3_ tormenta de diseño (1)

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DETERMINACIÓN DE LA TORMENTA DE DISEÑO La más común aproximación es el uso de una “Tormenta de diseño” que involucra una relación entre la intensidad, duración y frecuencia. Para esto los datos disponibles de lluvia se utilizan en la elaboración de las denominadas Curvas Intensidad-Duración-Frecuencia (IDF). El concepto de frecuencia se refiere al denominado “Período de retorno”,o “Intervalo de recurrencia” . En muchos casos no se dispone de pluviógrafos, que proporcionan intensidad de lluvia, por lo que para poder obtener las curvas IDF a partir de lecturas del pluviómetro se siguen los siguientes pasos: Del registro anual se selecciona la precipitación máxima diaria obtenida ese año. A estos valores se les aplica una distribución de valores extremos (tipo Gumbel) para obtener la precipitación máxima diaria característica con diferentes períodos de retorno. A dicha precipitación se le aplican factores de desagregación específicos para determinar la distribución de la lluvia en un lapso de 24 horas. Estos factores se obtienen relacionando los registros del pluviógrafo y del pluviómetro en una estación que cuente con los dos aparatos. En el cuadro 4 se presentan algunos factores de desagregación calculados en diferentes estaciones. Dichos factores deben ser aplicados en estaciones que no sean muy distantes y que presenten características fisiográficas similares. Al aplicar los factores se obtienen las relaciones Precipitación-Duración- Frecuencia (PDF). A partir de las curvas PDF se obtienen las IDF dividiendo la precipitación entre sus respectivos tiempos. Valores de factores de desagregación Un ejemplo de curvas PDF se muestra en las siguiente figura:

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  • DETERMINACIN DE LA TORMENTA DE DISEOLa ms comn aproximacin es el uso de una Tormenta de diseo que involucra una relacinentre la intensidad, duracin y frecuencia. Para esto los datos disponibles de lluvia se utilizan enla elaboracin de las denominadas Curvas Intensidad-Duracin-Frecuencia (IDF). Elconcepto de frecuencia se refiere al denominado Perodo de retorno, o Intervalo derecurrencia .En muchos casos no se dispone de pluvigrafos, que proporcionan intensidad de lluvia, por loque para poder obtener las curvas IDF a partir de lecturas del pluvimetro se siguen lossiguientes pasos:

    Del registro anual se selecciona la precipitacin mxima diaria obtenida ese ao. A estos valores se les aplica una distribucin de valores extremos (tipo Gumbel) para

    obtener la precipitacin mxima diaria caracterstica con diferentes perodos de retorno. A dicha precipitacin se le aplican factores de desagregacin especficos para

    determinar la distribucin de la lluvia en un lapso de 24 horas. Estos factores seobtienen relacionando los registros del pluvigrafo y del pluvimetro en una estacinque cuente con los dos aparatos. En el cuadro 4 se presentan algunos factores dedesagregacin calculados en diferentes estaciones. Dichos factores deben ser aplicadosen estaciones que no sean muy distantes y que presenten caractersticas fisiogrficassimilares. Al aplicar los factores se obtienen las relaciones Precipitacin-Duracin-Frecuencia (PDF).

    A partir de las curvas PDF se obtienen las IDF dividiendo la precipitacin entre susrespectivos tiempos.

    Valores de factores de desagregacin

    Un ejemplo de curvas PDF se muestra en las siguiente figura:

  • De una manera general, a continuacin se detalla los elementos que componen la distribucin devalores extremos tipo Gumbel necesaria en la elaboracin de curvas IDF. Dicha distribucin sesustenta en ciertos parmetros estadsticos del conjunto de datos pluviomtricos, as como en lainclusin de un factor de recurrencia de tipo hidrolgico como es el perodo de retorno:

    Xm = Media aritmtica de los valores anuales de mximas.S = Desviacin estndar de los valores anuales de mximas. = 6*S/

    = Xm-0.5772* es la moda de la distribucinYt = - ln [ln[T/T-1]] T = es el perodo de retorno (aos)Xt = + *Yt Xt es la mxima caracterstica de los datos en cuestin,

    calculada para diferentes perodos de retornoSe debe tener presente que las curvas IDF se elaboran siempre para un sitio especfico, por lotanto tienen que ser construidas para cada localidad diferente.

    TORMENTA DE DISEO.-Para la elaboracin de la Tormenta de diseo utilizaremos el mtodo de los bloques alternosque consta de los siguientes pasos:

    a) Definir duracin de lluvia D = 2 a 6 horasb) Definir intervalo de discretizacin t = 1/3 tiempo de concentracinc) Elaborar curvas PDFd) Obtener la altura de precipitacin para: 1t, 2t,....., etc.e) Calcular diferencias entre valores sucesivos de alturas de precipitacinf) Reordenar bloques: La incremento mximo a 1/3D, los dems bloques en orden

    descendente alternativamente a derecha e izquierda.Ejemplo: Elaborar la tormenta de diseo, con tr=2aos para la cuenca XXX. En el cuadro semuestran los valores de precipitacin obtenidos de la curva PDF de la cuenca.

    Duracin(hr)

    PDF (2aos)mm

    Incremento IncrementoReordenados

    1 9.5 9.5 1.42 11.7 2.2 9.53 13.1 1.4 2.24 14.4 1.3 1.35 15.4 1 1.06 16.2 0.8 0.8

    Note que el mximo incremento es ordenado a 1/3D = 1/3 (6 horas) = 2 horas, luego se ordenael resto de valores de acuerdo al inciso f), obteniendo finalmente la grfica correspondiente:

  • 0.01.0

    1 2 3 4 5 6

    2.03.04.05.06.07.08.09.0

    10.0

    1.4

    9.5

    2.21.3 1.0 0.8