Unidad 2 Clase 4 Corregir y completar datos, PMedia PDF

PRECIPITACIÓN CORREGIR Y COMPLETAR DATOS – PRECIPITACIÓN MEDIA EN CUENCAS Guillermo Barrientos 2024  Precipitación (lluvia) P = Q + EVT + ΔS/Δt P es la forma de ingreso de agua al sistema cuenca. P es la precipitación sobre la cuenca (distribució...

PRECIPITACIÓN CORREGIR Y COMPLETAR DATOS – PRECIPITACIÓN MEDIA EN CUENCAS Guillermo Barrientos 2024  Precipitación (lluvia) P = Q + EVT + ΔS/Δt P es la forma de ingreso de agua al sistema cuenca. P es la precipitación sobre la cuenca (distribución areal, sobre toda la superficie de la cuenca).  Calcular la precipitación sobre una superficie (la cuenca) Área de captación de un pluviómetro o pluviógrafo estándar es de 200 cm2. 1 hectárea son 100.000.000 cm2. La lluvia caída en una superficie de 200 cm2 se hace igual a la de una superficie 500.000 más grande/hectárea.  Precipitación (lluvia) Corregir y completar de series de datos de precipitación Porqué? Ante la necesidad de: Calcular la precipitación sobre una superficie (la cuenca) a partir de los datos de una o varias estaciones pluviométricas o pluviográficas. Describir/conocer el patrón de precipitaciones de una zona (cuenca): series de 25-30 años de extensión son “aceptables” (representativas) en el 95% de los casos.  Precipitación (lluvia) Corregir y completar de series de datos de precipitación Porqué? Ante la necesidad de: Calcular la precipitación sobre una superficie (la cuenca) a partir de los datos de una o varias estaciones pluviométricas o pluviográficas. Describir/conocer el patrón de precipitaciones de una zona (cuenca): series de 25-30 años de extensión son “aceptables” (representativas) en el 95% de los casos. ESTUDIO EN CUENCAS  Extensión (años) de las series de Precipitación para asegurar (95%) representatividad (según Landsberg) Islas Costa Llanuras Montaña Zonas tropicales 25 30 40 50 Zonas extra- tropicales 30 40 40 50 Debe asegurarse que los datos del pluviómetro o pluviógrafo, en la medida de lo posible: Tengan los menores errores, o que las fuentes de error sean conocidas. Estén corregidos. Completos. Tengan una extensión que permita representar las condiciones de la precipitación en la zona de estudio específica. A continuación, se verán los procedimientos utilizados para: Corregir series de datos de precipitación. Completar series de datos de precipitación.  Corrección de inconsistencias o falta de homogeneidad en los datos de precipitación: Errores causados por efecto del viento, no serán tratados en esta asignatura. Nos referiremos a errores por cambio de localización, cambios en el entorno u otros que generan un error sistemático en las mediciones. 1 Cambio en la localización: ubicación, exposición. 2 Cambios en el entorno. Después de unos años → 3 Cambio (??) en las condiciones para pasar de volumen a lámina de lluvia. Si se rompe el tubo graduado (específico al pluviómetro) la solución local podría ser buscar otro tubo graduado. Cual????? Precipitación (h, mm). Pero h es función del volumen de lluvia y el área de captación del pluviómetro. h ?? 4 En pluviógrafos, la resolución real es diferente a la definida por el fabricante.  ○ E4 Cota Ejemplo: En una cuenca existen 4 ○ E3 Estación (m.s.n.m. 1 115 estaciones pluviométricas: ○ E2 2 230 3 296 4 275 ○ E1 Precipitaciones medias del periodo 2007-2015 Periodo 1997-2005 son: 1200 ○ 966 mm 1000 ○ 1074 mm Precipitación (mm) 800 ○ 622 mm ??? 600 400 ○ 878 mm 200 0 0 50 100 150 200 250 300 350 Cota (m.s.n.m.)  Periodo 1997-2001 Precipitaciones medias del periodo 2007-2011 son: 1070 970 ○ 956 mm Precipitación (mm) 870 ○ 1056 mm 770 ○ 378 mm 670 → 570 470 370 ○ 870 mm 0 50 100 150 200 250 300 350 Cota (m.s.n.m.) Precipitaciones medias del Periodo 2002-2005 periodo 2012-2015 son: 1150 ○ 975 mm 1100 1050 ○ 1082 mm Precipitación (mm) 1000 950 ○ 926 mm → 900 850 800 750 ○ 885 mm 700 0 50 100 150 200 250 300 350 Cota (m.s.n.m.) Inconsistencia y falta de homogeneidad en los valores de precipitación en la estación E2. Los datos no sirven? En todo el periodo de registro o en parte de él? Cual es la fuente de error? Es posible corregir los datos? Qué hacer: Evaluar la inconsistencia y falta de homogeneidad, y luego corregir los datos. ¿¿¿Cómo??? Para evaluar la consistencia o la homogeneidad en los datos de precipitación, se elabora un diagrama de doble masa (curvas doble-másicas o doble-acumuladas) entre la estación en estudio (E2 en el caso de este ejemplo) y una estación patrón. La estación patrón puede ser una estación vecina (si no hay otra), o el promedio de al menos tres estaciones vecinas (recomendable), o el promedio de 10 estaciones vecinas (mucho mejor, pero no siempre lograble). Estación vecina, que se entiende por esto? A menos de 100 km de distancia. Semejanza de cota (altitud): ± 200 m. Estos valores son referenciales. Cómo proceder?? Precipitación (mm) Estación Año Patrón X 2015 961 1052 2014 972 952 2013 895 950 2012 1096 750 2011 992 401 2010 989 405 2009 1008 450 2008 995 370 2007 840 265 Estación Patrón: Promedio de E1, E3 y E4 del ejemplo. Estación “X”, es la estación en estudio E2 del ejemplo.  Precipitación (mm) Estación Año Patrón X Acumulada Patrón Acumulada X 2015 961 1052 961 1052 2014 972 952 1933 2004 2013 895 950 2828 2954 2012 1096 750 3924 3704 2011 992 401 4916 4105 2010 989 405 5905 4510 2009 1008 450 6913 4960 2008 995 370 7908 5330 2007 840 265 8748 5595 9000 8000 Precipitación acumulada Estación "X" 7000 M1 6000 5000 M2 M1 = 0,99 4000 3000 M2 = 0,39 M1 2000 M1/M2 = 2,54 1000 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 Precipitacion acumulada Estación Patrón  Precipitación (mm) Estación Acumulada Acumulada X Acumulada X Año Patrón X Patrón X corregida correg. 2015 961 1052 961 1052 1052 1052 2014 972 952 1933 2004 952 2004 2013 895 950 2828 2954 950 2954 2012 1096 750 3924 3704 750 3704 2011 992 401 4916 4105 1019 4723 2010 989 405 5905 4510 1029 5751 2009 1008 450 6913 4960 1143 6894 2008 995 370 7908 5330 940 7834 2007 840 265 8748 5595 673 8507 Pcorreg = M1/M2 * Pmedida = 2,54 * Pmedida  10000 9000 Precipitación acumulada Estación "X" 8000 7000 6000 corregida 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 Precipitación acumulada Estación Patrón Completar o extender series de precipitación: Completar datos diarios, mensuales o anuales que faltan de una serie de registros en una estación determinada. Extender la serie existente. Cómo? Contrastando los datos de la estación en estudio con las series de registros de estaciones vecinas (ya se mencionó qué se entiende por estaciones “vecinas”). Curvas doble-acumuladas. Regresiones (lineales).  Precipitaciones en la Estación X E1 E2 E3 400 350 300 Precpitaciones Estación "X" 250 200 150 100 50 0 0 50 100 150 200 250 -50 Precipitaciones Estación Patrón Precipitación E“X” = a + b*Precipitación EPatrón EPatrón = En función de la disponibilidad de datos en las estaciones vecinas, para los periodos a completar o extender. Qué hacer cuando P estimada en E”X” es menor a 0 ?. Los datos están corregidos, completados, podemos ahora calcular la precipitación sobre una superficie (la cuenca) a partir de los datos de una o varias estaciones pluviométricas o pluviográficas. Con una estación, la precipitación sobre la cuenca (componente del lado izquierdo en la → ecuación del balance hídrico), igual a la precipitación en E. ○E Con más de una estación……… Con los SIG: Thiessen. Kriging: interpolaciones.  Red de pluviógrafos Thiessen  Red de pluviógrafos Kriging  Para las escorrentías/caudales? Completar: regresiones con estaciones fluviométricas “similares”. Es posible hacerlo con curvas doble acumuladas. Cuidado con el efecto del cambio de uso del suelo en los caudales ( Q = P – (EVT + ΔS/Δt).  PRECIPITACIÓN CORREGIR Y COMPLETAR DATOS – PRECIPITACIÓN MEDIA EN CUENCAS Guillermo Barrientos 2024