ICH 3202 - HIDROLOGÍA E. VARAS 3. Precipitación 3.1 Mecanismos de Formación 3.2 Tipos de Precipitaciones 3.3 Medidas de Precipitación y redes 3.4 Magnitud 3.5 Lluvias sobre un área 3.6 Intensidades Pontificia Universidad Católica de Chile 3-1
ICH 3202 - HIDROLOGÍA E. VARAS Formación de Precipitaciones Nubes : Conjunto de gotas de condensación cuyos diámetros fluctúan entre 0,01 0,03 mm, separadas por distancias del orden de 1 mm. LLuvia : Gotas de agua con diámetros entre 0,5 mm y 2 mm, es decir, su volumen es un millón de veces más grande que el de las gotas de condensación que forman las nubes. Pontificia Universidad Católica de Chile 3-2
ICH 3202 - HIDROLOGÍA E. VARAS Mecanismos para la Formación de Lluvias A. Coalición directa - Atracción electrostática - Atracción hidrodinámica debido a turbulencia y microturbulencia - Succión de gotas pequeñas por gotas mayores B. Condensación - Coexistencia de gotas y cristales de hielo - Gotas de distintas temperaturas - Gotas de distintas salinidades - Presencia de polvo, sales o elementos catalizadores En resumen, para tener una lluvia de magnitud y duración apreciables se requieren: - Estado físico de nubes adecuado al crecimiento de las gotas de condensación. - Movimiento general de la atmósfera que permita la renovación de las nubes. Pontificia Universidad Católica de Chile 3-3
ICH 3202 - HIDROLOGÍA E. VARAS Tipos de Precipitación - Convección : Formación de corrientes ascendentes debido al calentamiento de masas de aire. Lluvias típicas de regiones ecuatoriales. - Orográficas : Ascenso de masa de aire debido a accidentes geográficos (montañas). - Frontales : Lluvias asociadas a la presencia de frentes. Pontificia Universidad Católica de Chile 3-4
ICH 3202 - HIDROLOGÍA E. VARAS Medida de la Precipitación Pluviómetro Esporádica Nivómetro Ruta de nieves Continua Pluviógrafo Nivógrafo Representatividad : - Perturbación debida al instrumento - Ubicación adecuada del aparato - Muestra pequeña Pontificia Universidad Católica de Chile 3-5
ICH 3202 - HIDROLOGÍA E. VARAS Nieve Nivómetros Tipos de medición Nivógrafos Rutas de Nieve Altura de Nieve Ruta de Nieve : Trayectoria prefijada donde se mide la nieve acumulada y su contenido de agua, usando un muestrador. Variables de interés : - Altura acumulada - Densidad o contenido de agua - Albedo o reflectividad Pontificia Universidad Católica de Chile 3-6
ICH 3202 - HIDROLOGÍA E. VARAS Red Pluviómetrica Francia un pluviómetro por cada 150 Km 2 Italia 80 Km 2 Inglaterra 40 Km 2 U.S.A. 600 Km 2 Chile 1.200 Km 2 Chile : aprox. 650 estaciones Nº estaciones Años registro 20 75 70 60 120 50 170 40 280 30 400 20 600 15 Nº estaciones con registros de mayor o igual longitud que el indicado. Pontificia Universidad Católica de Chile 3-7
ICH 3202 - HIDROLOGÍA E. VARAS Número de estaciones con registros superiores a n años (DGA, 1989) Fluviométricas Pluviométricas Número Años 360 15 220 20 140 25 110 30 80 35 40 40 30 45 20 50 Número Años 600 15 400 20 330 25 280 30 200 35 170 40 150 45 120 50 Pontificia Universidad Católica de Chile 3-8
HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Magnitudes Problemas en el análisis de lluvias en un punto : Relleno : - Relleno datos faltantes - Determinación de consistencia - Ecuaciones de regresión P = 1 x 3 - Promedio ponderado de estaciones cercanas N N P + N N P + N x x x N P A B A B C C Consistencia : Curvas doble-acumuladas Pontificia Universidad Católica de Chile 3-9
HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Lluvias en Santiago (mm) Año En-Jul Total 1900 631 820 1904 525 687 1905 527 616 1919 604 649 1926 705 760 1982 505 623 1987 740 Pontificia Universidad Católica de Chile 3-10
HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Envolvente de Lluvias Máximas Observadas en el Mundo Lluvia en mm Duración Intensidad Media mm/hr 80 10 min 480 220 60 min 220 350 2 hrs 175 600 6 hrs 100 1.500 24 hrs 62,5 3.600 5 días 30 10.000 30 días 14 18.000 6 meses 4 25.000 12 meses 3 Pontificia Universidad Católica de Chile 3-11
ICH 3202 - HIDROLOGÍA E. VARAS Variación de la Precipitación Media Anual en Chile entre los Paralelos 30º y 41º30 en función de la Latitud P a ( m m ) 3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 Latitud Sur Pontificia Universidad Católica de Chile 3-12
HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Curvas doble-acumuladas : Consisten en graficar la lluvia acumulada en un punto versus la lluvia acumulada de un patrón de precipitaciones. Patrón de precipitaciones : - Estación muy confiable y precisa. - Lluvia promedio de varias estaciones. Pontificia Universidad Católica de Chile 3-13
HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Métodos : Lluvia Media sobre una Cuenca - Promedio aritmético : simple, no contempla diferencias de representatividad de cada estación. - Polígono de Thiessen : método geométrico que asigna a cada estación un factor de ponderación proporcional al área que ella representa. - Curvas Isohietas : método más complicado en su aplicación, pero más representativo de la distribución espacial de las lluvias. Pontificia Universidad Católica de Chile 3-14
HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Ejemplo : Lluvia media sobre cuenca del Río Segre Promedio aritmético 626 mm. Polígonos de Thiessen Estación Precipitación ( mm) Coef. E473 413 0,17 E437 514 0,18 E433 562 0,18 E609 898 0,15 E402 659 0,12 E395 712 0,19 Precipitación Media 613 mm. Curvas Isohietas Intervalo mm Precipitación Representativa % Área sobre 800 850 0,13 700-800 750 0,24 600-700 650 0,12 500-600 550 0,19 450-500 475 0,20 400-450 425 0,10 bajo 400 375 0,02 Pontificia Universidad Católica de Chile 3-15
HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Hietograma en Santiago (10-11 Abril 1980) hietograma de lluvia 4 3.5 3 Lluvia (mm) 2.5 2 1.5 1 0.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Tiempo (hrs) Pontificia Universidad Católica de Chile 3-16
HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Intensidad vs Duración Tormenta 25-27 de Junio 1982 Santiago Duración hrs Lluvia mm Intensidad mm/hr 1 12,2 12,2 6 26,4 4,4 12 42,8 3,6 24 81,0 3,4 48 133,4 2,8 72 148,5 2.1 96 154,8 1,6 Pontificia Universidad Católica de Chile 3-17
HIDROLOGÍA AMBIENTAL E. VARAS Intensidades de Lluvia Intensidades se acostumbran a resumir como intensidad - duración - frecuencia (IDF). La intensidad media disminuye al aumentar la duración. Curvas IDF : a) Seleccionar del registro de cada año, y la hora más lluviosa, las dos más lluviosas y así sucesivamente. b) Hacer estudio de frecuencia para cada duración. Es decir, asociar a cada valor una frecuencia. c) Representar los resultados en un gráfico, uniendo todos los puntos de igual frecuencia. Pontificia Universidad Católica de Chile 3-18