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CALIBRACIÓN DEL MÉTODO DE BELL CON ISOYETAS S.C.T.

GUÍA PARA CALIBRACIÓN DE MICRÓMETRO PARA EXTERIORES - Inicio

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CIÓN DEL MÉTODO DE BELL CON ISOYETAS S

Description

XXII CONGRESO NACIONAL DE HIDRÁULICA

ACAPULCO,

GUERRERO,

MÉXICO,

NOVIEMBRE 2012

CALIBRACIÓN DEL MÉTODO DE BELL CON ISOYETAS DE INTENSIDAD DE LLUVIA DE LA SECRETARÍA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES Rentería Guevara,

Sergio Arturo Comisión Nacional del Agua

Federalismo y Blv

Culiacán,

Recursos Hidráulicos

las cuales se usan para determinar gastos de diseño

Estos se requieren para dimensionar apropiadamente obras hidráulicas o para tomar las previsiones necesarias para proyectar y construir obras de infraestructura de diferente naturaleza

La Secretaría de Comunicaciones y Trasportes,

isoyetas de intensidad de lluvia por entidad federativa para periodos de retorno de 10,

Sin embargo,

en ciertos proyectos es necesario estimar las intensidades de lluvia para periodos de retorno y duraciones distintas a las publicadas por dicha Secretaría

El procedimiento

obtener la precipitación de 60 minutos para un periodo de retorno de dos años a partir de la predicción de lluvia máxima en 24 horas para el mismo periodo de retorno

Donde C es el coeficiente a calibrar

Se tomaron como base las curvas de intensidad de lluvia de la SCT para la zona de estudio con periodos de retorno de 10,

Los mapas correspondientes se muestran al final del artículo

En ellos se aprecia que las intensidades de lluvia para la zona de estudio son: i6010 =

i6050 =

Aplica para zonas específicas para las cuales se calibra el modelo de Bell

En este caso,

una cuenca localizada en el Municipio de Mulegé,

ubicado en el estado de Baja California Sur

El análisis estadístico de las precipitaciones se realizó con los registros contenidos en la base de datos denominada ERIC III

Las estaciones cercanas al sitio del proyecto fueron tres: 003061 (Santa Rosalía Mulegé),

mulegé) y 003148 (El Mesquital,

Mulegé)

El período de registros es de 1929 a 2007

A partir de los datos de precipitaciones máximas diarias de las estaciones climatológicas cercanas a la zona del proyecto se ajustó un modelo de probabilidad,

Gumbel de dos poblaciones,

el cual tuvo un coeficiente de correlación R² = 0

La forma de la ecuación de Gumbel utilizada es:

C x P242

Estos valores se usan como base para la calibración del coeficiente de Bell

En seguida se programa la fórmula de Bell para calcular las intensidades de lluvia con los mismos periodos de retorno y duración de una hora

Luego se hace variar el coeficiente de Bell,

del cual dependen los valores calculados mediante la fórmula de Bell

Los resultados de ensayar distintos valores para el coeficiente se comparan con los obtenidos a partir de las curvas de la SCT

Esto mediante la técnica del error cuadrático mínimo,

el cual varió de acuerdo con la gráfica siguiente

se estimaron las curvas de intensidad duración periodo de retorno

Esto a través de la fórmula de Bell calibrada con las curvas de intensidad de lluvia de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes para la zona de estudio

La ecuación de Bell es: 0

Donde P,

La calibración consiste en determinar el coeficiente que la fórmula de Bell usa para

Figura 1

Variación del error cuadrático al comparar las intensidades de lluvia de la SCT con las calculadas por Bell

Como se observa,

el mejor ajuste es del orden de R²=0

XXII CONGRESO NACIONAL DE HIDRÁULICA

ACAPULCO,

GUERRERO,

MÉXICO,

NOVIEMBRE 2012

Mediante la aplicación del modelo de Chen,

Algunos resultados de la simulación se muestran en las figuras al final del artículo

Los datos obtenidos mediante la aplicación de C = 0

Conclusión

Tabla 1

Intensidades de lluvia en mm/h obtenidas mediante la fórmula de Bell con C = 0

Duración,

T=10 años 48

T=25 años 58

T=50 años 66

T=100 años 74

El procedimiento propuesto permite calcular las intensidades de lluvia con una aproximación regular respecto a las publicadas por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes,

con la ventaja de que puede programarse en una hoja de cálculo que facilite su aplicación a diferentes casos

Aplicación de la intensidad obtenida mediante el procedimiento En el caso de estudio se requiere determinar los tirantes de flujo en la parte baja de la cuenca a efecto de tomar las previsiones de construcción pertinentes

Para lo anterior,

se requiere calcular los gastos de diseño que dependen del periodo de retorno y duración de la intensidad de lluvia,

así como de las características fisiográficas de la cuenca

Los periodos de retorno se establecieron a partir de la vida útil de la obra,

mientras que la duración se identifica con el tiempo de concentración

Para calcular los gastos de diseño se aplicó el método racional con las intensidades de lluvia correspondientes al tiempo de concentración estimado mediante Kirpich

Este resultó de 20 minutos

Las ecuaciones usadas son:

Figura 2

Mapa 1 Isoyetas SCT

Qmáx = 0

Donde Qmáx es el gasto de diseño,

C es el coeficiente de la fórmula racional,

es la intensidad calculada mediante la fórmula de Bell calibrada,

es el tiempo de concentración,

es la longitud del cauce y S es la pendiente de la cuenca

Se seleccionó un C de 0

mientras que el tiempo de concentración se estimó en 21

Los periodos de retorno fueron de 25,

el primero de los cuales corresponde aproximadamente al periodo de diseño o vida útil de la obra a construir

Los otros dos periodos de retorno se examinaron para pronosticar posibles elevaciones considerables de los tirantes en el sitio de estudio

Finalmente,

se utilizó el sistema HEC-RAS para simular el paso de los gastos de diseño a través de la sección transversal de la cuenca en la cual se localiza el sitio del proyecto

Los gastos de diseño obtenidos fueron respectivamente 2

68 m³/s,

Figura 3

Mapa 2 Isoyetas SCT

XXII CONGRESO NACIONAL DE HIDRÁULICA

ACAPULCO,

GUERRERO,

MÉXICO,

NOVIEMBRE 2012

SE Mezquital B CS

Plan: Plan 03

05/09/2012

Sección ubicada 40 m aguas arriba de la subestación

Legend WS 100 años

Elevation (m)

WS 50 años WS 25 años

Ground Bank Sta

Station (m)

Figura 7

Sección transversal 2

SE Mezquital B CS

Plan: Plan 03

05/09/2012

Sección ubicada 80 m aguas arriba de la subestación

Figura 4

Mapa 3 Isoyetas SCT

Legend WS 100 años

Elevation (m)

WS 50 años WS 25 años

Ground Bank Sta

Station (m)

Figura 7

Sección transversal 3

Referencias 1

- Chow,

Maidment,

Applied Hydrology

Figura 5

Mapa 4 Isoyetas SCT

SE Mezquital BCS

P lan: Plan 03

Introducción a la Hidrología Urbana

05/09/2012

Sección ubicada en la localización de la Subestación

Elevation (m)

WS 50 años

WS 25 años

Bank Sta

Station (m)

Figura 6

Sección transversal 1

Procesos del Ciclo Hidrologico