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Reporte 4
Reporte 4
Reporte 4
FACULTAD DE INGENIERA
HIDROLOGA
ING. CLAUDIO CASTAON
AUX. NARDA LUCA
PRECIPITACIN
MEDIA
GRUPO No. 10
200511908
200715142
200818992
201020579
Laboratorio Hidrologa
INDICE
Precipitacin Media
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INTRODUCCIN
Desde hace mucho tiempo los hidrlogos saben que nicamente el 25% de la
precipitacin total que cae en reas continentales regresa al mar como escorrenta directa o
flujo de agua subterrnea. De aqu que siempre se crey que la evaporacin continental
constitua la fuente principal de humedad para la precipitacin en los continentes.
Muchas ideas para aumentar la precipitacin se basaron en esta premisa (se sabe ahora que
es errnea), es decir, que se aumentara la precipitacin como resultado de un incremento
en la humedad atmosfrica debido a la evaporacin local.
Se sugirieron algunos
mtodos, tales como el embalse de corrientes en lagos y cinagas y la seleccin de especies
vegetales con altas tasas de transpiracin.
Sin embargo, tales mtodos son
completamente inefectivos. As que el ciclo hidrolgico en el punto de precipitacin sigue
siendo el mismo.
La precipitacin puede ser medida a travs de instrumentos que el ser humano ha
desarrollado. Instrumentos que le permiten registrar datos y de acuerdo a estos generar
modelos que le indiquen el desarrollo de las precipitaciones en el tiempo con los cuales
puede solucionar una serie de problemas que le afecten, as como tambin el
aprovechamiento del recurso hdrico para su beneficio.
Por eso es necesario escoger el
mtodo que ms convenga para obtener resultados ms representativos, es decir, que sean
ms aproximados a la realidad.
Precipitacin Media
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OBJETIVOS
Objetivo General
Conocer la forma de aplicacin y uso de los diferentes mtodos de determinacin de la
precipitacin media.
Objetivos Especficos
Aprender los diferentes procesos para el clculo de precipitacin media.
Precipitacin Media
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MARCO TERICO
MEDICIN DE LA PRECIPITACIN
Se ha desarrollado una gran variedad de instrumentos y tcnicas para obtener
informacin de las diferentes fases de la precipitacin. Los instrumentos para medir la
cantidad y la intensidad de la precipitacin son los ms importantes. Los otros instrumentos
incluyen aparatos para medir el tamao y la distribucin de las gotas de agua y para
establecer el tiempo de comienzo y fin de la precipitacin. Todas las formas de
precipitacin se miden sobre la base de una columna vertical de agua que se acumulara
sobre una superficie a nivel si la precipitacin permaneciese en el lugar donde cae. En el
sistema mtrico, la precipitacin se mide en milmetros y dcimos de milmetro.
Los usos para los cuales se presume se puede utilizar la informacin sobre la
precipitacin, deberan determinar la densidad de la red. Una red de estaciones
relativamente dispersa debera bastar para el estudio de grandes tormentas, o para
determinar promedios de grandes reas planas. Se necesita una red bastante densa para
determinar el patrn de lluvia de un aguacero. La probabilidad de que el centro de una
tormenta quede registrado por un pluvimetro vara con la densidad de la red. Las redes
deben ser planeadas de tal manera que se obtenga un cuadro representativo de la
distribucin espacial de la precipitacin.
No debe haber concentracin de pluvimetros en las reas con mucha lluvia a costa de
una densidad baja en reas relativamente secas, o viceversa. Desafortunadamente, el costo
de instalacin y mantenimiento de una red y la accesibilidad al sitio del pluvimetro por un
observador son siempre consideraciones importantes. La red de servicio meteorolgico de
los Estados Unidos consiste de aproximadamente 3,500 pluvigrafo y 11,000
pluvimetrosde diferentes tipos, en cerca de 13,000 estaciones, o sea una estacin por cada
600 km2 (230 mi2).
Las siguientes densidades mnimas para redes de precipitacin, se recomiendanpara
propsitos hidrometeorolgicos generales:
1. Para regiones planas en zonas tropicales, mediterrneas o templadas, 600 a 900
km2(230 a 530 mi2) por estacin.
2. Para regiones montaosas en zonas tropicales mediterrneas o templadas, 100 a 250
km2 (40 a 100 mi2) por estacin.
3. Para islas montaosas pequeas con precipitacin irregular, 25 km 2 (10 mi2) por
estacin.
Precipitacin Media
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4. Para zonas ridas y zonas polares, 1,500 a 10,000 km 2 (600 a 4,000 mi2) por
estacin.
La informacin sobre la diferencia entre la precipitacin calculada y la verdadera es de
inters climatolgico, pero no responde a la siguiente pregunta hidrolgica: Qu
errorresulta en la estimacin de caudales debido a la medicin imperfecta de la
precipitacin? La respuesta depende de las caractersticas climticas de la precipitacin en
el rea (entre las cuales se incluyen los efectos de la topografa de la cuenca), las
caractersticas hidrolgicas de la cuenca, las caractersticas del caudal que est siendo
estimado y posiblemente el mtodo utilizado para estimar la escorrenta.Si se utiliza una
sola estacin de medicin como ndice de la precipitacin en la cuenca, ylos patrones de la
tormenta estn distribuidos aleatoriamente sobre la cuenca, la precipitacin observada
tendr una varianza mayor que la de la precipitacin verdadera; es decir, el pluvimetro en
algunas ocasiones puede registrar cantidades mucho mayores o mucho menores que el
promedio de la cuenca. La escorrenta estimada a partir de este ndice mostrar una
varianza mayor que el caudal observado. Por otro lado, en un perodo de tiempo lo
suficientemente grande, el pluvimetro debe indicar una precipitacin promedio que sea
cercana a la de la cuenca y por lo tanto el caudal medio estimado debe ser razonablemente
exacto.
Aunque no se ha hecho suficiente investigacin para generalizar los resultados, el
problema de la densidad de la red mnima para medicin de la precipitacin se ha
investigado con diferentes propsitos. Eagleson, por ejemplo, encontr que dos
pluvimetros localizados convenientemente pueden servir para una determinacin de una
precipitacin promedio de la cuenca. Johanson explor los errores que se cometan al
simular caudales utilizando una red de precipitacin densa en la parte central de Illinois y
encontr que el nmero de pluvimetros es ms importante que la densidad. En la parte de
calibracin, se trata de hacer coincidir cada evento del registro histrico con un evento del
registro simulado. El error de calibracin es la relacin (porcentaje) entre el error estndar
de los valores estimados y la desviacin estndar de los flujos observados. Cuando se
utiliza la simulacin para estimar flujos para diseo o planeamiento, es de principal
importancia reproducir con exactitud la media y ladispersin de la serie de flujo. El error de
dispersin se expresa como un porcentaje del coeficiente de variacin del registro histrico.
El error de calibracin es el ms grande, y que ninguno de los errores est relacionado muy
estrechamente con la densidad de la red.
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PROMEDIO ARITMTICO
En muchos tipos de problemas hidrolgicos es necesario determinar la precipitacin
promedio sobre un rea especfica, para una tormenta especfica o para un perodo de
tiempo dado (por ejemplo en base anual). El mtodo ms simple de obtener la precipitacin
promedio es hacer un promedio aritmtico de las cantidades medidas en el rea. Este
mtodo da unos buenos estimativos en reas planas si los pluvimetros estn distribuidos
uniformemente y el valor captado por cada uno de los pluvimetros no vara mucho a partir
de la media. Estas limitaciones se pueden prever si las influencias topogrficas y la
representatividad del rea se consideran en la seleccin delos sitios en los cuales se van a
emplazar los pluvimetros.
Consiste en realizar la suma del valor registrado en cada una de las estaciones
pluviomtricas y/o pluviogrficas ubicadas dentro del rea en estudio y dividirla por el
nmero total de estaciones, siendo el valor as hallado la Precipitacin Media. Se trata de
un mtodo de resolucin rpida y que conlleva un grado de precisin muy relativo, el cual
depende: del nmero de estaciones pluviomtricas y/o pluviogrficas, de la ubicacin de las
mismas en la cuenca y de la distribucin de la lluvia estudiada. Es el nico mtodo que no
requiere de un conocimiento previo de la ubicacin de cada estacin.
Si las estaciones estn uniformemente distribuidas en la cuenca y la lluvia varia de una
manera regular, el resultado obtenido por este mtodo no difiere gran cosa del resultado
obtenido por otro cualquiera. Sin embargo, como esta condicin rara vez se cumple, el uso
de este mtodo no se recomienda, excepto para clculos muy preliminares. La frmula a
utilizar es:
P 1+ P 2+ + Pn
Pm=
n
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Donde:
Pm=Precipitacin Media
P1, P 2, Pn=Precipitacin de los pluvimetros
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i=n
Pi x Ai
Pm= i=1
AT
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Pm=
Donde:
Pm=Precipitacin media
Pi=Precipitacin de cada estacin contenida enun polgono .
Ai= reas parciales de cada polgono
AT =rea total de la cuenca
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i=n
PixAi
Pm= i=1
Ai
Donde:
Pm=Precipitacin media
Pi=Precipitacin de cada estacin contenida enun polgono .
Ai= reas parciales de cad a polgono
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una alta densidad de estaciones, repartidas uniformemente. En este caso, es mejor usar el
mtodo hipsomtrico o algn otro mtodo de ajuste de una superficie. Los estudios han
concluido unnimemente que los mtodos de interpolacin ptima (krigging) entregan las
mejores estimaciones de precipitacin regional en una variedad de situaciones. Esto se debe
a que son los nicos que se basan en la estructura de correlacin espacial de la
precipitacin, mientras que todos los dems imponen una estructura espacial esencialmente
arbitraria.
Es necesario mencionar el uso del radar "doppler" para estimar la distribucin espacial de
tasas instantneas de precipitacin en las nubes. Las estimaciones son poco precisas, pero
sirven para visualizar el alcance de la tormenta y las diferencias relativas entre puntos
distintos.
MARCO PRCTICO
Precipitacin Media
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ANLISIS DE RESULTADOS
El mtodo aritmtico es el ms simple de todos, pero no toma en cuenta la distribucin
de las estaciones en la cuenca ni la manera en que se distribuye la lluvia en el espacio,
pues le asigna el mismo peso a todas las alturas de precipitacin registradas; por ello, es
til nicamente en zonas con topografa muy suave y condiciones atmosfricas muy
uniformes, o bien para tener slo una idea aproximada de la altura de precipitacin media.
Por el contrario el mtodo de los polgonos de Thiessen s toma en cuenta la
distribucin de las estaciones en el rea de la cuenca, pero no los factores topogrficos y
de otro tipo que afectan a la distribucin de la lluvia; este mtodo es, sin embargo, ms
conveniente que el de las isoyetas desde el punto de vista prctico, particularmente para
clculos repetitivos, como cuando se analiza una gran cantidad de tormentas, pues los
polgonos no cambian a menos que se agreguen o se eliminen estaciones.
El ms preciso de todos es el mtodo de las isoyetas si stas se dibujan de manera
que tomen en cuenta los efectos topogrficos en la distribucin de la lluvia, para lo que es
necesario tener cierta experiencia; Por otra parte, es el mtodo ms laborioso de los tres,
pues cada tormenta tiene un plano de isoyetas diferente. Si las isoyetas se trazan
indiscriminadamente, por ejemplo, suponiendo una variacin lineal de la altura de
precipitacin entre las estaciones, su precisin no es mayor que la de los polgonos de
Thiessen.
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Con los resultados obtenidos de los mtodos utilizados podemos hacer una
comparacin, y con lo dicho anteriormente, estos factores se cumplen.
Vemos que la precipitacin media calculada por el mtodo del promedio aritmticovara
en gran diferencia con los resultados obtenidos con los otros dos mtodos, esto debido a
que las estaciones utilizadas no estn en forma distribuida en la cuenca, y tambin a que
la diferencia de alturas entre ellas es bastante grande.
CONCLUSIONES
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LISTADO DE REFERENCIAS
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