PRECIPITACIÓN. DATOS ENGLOBADOS Y FALTANTES

Transcripción

1 Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Escuela de Civil Hidrología PRECIPITACIÓN. DATOS ENGLOBADOS Y FALTANTES Prof. Ada Moreno

2 PRECIPITACIÓN

3 Precipitación Es la caída de agua sobre la superficie terrestre en cualquiera de sus formas, pero principalmente líquida como lluvia. Si las gotas no alcanzan los 0.5 mm de diámetro se habla de llovizna. Se suele medir en milímetros de altura o en litros por metro cuadrado. LÁMINA DE PRECIPITACIÓN CUENCA Fuente:

4 Precipitación La precipitación se suele expresar en unidades de longitud, como la altura de agua que cubriría un plano horizontal si no hubiese escorrentía, infiltración ni evaporación (1 mm = 1 l/m 2 ). LÁMINA DE PRECIPITACIÓN CUENCA Fuente:

5 Precipitación Precipitación 1 mm Área de la Cuenca 1 m 2 1 mm = 1 l/m 2

6 Medición de la precipitación Servicio Horas de lectura Observatorio Cagigal 24 lecturas diarias FAV Estaciones sinópticas FAV Estaciones climáticas MPPA

7 Medición de la precipitación Los aparatos medidores de la precipitación son los pluviómetros y pluviógrafos. El pluviómetro tradicional es un recipiente con una superficie captadora de tipo circular de 200 cm 2. Pluviómetro tipo Hellman Fuente:

8 Medición de la precipitación El pluviógrafo es el aparato registrador en continuo de la precipitación. Proporciona información acerca del inicio, duración e intensidad de la lluvia. Fuente:

9 Pluviógrafo de sifón (Tipo Fuess)

10 Pluviógrafo Pluviómetro Fotografías tomadas por A. Delgadillo. 2010

11 Estación La Punta, ubicada al sur de la ciudad de Mérida, a una altitud de 1329 m.s.n.m (Fotografía tomada por A. Delgadillo. 2010) Pluviógrafo

12 Banda de Registro de Precipitación

13 Ubicación de pluviómetros y pluviógrafos Evitar cualquier influencia local sobre el aparato. Reducir al mínimo la fuerza con que el viento azote el equipo. Evitar que el agua al chocar con cualquier obstáculo, salpique y entre al aparato. Fuente: Ramírez, M. (2003). Hidrología Aplicada. Universidad de Los Andes. Mérida, Venezuela

14 Mapa de Isoyetas Fuente:

15 Centro Interamericano de Desarrollo e Investigación Ambiental y Territorial Postgrado Desarrollo de los Recursos Aguas y Tierras Mención Planificación y Desarrollo de los Recursos Hidráulicos Período introductorio - Hidrología ANÁLISIS DE CALIDAD DE LOS DATOS

16 ANÁLISIS EXPLORATORIO

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18 ANÁLISIS DE CONSISTENCIA La información obtenida de las estaciones pluviométricas pueden dar lugar a un cierto número de errores, los cuales pueden ser: Errores de observación Errores de transcripción y cálculo Errores de copia Errores de impresión Para determinar la consistencia de los datos, se hace el análisis de doble masa Fuente: Ramírez, M. (2003). Hidrología Aplicada. Universidad de Los Andes. Mérida, Venezuela

19 Análisis de Doble Masa El método de doble masa considera que en una zona meteorológica homogénea, los valores de precipitación que ocurren en diferentes puntos de esa zona en períodos anuales o estacionales, guardan una relación de proporcionalidad que puede representarse gráficamente. Fuente:

20 Análisis de Doble Masa Fuente:

21 CASOS

22 Análisis de Doble Masa Para graficar la recta del Doble Masa se construye la Tabla Se grafican los datos de la columna (6) en abscisas contra los datos de la columna (8) en ordenadas y se verifica la necesidad o no de efectuar una corrección. En caso afirmativo, deben corregirse los valores erróneos de la columna (7) y presentarse en la columna (9) de la Tabla anterior.

23 Centro Interamericano de Desarrollo e Investigación Ambiental y Territorial Postgrado Desarrollo de los Recursos Aguas y Tierras Mención Planificación y Desarrollo de los Recursos Hidráulicos Período introductorio - Hidrología DESENGLOBE DE DATOS ACUMULADOS

24 DESENGLOBE DE DATOS Proporción Normal ACUMULADOS Generalmente se consiguen acumulaciones en los registros de datos, lo cual hace necesaria la estimación de cada uno de los valores individuales; esto se logra a través de la siguiente relación: N a P a A i P acum = = N i A i A i P i

25 Donde N a = Precipitación Normal Anual N i = Precipitación Normal del mes considerado P a = Precipitación anual para el año en que aparece la acumulación A i = Precipitación del mes P acum = Precipitación acumulada P i = Precipitación correspondiente al mes

26 Ejercicio Desenglobar los datos de la estación La Culata Serial 3089

27 Tabla 1. Datos de Precipitación para la Estación La Culata Serial AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUAL *

28 Solución

29 Centro Interamericano de Desarrollo e Investigación Ambiental y Territorial Postgrado Desarrollo de los Recursos Aguas y Tierras Mención Planificación y Desarrollo de los Recursos Hidráulicos Período introductorio - Hidrología ESTIMACIÓN DE DATOS FALTANTES

30 Estimación de Datos Faltante Proporción normal Con estaciones vecinas Con la misma estación Curva doblemente másica Regresión lineal simple

31 Proporción Normal Con estaciones vecinas: Donde P x = 1 N X n N A P A + P X = Dato faltante de precipitación que desea obtener. N A, N B y Nn = Precipitación normal anual de las estaciones índices. P A, P B y P n = Precipitación en las estaciones índices durante el mismo período de tiempo del dato faltante. N X = Precipitación normal anual de la estación en estudio. N X N B P B + N X N n Pn

32 Proporción Normal Con la misma estación: Precipitación durante el mes i del año en estudio Promedio de precipitación durante el mes i para todos los años de registro = Suma de todas la precipitaciones mensuales del año en estudio Promedio anual de precipitación para todos los años de registro

33 Ejercicio Con los datos mostrados en la Tabla 1, estimar los datos faltantes del año 1994.

34 Tabla 1. Datos de Precipitación para la Estación Valle Grande Serial AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUAL *

35 Solución

36 Curva Doblemente Másica Si se tienen las estaciones A y B, una con un registro más extenso que la otra y con datos consistentes (Estación A), se puede aplicar el análisis de doble masa para extrapolar datos faltantes (Estación B)

37 Curva Doblemente Másica Precipitación (mm) Año Estación A Estación B Promedio de 15 Estaciones

38 Curva Doblemente Másica Precipitación (mm) Año Ac Est A Ac Est B Ac Prom

39 Curva Doblemente Másica Curva Doblemente Másica

40 P x = Valor de precipitación para ser estimado. P a = Valor de precipitación en la estación A para el período correspondiente P x. M x = Pendiente de la curva doblemente másica para la estación X. M a = Pendiente de la curva doblemente másica para la estación A. Cálculo de los datos faltantes P b = M b M a P a Donde: P b = P a = Valor de precipitación para ser estimado. Valor de precipitación en la estación A para el período correspondiente P b. M b = Pendiente de la curva doblemente másica para la estación B. M a = Pendiente de la curva doblemente másica para la estación A.

41 Regresión y Correlación lineal Si se tienen las estaciones A y B, una con un registro más extenso que la otra y con datos consistentes (Estación A), se puede aplicar la regresión lineal para extrapolar datos faltantes (Estación B)

42 Regresión y Correlación Lineal La ecuación de regresión tiene la forma siguiente: Y = α + β X Donde α y β son los parámetros a estimar, lo que se logra a través de las siguientes ecuaciones: n X i Y i - n X Y β = i = 1 n _ (X i ) 2 - n (X) 2 = n X i Y i - X i Y i n (X i ) 2 - ( X i ) 2 i = 1

43 Regresión y Correlación Lineal Donde α = Y - β X X i = Valor correspondiente a la variable X Y i = Valor correspondiente a la variable Y _ X = Valor medio de la variable X _ Y = Valor medio de la variable Y n = Número total de valores

44 Regresión y Correlación Lineal Precipitación (mm) Año Estación A Estación B Promedio de 15 Estaciones

45 Regresión y Correlación Lineal

46 GRACIAS!!!