Transcript 12_Caamaño et al_ lluvias sin atenuacion

III TALLER SOBRE REGIONALIZACIÓN DE
PRECIPITACIONES MÁXIMAS
LLUVIA DE DISEÑO
SIN ATENUACIÓN
DE DATOS LOCALES
PARA UNA CUENCA
INA - Centro de la Región Semiárida
CONICET
UCC - Grupo de Estudios Hidrológicos
en Cuencas Pobremente Aforadas
Gabriel Caamaño Nelli
Eliana Jorquera
Carlos Catalini
Laura Colladon
Rosario, 1º y 2 de diciembre de 2011
Reducción de tormentas máximas (Catalini et al., 2002)
100%
Duración: 60 minutos
CDA
80%
La lluvia de diseño se predice para una estación
60%
Su intensidad local se reduce para uso en cuenca
La atenuación depende de duración de lluvia y área
40%
0
100
200
Sur de Santa Fe, RA
Reino Unido, UK
Sierra Nevada, Cal.USA
Central Valley, Cal.USA
300
400
500 Área (Km²)
600
E Río M ississippi, USA
M alaysia
Sierras de Córdoba, RA
M endoza, RA
METODOLOGÍA CONVENCIONAL
Relación intensidad-duración-recurrencia local
Intensidad
máx. en la estación
Transposición
A´= A -s +s´
C´= C -m +m´
B´=B q´=q
Atenuación areal para la cuenca
Modelo CoDA (García, Catalini y Caamaño Nelli, 2000)
D = 25 –k . S k
-k = 2,1438 . d -0,4774
METODOLOGÍA CONVENCIONAL
Relación intensidad-duración-recurrencia local
DIT: Intensidad
máx. en la estación
ln id,T = A . F – B . d + C
F = 2,584458 . (ln T) 3/8 – 2,252573
d = (ln d) q
Transposición
A´= A -s +s´
C´= C -m +m´
B´=B q´=q
Atenuación areal para la cuenca
Modelo CoDA (García, Catalini y Caamaño Nelli, 2000)
D = 25 –k . S k
-k = 2,1438 . d -0,4774
Cuenca Río San Antonio, Córdoba
La Suela
i-d-T transpuesta a la estación 1200
Figura 3: Función intensidad-duración-recurrencia transpuesta a la Estación 1200, Las Ensenadas
200
40
Duración baja =
gran intensidad
180
36
32
INTENSIDAD MEDIA i (mm/h)
INTENSIDAD MEDIA i (mm/h)
160
5 años
140
10 años
25 años
50 años
120
100 años
200 años
100
80
5 años
28
25 años
100 años
16
40
8
20
4
20
40
60
80
100 120
DURACION d (minutos)
140
160
180
200 años
20
12
0
50 años
24
60
0
10 años
0
180
360
540
720
900
1080
DURACION d (minutos)
1260
1440
Modelo CoDA para IMA (Catalini, 2001)
100%
D (%)
1440 min
80%
720 min
360 min
60%
180 min
120 min
90 min
40%
60 min
Duración baja =
gran atenuación
30 min
20%
0
100
200
300
400
500
Área
600(Km²)
i-d-T atenuada para la Cuenca Alta
40
40
5 años
10 años
36
36
25 años
50 años
100 años
32
32
INTENSIDAD MEDIA i (mm/h)
INTENSIDAD MEDIA i (mm/h)
200 años
28
24
20
5 años
28
10 años
25 años
50 años
24
100 años
20
El procedimento estándar no es verosímil,
por los valores de intensidad que arroja
ni por cómo varía ésta con la duración
16
12
200 años
16
12
8
8
4
4
0
0
20
40
60
80
100
120
DURACION d (minutos)
140
160
180
0
180
360
540
720
900
1080
DURACION d (minutos)
1260
1440
Transposición directa a Cuenca Alta
200
40
180
36
160
32
INTENSIDAD MEDIA i (mm/h)
INTENSIDAD MEDIA i (mm/h)
Figura 5: Función intensidad-duración-recurrencia transpuesta directamente a la Cuenca Alta
5 años
140
10 años
25 años
50 años
120
100 años
200 años
100
5 años
28
10 años
25 años
50 años
24
100 años
200 años
20
El procedimento
alternativo es
verosímil
MÉTODO
ALTERNATIVO:
i-d-T
areal
80
16
Resultado no extrapolable: depende del área
id,T = Intensidad máxima en la cuenca
No hay un coeficiente de atenuación
Igual concepto, para un pluviómetro ficticio
60
12
40
8
20
4
0
0
20
40
60
80
100 120
DURACION d (minutos)
140
160
180
0
180
360
540
720
900
1080
DURACION d (minutos)
1260
1440
MÉTODO DIRECTO
Dividiendo valores de la i-d-T areal (Cca. Alta) por los de la i-d-T
local (1200) se arriba a coeficientes de atenuación más plausibles
Aceptando la relación esencial del CoDA, la división indica que k
no depende de la duración de la lluvia, sino de su recurrencia.
Es así porque las dos i-d-T se transponen desde La Suela.
Y, como en su zona meteorológica los parámetros B y q del DIT
son constantes, el término de duración es igual en las dos i-d-T y
la razón entre ambas no depende de esta variable.
La variación de k se puede plantear en función de T o de F.
La división no soluciona el problema, porque los resultados siguen
asociados al área de la cuenca y no se pueden extrapolar.
Pero, conociendo ya los valores del parámetro k, la ecuación del
CoDA aporta los del coeficiente de decaimiento D, que finalmente
depende del área S de la cuenca y de la recurrencia T de la lluvia.
Parámetro k en función de T y F
0,14
0,14
-k
-k
0,12
0,12
0,10
0,10
0,08
0,08
0,06
0,06
0,04
0,04
0
50
100
150
T 200
-k = 0,0312 . Φ + 0,0482
0
0,5
1
1,5
2
2,5 F
Función decaimiento-área-recurrencia
100%
D (%)
90%
2 años
80%
5 años
10 años
25 años
50 años
70%
100 años
200 años
60%
0
100
200
300
400
S (Km²)
500 Área 600
Síntesis y conclusiones
El modo habitual de predecir lluvia media en cuencas
es forzado, por la ausencia de información territorial.
Un procedimiento alternativo es derivar la i-d-T de un
pluviómetro ficticio, que mide la media sobre la cuenca.
Esta vía directa es la correcta, pues opera siempre con
la variable de interés: la intensidad media areal.
El contraste en las sierras expone fallas de la técnica
habitual, sobre todo para lluvias breves, en los valores
de intensidad y en cómo varía ésta con la duración.
Los máximos puntuales suelen deberse a procesos
convectivos típicos y llevan a decaimientos excesivos.
Síntesis y conclusiones
Los máximos de intensidad media areal, que originan
grandes crecidas, provienen de procesos convectivos
de mesoescala, con abatimiento territorial muy inferior.
La técnica directa también trae problemas: raramente
se puede extrapolar a otra cuenca, pues los resultados
están atados al área de aquella en que se dedujeron.
Pero un replanteo de la atenuación con otro enfoque
conduce a una metodología extrapolable regionalmente,
que aporta valores de reducción más creíbles.
El coeficiente de decaimiento depende entonces de la
superficie de la cuenca y de la recurrencia de la lluvia.
Gracias por
su atención