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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

TEMA: “ANALISIS DE TORMENTA” ASIGNATURA: HIDROLOGÍA SUPERFICIAL PRESENTADO POR: RODAS FONSECA, Ronaldo Eber PROFESOR: Ing. JAIRO ISAÍ ALVAREZ VILLANUEVA CAJAMARCA – PERÚ 2019

DEDICATORIA Quiero dedicar el esfuerzo puesto en la realización de este trabajo ante nada a DIOS que nos ha dado su bendición en todos los campos de nuestras vidas; a nuestros padres por siempre darnos su apoyo; y la confianza puesta incondicionalmente en nosotros. A nuestro profesor el ingeniero Jairo Isaí Álvarez Villanueva que con su mentalidad innovadora y su determinación de superación para con cada uno de sus estudiantes infundió en nosotros la directriz de la innovación; DIOS TODOPODEROSO lo acompañe siempre.

AGRADECIMIENTO El presente trabajo bibliográfico y descriptivo constituye el resultado de la desinteresada colaboración de muchas personas a quienes expresamos nuestro más sincero agradecimiento, asimismo a DIOS TODO PODEROSO que gracias a su bendición se ha podido realizar, a nuestros padres que siempre nos han inculcado la mentalidad del trabajo y la superación, también a nuestro profesor quien nos comparte su conocimiento a lo largo del presente semestre académico.

CONTENIDO DEDICATORIA ............................................................................................................... 2 AGRADECIMIENTO ...................................................................................................... 3 CONTENIDO ................................................................................................................... 4 INDICE DE FIGURAS .................................................................................................... 5 INDICE DE TABLAS ...................................................................................................... 5 CAPÍTULO I .................................................................................................................... 6 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 6 1.1.

JUSTIFICACIÓN DEL TRABAJO ............................................................... 6

1.1.

OBJETIVOS................................................................................................... 6

General.................................................................................................................. 6 Específicos ............................................................................................................ 6 CAPITULO II ................................................................................................................... 7 MARCO TEÓRICO ..................................................................................................... 7 2.1. PRECIPITACIÓN ............................................................................................. 7 2.2. ESTACIONALIDAD PLUVIOMÉTRICA: ..................................................... 7 2.3. ANÁLISIS DE TORMENTAS ......................................................................... 7 CAPITULO III ................................................................................................................. 8 MATERIALES Y METODOS..................................................................................... 8 3.1. MATERIALES Y EQUIPOS ............................................................................ 8 3.1.1. MATERIALES ........................................................................................... 8 3.1.2. EQUIPOS ................................................................................................... 8 3.2. METODOLOGÍA .............................................................................................. 9 3.2.1. Banda pluviométrica ................................................................................... 9 CAPITULO IV ............................................................................................................... 18 RESULTADOS Y DISCUCIÓN ............................................................................... 18 CAPITULO V ................................................................................................................ 18

CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES ......................................................... 18 5.1. CONCLUSIONES ........................................................................................... 18 5.2. RECOMENDACIONES ................................................................................. 18 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................... 19

INDICE DE FIGURAS Figura 1: Curva de masas en Excel para el ejercicio Nº 01 ............................................ 10 Figura 2: Hietograma en Excel para el ejercicio Nº 01 .................................................. 10 Figura 3: Calculo de intensidad máxima en HidroEsta 2 para el ejercicio Nº 01 .......... 11 Figura 4: Curva de masas en HidroEsta 2 para el ejercicio Nº 01 .................................. 11 Figura 5: Hietograma en HidroEsta 2 para el ejercicio Nº 01 ........................................ 11 Figura 6: Curva de masas en Excel para el ejercicio Nº 02 ............................................ 14 Figura 7: Hietograma en Excel para el ejercicio Nº 02 .................................................. 14 Figura 8: Datos ingresados a HidroEsta 2 para el ejercicio Nº 02.................................. 15 Figura 9: Calculo de intensidad máxima en HidroEsta 2 para el ejercicio Nº 02 .......... 15 Figura 10: Curva de masas en HidroEsta 2 para el ejercicio Nº 02 ................................ 16 Figura 11: Hietograma en HidroEsta 2 para el ejercicio Nº 02 ...................................... 16

INDICE DE TABLAS Tabla 1: Calculo de intensidad máxima en Excel para el ejercicio Nº 01. ....................... 9 Tabla 2: Calculo de intensidad máxima en Excel para el ejercicio Nº 02 ...................... 13

CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN El agua es un recurso fundamental para la vida y un factor esencial para el sector productivo, por lo que, el estudio de las precipitaciones en una región, tiene especial importancia debido al predominio de las actividades relacionadas con el aprovechamiento de los recursos hídricos. A través de esto, es posible obtener una información valiosa para la gestión del agua, en términos de los usos agrícolas, forestales, energéticos, de uso doméstico, etc. Por otro lado, estudiar las precipitaciones y conocer su distribución temporal es motivo de interés para diversos fines, por ejemplo, meteorológicos y edafológicos, como también hidrológicos, al tiempo de lo cual se pueden proporcionar índices para realizar estudios de crecidas o permitir la alimentación de modelos precipitación-escorrentía que permitan mejorar la información disponible, para un adecuado diseño y dimensionamiento de las obras civiles. Para esto, es necesario conocer las intensidades de precipitación, para distintos períodos de retorno. 1.1.JUSTIFICACIÓN DEL TRABAJO Como parte complementaria al estudio de parámetros geomorfológicos de la cuenca Amojao tenemos la necesidad de estudiar el análisis de tormentas; también se realiza este trabajo a solicitud del docente encargado del curso de Hidrología en la EAP de Ingeniería Civil – UNC. 1.1. OBJETIVOS General Determinar la lluvia acumulada, intervalo de tiempo, lluvia parcial, intensidad. Específicos  Determinar las intensidades máximas para determinados periodos de duración.  Realizar el Hietograma y curvas de masa respectivo.

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CAPITULO II MARCO TEÓRICO 2.1. PRECIPITACIÓN La precipitación muestra regímenes de variabilidad, principalmente en función dela orografía y la altitud. En general, la precipitación aumenta con la altitud, aunque en el corto tramo las variaciones son pequeñas y difícilmente precisables con la escasa información meteorológica existente. Algunas características principales del clima se definen para este tramo, entre las que cabe destacar las siguientes 2.2. ESTACIONALIDAD PLUVIOMÉTRICA: La distribución de lluvias a lo largo del año es estacional, ya que las lluvias caen principalmente en el verano; los valores mínimos de precipitación coinciden con los meses de invierno. Los cuatro meses más lluviosos, de diciembre a marzo, pueden concentrar poco más del 50 % de la precipitación total anual. Las zonas orográficas más altas del sector selvático pueden recibir precipitaciones más abundantes en el invierno, en comparación a las zonas más bajas. 2.3. ANÁLISIS DE TORMENTAS Uno de los aspectos más importantes sobre la precipitación, es conocer en lo posible la magnitud de las tormentas. Sin embargo, los datos existentes son mínimos, y las inferencias que se pueden establecer a partir de ellos resultan muy referenciales. La data de mayor utilidad que existe para este efecto es la de precipitación máxima mensual para 24 horas. Este dato presenta la lluvia máxima ocurrida en un día del mes considerado, pero es evidente que la cifra debe tomarse con muchas reservas, ya que entre otras razones, el total de la lluvia de un día puede producirse en breves minutos u horas de ese día, lo que aumenta severamente su potencial erosivo e inundable o por el contrario, producirse a lo largo del período de registro, lo que implica un reducido volumen por unidad de tiempo y baja intensidad erosiva, situaciones que no se pueden saber del registro evaluado. Asimismo la máxima mensual no presenta las condiciones de los demás días del mes, y estos tienen distintos efectos según se trate de lluvias fuertes esporádicas, o lluvias de baja intensidad pero diarias.

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CAPITULO III MATERIALES Y METODOS 3.1. MATERIALES Y EQUIPOS 3.1.1. MATERIALES 

Libros de hidrología



Software HidroEsta 2, M. Excel 2016, M. Word 2016.



Red de navegación (internet)



Buscador google académico

3.1.2. EQUIPOS 

Impresora CANON iP2700.



Laptop ASUS Core i7 sexta generación.

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3.2. METODOLOGÍA 3.2.1. Banda pluviométrica El material usado fue 1 banda pluviográfica desarrollada en clase, a través de trazos en la banda pluviográfica se identifican los puntos de cambios de intensidades para luego tabularla información de la banda y otro ejercicio propuesto. Se calculará también las intensidades máximas para ciertos periodos. Ejercicio Nº 01: A partir del siguiente registro de pluviograma que se muestra en la figura, realizar el análisis de tormenta, para obtener lo siguiente, en Excel e HidroEsta 2.  El hietograma  Curva de masa de precipitación  Las intensidades màximas para las duraciones 10 min, 30 min, 60 min, 90 min, 120 min y 240 min.

Tabla 1: Calculo de intensidad máxima en Excel para el ejercicio Nº 01.

Hora 7 9 11 12 13 14 16 17 18 19

9 11 12 13 14 16 17 18 19 21

INTERVALO TIEMPO LLUVIA LLUVIA INTENSIDAD DE TIEMPO ACUMULADO PARCIAL ACUMULADA (mm/h) (min) (min) (mm) (mm) 120 120 0 0 0.00 120 240 2 2 1 60 300 0 2 0.00 60 360 2 4 2 60 420 2 6 2.00 120 540 0 6 0 60 600 3 9 3.00 60 660 5 14 5 60 720 5 19 5 120 840 2 21 1 Fuente: (Rodas Fonseca, 2019)

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CURVA DE MASAS - Ejercicio Nº1 25

20

15

10

5

0 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Figura 1: Curva de masas en Excel para el ejercicio Nº 01 Fuente: (Rodas Fonseca, 2019)

HIETOGRAMA - Ejercicio Nº 01 6.00

5.00

4.00

3.00

2.00

1.00

0.00 120

240

300

360

420

540

600

660

Figura 2: Hietograma en Excel para el ejercicio Nº 01 Fuente: (Rodas Fonseca, 2019)

10

720

840

Figura 3: Calculo de intensidad máxima en HidroEsta 2 para el ejercicio Nº 01 Fuente: (Rodas Fonseca, 2019)

Figura 4: Curva de masas en HidroEsta 2 para el ejercicio Nº 01 Fuente: (Rodas Fonseca, 2019)

Figura 5: Hietograma en HidroEsta 2 para el ejercicio Nº 01 Fuente: (Rodas Fonseca, 2019) 11

Intensidad máxima para los siguientes tiempos: Para 10 min 𝑇10𝑚𝑖𝑛 =

60 𝑥 5 =5 60

𝑇30𝑚𝑖𝑛 =

60 𝑥 5 =5 60

𝑇60𝑚𝑖𝑛 =

60 𝑥 5 =5 60

Para 30 min

Para 60 min

Para 90 min 𝑇90𝑚𝑖𝑛 =

60 𝑥 5 30 𝑥 3 + = 4.333 90 90

Para 120 min 𝑇120𝑚𝑖𝑛 =

60 𝑥 5 60 𝑥 3 + =5 120 120

Para 240 min 𝑇240𝑚𝑖𝑛 =

60 𝑥 5 60 𝑥 3 60 𝑥 2 60 𝑥 1 + + + = 2.75 240 240 240 240

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Ejercicio Nº 02: A partir del siguiente registro de pluviograma que se muestra en la figura, realizar el análisis de tormenta, para obtener lo siguiente, en Excel e HidroEsta 2.  El hietograma  Curva de masa de precipitación  Las intensidades máximas para las duraciones 10 min, 30 min, 60 min, 90 min, 120 min y 240 min.

Tabla 2: Calculo de intensidad máxima en Excel para el ejercicio Nº 02

Hora 3 4 6 8 10 12 13 14 15 16 17 18

4 6 8 10 12 13 14 15 16 17 18 22

INTERVALO TIEMPO LLUVIA LLUVIA INTENSIDAD DE TIEMPO ACUMULADO PARCIAL ACUMULADA (mm/h) (min) (min) (mm) (mm) 60 60 0 0 0.00 120 180 3 3 1.5 120 300 5 8 2.50 120 420 4 12 2 120 540 1 13 0.50 60 600 6 19 6 60 660 4 23 4.00 60 720 4 27 4 60 780 6 33 6 60 840 4 37 4 60 900 6 43 6 240 1140 10 53 2.5 Fuente: (Rodas Fonseca, 2019)

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CURVA DE MASAS - Ejercicio Nº2 60

50

40

30

20

10

0 0

200

400

600

800

1000

1200

Figura 6: Curva de masas en Excel para el ejercicio Nº 02 Fuente: (Rodas Fonseca, 2019)

HIETOGRAMA - Ejercicio Nº 02 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00

2.00 1.00 0.00

60

180

300

420

540

600

660

720

780

840

Figura 7: Hietograma en Excel para el ejercicio Nº 02 Fuente: (Rodas Fonseca, 2019)

14

900

1140

Figura 8: Datos ingresados a HidroEsta 2 para el ejercicio Nº 02 Fuente: (Rodas Fonseca, 2019)

Figura 9: Calculo de intensidad máxima en HidroEsta 2 para el ejercicio Nº 02 Fuente: (RODAS FONSECA, 2019)

15

Figura 10: Curva de masas en HidroEsta 2 para el ejercicio Nº 02 Fuente: (Rodas Fonseca, 2019)

Figura 11: Hietograma en HidroEsta 2 para el ejercicio Nº 02 Fuente: (Rodas Fonseca, 2019)

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Intensidad máxima para los siguientes tiempos: Para 10 min 𝑇10𝑚𝑖𝑛 =

60 𝑥 5 =5 60

𝑇30𝑚𝑖𝑛 =

60 𝑥 5 =5 60

𝑇60𝑚𝑖𝑛 =

60 𝑥 5 =5 60

Para 30 min

Para 60 min

Para 90 min 𝑇90𝑚𝑖𝑛 =

60 𝑥 5 30 𝑥 3 + = 4.333 90 90

Para 120 min 𝑇120𝑚𝑖𝑛 =

60 𝑥 5 60 𝑥 3 + =5 120 120

Para 240 min 𝑇240𝑚𝑖𝑛 =

60 𝑥 5 60 𝑥 3 60 𝑥 2 60 𝑥 1 + + + = 2.75 240 240 240 240

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CAPITULO IV RESULTADOS Y DISCUCIÓN Para el ejercicio Nº 01 tenemos similares curvas de masa y hietograma y en ambos softwares tenemos una intensidad máxima de 5 mm/hr. Para el ejercicio Nº 02 tenemos similares curvas de masa y hietograma y en ambos softwares tenemos una intensidad máxima de 6 mm/hr.

CAPITULO V CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES 5.1. CONCLUSIONES  Se logró determinar la lluvia acumulada, intervalo de tiempo, lluvia parcial, intensidad.  Determinamos las intensidades máximas para determinados periodos de duración.  Se realizó el Hietograma y curvas de masa respectivo. 5.2. RECOMENDACIONES  Se recomienda usar el software HIDROESTA 2 para realizar los càlcuos de precipitación.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Musy, A. (2001). CYCLE ET BILAN HYDROLOGIQUES. Obtenido de http://echo2.epfl.ch/e-drologie/resumes/chapitre1/resume1.pdf 2. PALLARES, E. V. (11 de Mayo de 2018). Slideplayer. Obtenido de Slideplayer.es: https://slideplayer.es/slide/14180458/ 3. Rodas Fonseca, R. E. (2019). Análisis de precipitación de la cuenca amojao en la provincia de Bagua – Amazonas en junio del 2019. Cajamarca. 4. Rodriguez, R., Ranger, V., & Díaz, A. (2016). SidePlayer. Obtenido de SidePlayer.es: https://slideplayer.es/slide/5446976/ 5. SENAMHI. (2011). Balance Hídrico Superficial. En J. J. Gálvez, Contribuyendo al desarrollo de una Cultura del Agua y la Gestión Integral de Recurso Hídrico (pág. 8). Lima. 6. Universidad de los Andes Venezuela . (16 de Mayo de 2013). nurr.ula.ve. Obtenido de www.nurr.ula.ve: http://www.nurr.ula.ve/saladegeografia/DOCUMENTOS/METEORO_CLIMAT OLOGIA/Presentacion_7_PRECIPITACION.pdf 7. Villón, M. (2002). Hidrología. Lima: Villón.

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