registros continuos y discretos.
Re"is!ros con!inuos pun!uales$ %os registros del pluviógra"o se representan en una curva de valores acumulados denominada curva masa; sta se obtiene de la gr!"ica generada por el pluviógra"o, seleccionando un intervalo de tiempo para el cual se determina la l!mina o altura de lluvia precipitada y sumando los valores obtenidos. %a "igura 0.(0 indica la curva masa de precipitación obtenida del registro de un pluviógra"o.
Figura 3.13.
Curva masa de
precipitación
$e la curva masa se generan tres representaciones 4tiles en el an!lisis puntual de lluvias5 a) s!imación de la in!ensidad de la llu,ia %a estimación de la intensidad de lluvia se lleva a cabo dividiendo el valor de la altura de lluvia por el intervalo considerado. Dara el caso de la intensidad m!xima, entonces se analizan di"erentes intervalos de tiempo que se registran en las estaciones pluviogr!"icas =:, (), (:, 0) minutos, etc.?, obteniendo un valor m!ximo para cada intervalo.
b) Hie!o"rama de la al!ura de llu,ia El hietograma es la representación en barras de la variación de la altura de lluvia o de la intensidad de la lluvia en el tiempo. 3i el intervalo seleccionado es pequeño, digamos de : minutos, entonces la in"ormación proporcionada de la tormenta ser!
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muy detallada; con"orme aumenta el valor del intervalo, el detalle se pierde. %a "igura 0.(2 muestra los hietogramas de alturas de precipitación e intensidades. c) Curvas intensidad-duración-periodo de retorno Las curvas intensidad*duración*periodo de retorno se pueden obtener por m&todos probabil(sticos o de regresión lineal m!ltiple. %s necesario con anticipación determinar el periodo de retorno de los datos, el cual se define como el intervalo promedio de tiempo dentro del cual un evento de magnitud dada x puede ser igualado o e'cedido por lo menos una vez en promedio +Springall, 1-6.
CONCLUSIÓN En el presente ensayo se logra determinar y reconocer la de"inición de precipitación, as# como, los di"erentes tipos de precipitaciones, instrumentos para la medición de estas, reconociendo la di"erencia de precipitación e di"erentes zonas del mundo, as# como de la rep4blica, tambin hace mención de la precipitación que se presenta en el estado de guerrero. 3e desarrolla tambin un an!lisis para llevar un registro de las precipitaciones usando di"erentes mtodos para asegurar un buen resultado.
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0I0LIOGRAFÍA.
http5BBsmn.cna.gob.mxBesBin"ormacionLclimatologicaLverLestadoOestadoPgr
+undamento de 8idrologia de 3uper"icie, +rancisco Q. Aparicio Ciares.
http5BBirrigacion.chapingo.mxBplanestBdocumentosBapuntesBhidrologiaRsupB* A%A7'E.pd" Drincipios y "undamentos de la hidrolog#a super"icial. Agust#n +elipe *reña Duyol.
