estudio de Tormentas

34
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL HIDROLOGÍA Tema : Estudio De Las Tormentas Docente: Dr. Ing. José del C. Pizarro Baldera Alumnos: Del Aguila Paredes Jhon James Tangoa Vargas Sherman Pic Shupingahua Diaz Gianmarko Jimeno Venegas Oscar Xavier Ushiñahua Vidal Percy

description

hidrologia

Transcript of estudio de Tormentas

4.01 DEFINICIN DE TORMENTA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTNFACULTAD DE INGENIERA CIVIL

HIDROLOGA

Tema : Estudio De Las Tormentas

Docente: Dr. Ing. Jos del C. Pizarro Baldera

Alumnos: Del Aguila Paredes Jhon James Tangoa Vargas Sherman Pic Shupingahua Diaz Gianmarko Jimeno Venegas Oscar Xavier Ushiahua Vidal Percy

IntroduccinAunque la terminologa es bastante vaga en este campo, se designa generalmente como aguacero a un conjunto de lluvias asociadas a una misma perturbacin metereolgica bien definida (Chubascos, tormentas)Entonces podemos afirmar que la tormenta es el conjunto de lluvias que obedece a una misma perturbacin metereolgica donde nos interesa conocer las curvas de intensidad duracin y frecuencia.Se estar desarrollando el presente trabajo, esperando que contribuya con el aprendizaje del curso de HIDROLOGA.

OBJETIVOS GENERAL:

Diagnosticar y conocer a fondo el tema sobre el estudio de las tormentas y las consecuencias que puede ocasionar si no son tomadas en cuenta.

ESPECFICOS:Identificar la importancia del estudio de las tormentas en la ingeniera.

Explicar y calcular los elementos fundamentales del anlisis de las tormentas.

Aprender a dibujar e interpretar las curvas: Intensidad Duracin Frecuencia.

Entender e informarnos sobre el anlisis de las tormentas, ya que esto nos ser de gran ayuda en nuestra vida profesional futura.definicin de tormentaEs una perturbacin violenta de la atmsfera originada por el conjunto de lluvias que obedecen a una misma perturbacin metereolgica y de caractersticas bien definidas. Las tormentas se desarrollan generalmente en el seno de las masas de aire hmedo y clido y pueden durar desde unos pocos minutos, hasta varias horas, y an das, y puede abarcar desde una zona pequea hasta una extensa regin.

IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE LAS TORMENTASImportante por que nos permite conocer algunas dimensiones a cerca de las intensidades mximas de lluvia, as como tambin la frecuencia de los caudales catastrficos y con estas dimensiones poder disear ciertas obras hidrulicas. El anlisis de las tormentas est ntimamente relacionado con los clculos previos al diseo de ingeniera hidrulica y de conservacin de suelos. Entre ellos tenemos:- Estudio de drenaje.- determinacin de caudales mximos, que debe pasar por el aliviadero de una represa para impedir las inundaciones.- Determinacin de la luz de un puente.- Conservacin de suelos.- Clculo del dimetro de alcantarillas.

ELEMENTOS FUNDAMENTALES DEL ANALISIS DE LAS TORMENTAS INTENSIDAD: Es la cantidad de agua cada por unidad de tiempo, se mide en mm/h y su valor vara durante la tormenta. Se expresa de la siguiente manera.

I = P tDonde: I = Intensidad (mm/h)p = Precipitacin (mm)t = tiempo (horas)

Duracin: Es el tiempo entre el inicio y el fin de la tormenta. Se mide en minutos o en horas. Ambos parmetros se obtienen de un pluviograma como se muestra en la figura:

-Periodo de duracin: Es tiempo entre el inicio y el fin de la tormenta. Se escogen periodos de duracin tipos: ejemplo: 10 min, 30 min, 60 min, 240 min.

FRECUENCIA (F): Es la cantidad de veces que se puede repetir una tormenta de determinadas caractersticas en un tiempo determinado. Mayormente se calcula mediante el mtodo de WEIBULL, donde la frecuencia se expresa como:Donde:F = Frecuencia.m = nmero de orden de un eventon = nmero de aos de registro.PERIODO DE RETORNO (T): Es el Intervalo de tiempo o nmero de aos que demora en repetirse una tormenta de intensidad y duracin definida. Se calcula como el inverso de la frecuencia.

Parte i del trabajoA) CONFECIONAR UN PLUVIGRAMA

B) DATOS OBTENIDOS DEL PLUVIOGRAMACUADRO DE PRECIPITACINHorarioLluvia parcial (mm)2.000.83.0055.303.28.00111.002.514.004.616.500.518.001.620.200.822.30324.4572.4525.305.28.500.39.45C) DESARROLLAMOS EL CUADRO DE PRECIPITACION, CALCULANDO LA INTESIDAD HORARIA CUADRO DE DESARROLLO DE PRECIPITACINHoras de lluviaIntervalo de tiempo (min) Lluvia parcial (mm)Lluvia (mm) acumulada (mm)Intensidad mm/hN de orden2.00 600.80.80.8013.0015055.82.0025.30 1503.291.2838.001801100.33411.001802.512.50.83514.001704.617.11.62616.50700.517.60.43718.001401.619.20.69820.201300.8200.37922.301353231.331024.451207303.50112.451652320.73125.302005.237.21.56138.50750.337.50.24149.45CLCULO DE LA INTENSIDAD HORARIA

I = Intensidad (mm/h) P = Precipitacin (mm)T = tiempo (horas)

D) HISTOGRAMA DE PRECIPITACIONE) DIGRAMA DE MASA DE PRECIPITACIONE) CALCULO DE LA INTENCIDAD MAXIMA PARA 5, 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 210 Y 240 MINUTOS

EL TIEMPO DE CONCENTRACIN (Tc)Es el tiempo que demora en llegar a la estacin de aforo o punto de inters, una gota caida en el punto ms alejado de la cuenca.

Donde: P : Punto ms alejado de la cuenca.Pi : Punto de inters.Tc : Tiempo de concentracin. A : rea colectora de la cuenca.Qmax: Caudal mximo a calcular.

FRMULAS PARA CALCULAR EL Tc

Valor de la intensidad mxima El anlisis de esta intensidad media mxima de la lluvias en una estacin ha sido objeto de numerosos trabajos en el campo de los cortos aguaceros tempestuosos, excepcionalmente violentos que condicionan la dimensin de obras hidrulicas.Se define como:

COEFICIENTE DE ESCORRENTIA

Es el porcentaje de agua llovida que se transforma en escurrimiento.

Korbly, considera que el mximo coeficiente de escorrenta es alcanzado para una lluvia de 1 hora, para lluvias de duracin mayor de 1 hora propone usar la formula del tipo:

donde:t = Tiempo(horas)a y b = dependen del grado de permeabilidad del suelo y la pendiente del terreno.

Hay otros autores que piensan que el coeficiente de escorrenta depende de los siguientes factores:

De la Inclinacin del terrenoLa Permeabilidad del sueloLa cobertura vegetal de los suelosDel grado de humedad de los suelosLa altitudLa temperatura

entonces el coeficiente de escorrenta C, seria la suma de todos los factores mencionados:C = Ci + Cd + Ce + Ch + Cz + Ct

EL MTODO RACIONAL PARA DETERMINAR EL CAUDAL MXIMO CONOCIENDO EL VALOR DE LA INTENSIDAD MXIMAEl mtodo de la frmula racional permite hacer estimaciones de los caudales mximos de precipitacin, bsicamente se formula que el caudal mximo escorrenta es directamente proporcional a la intensidad mxima de la lluvia para un periodo de duracin igual al tiempo de concentracin, y el rea de la cuenca.

Donde:Q = caudal en m3/sC = coeficiente de escorrentaI = intensidad de la tormenta de diseo en mm/hA = superficie de la cuenca en km2Parte ii del trabajoAO (n)Periodo de duracin (min.)15601201802401972125 mm 112 mm95 mm 87 mm 65 mm 1973146130119110951974967152492019757160463018197689795035171977123105855539197813711590755519791079560452119809380604326198186786635151982118103917345............201010678665224REGISTRO ANUAL DE TORMENTAS MAXIMAS Y PERODOS DE DURACINDESARROLLAR EL CUADRO DE REGISTRO ANUAL DE TORMENTAS MAXIMAS Y PERODOS DE DURACIN

N de ordenFrecuenciaTiempo de retornoPeriodo de duracin (min.)156012018024011/40401461301191109522/402013711595876533/4013.3312511291755544/401012310590734555/40811810385553966/406.671079566522677/405.711068066492488/405967960452199/404.4493786043201010/40489785235181111/403.648671503517................3939/401.037160463015

A) DIBUJAMOS LA CURVA IDFB) CALCULAMOS EL VALOR DE LAS INTENSIDADES MXIMAS PARA LOS PERODOS DE RETORNO DE 10, 20 Y 40 AOS, TENIENDO EN CONSIDERACIN QUE EL TIEMPO DE CONCENTRACIN ES DE 3.20 HORAS.

TC =3.2 hr= (3.2)(60)= 192minDe la grfica:Imax (T= 40) = 107 mm/hImax (T= 20) = 82.6 mm/hImax (T= 10) = 67.4 mm/hB) EL CALCULO DEL CAUDAL MXIMO PARA LOS MISMOS PERIODOS DE RETORNO, SI EL REA COLECTORA DE LA CUENCA ES DE 2,000 HAS, LA CUBERTURA DEL SUELO ES BOSQUE, SUELO IMPERMEABLE CON PENDIENTE ENTRE 5% A 20%. APLICAR MTODO RACIONAL

CONCLUSIONES

Para un buen estudio de las tormenta nuestra informacin debe ser completa, extensa y confiable.

Las dimensiones de las obras hidrulicas dependen principalmente de la magnitud de las tormentas.

El tiempo de concertacin nos da la idea del tiempo con que contamos, para evacuar una zona en caso de desbordes de ro.

La estadstica es fundamental para el estudio de las tormentas ya que nos ayuda con la ilustracin y simplificacin de los datos de precipitacin.

El estudio de una tormenta nos conlleva a la determinacin del caudal mximo de un ro.

RECOMENDACIONES

Para la ejecucin de una obra hidrulica es indispensable un estudio consiente de las tormentas, ya que de este anlisis depender el dimensionamiento, seguridad y duracin de dicha obra.

Debemos contar con la mayor informacin posible de parte de instituciones confiables (SENAMHI) para una mejor exactitud de los clculos del tiempo de retorno y del caudal mximo para que posteriormente no se presenten problemas.

La poblacin debe estar informada respecto al tiempo de concentracin para que de esta manera puedan evacuar en forma calmada.

GRACIAS por su atencin.