Información de lluvia a utilizar en SWMM 5.0 Manuel Gómez

Introducción SWMM es un modelo hidrológico e hidráulico Para que funcione como modelo hidrológico es necesario introducir datos de lluvia Saber cómo introducir datos de lluvia a SWMM 5.0. Saber cómo obtener estos datos de lluvia. Herramientas de cálculo

Cómo obtener datos de lluvia Información de lluvia, requisito de base para el estudio Lluvia histórica registrada Diseño con serie temporal de lluvias Lluvia de Proyecto

Lluvia histórica Elección de un suceso de lluvia histórica, que está vivo en la memoria de la población. Muchas veces no es fácil porque cuando hay fuertes lluvias se malogran los medidores. Dificultad a veces de asignar un periodo de retorno claro.

Serie temporal de lluvia Trabajo con la información histórica del observatorio, de todos los años que se disponga. Analizar los procesos de transformación lluvia/caudal y cálculo hidráulico. Para el diseño propuesto, verificar cuántas veces se supera la capacidad de desagüe.

Series temporales de lluvia Obtener frecuencia de inundación de un diseño de la red. Es un procedimiento ideal e idóneo Se necesita disponer la serie temporal, con un número de años suficientemente largo (50 o más años) con esta información se obtiene la frecuencia de inundación del diseño de la red, pero calculada con lluvia real y ocurridos en la misma cuenca. Este es un procedimiento ideal como se debería hacer los cálculos hidráulicos sin embargo, para ello se requiere disponer las serie temporal de un número de años suficientemente largo como de 50 o más. Y esta información lamentablemente no se tienen en la mayoría de los casos.

Lluvia de proyecto Seleccionar una lluvia (en ocasiones no real, sino elaborada) a la que se asigna un período de retorno. Se trabaja con una sola lluvia más sencilla y menor coste. Para su obtención se necesita como mínimo la curva IDF

Nivel de información habitual Datos de precipitación en 24 horas Nivel de detalle insuficiente (problemas en zonas urbanas de pocas horas o de minutos) Dificultad de desagregar datos Proponer relaciones entre lluvias de duración D y las de duración 24 horas Problemas debidos a que el dato de lluvia en 24 horas puede ser fruto de 2 ó mas sucesos de lluvia

Obtención de curvas IDF Disponibles en algunos observatorios Obtenidas a partir del análisis de una serie histórica de sucesos de lluvia (20/30 años) Si no se dispone: Opción de establecer una IDF sintética (procedimiento de la Instrucción de Carreteras 5.2-IC)

Expresión de la IDF sintética Expresión propuesta por la DGC Relación entre duración e intensidad media máxima I D

Hietograma de Proyecto Conocida la cantidad de precipitación para un periodo de retorno, se debe repartir temporalmente dicha lluvia Lluvias de proyecto, obtenidas a partir de: Patrones de Intensidad de Lluvia o Curva Intensidad - Duración - Frecuencia.

Patrones de intensidad de lluvia Estudiar pautas de reparto temporal de la lluvia que se repitan en diferentes sucesos de precipitación en cada región Los patrones de distribución más conocidos son: Distribución de Huff Distribución del Soil Conservation Service

Patrones de intensidad de lluvia

Patrones de intensidad de lluvia Estudiar pautas de reparto temporal de la lluvia que se repitan en diferentes sucesos de precipitación en cada región Los patrones de distribución más conocidos son: Distribución de Huff Distribución del Soil Conservation Service

Distribución de Huff Precipitación Tiempo 1º 2º 3º 4º

Distribución de precipitación acumulada en función del tiempo que corresponde al primer cuartil, y para diferentes patrones de probabilidad

Patrones de distribución temporal de Huff

Distribución del S.C.S. III II IA I

Patrones de Distribución de Lluvia SCS

Patrones de precipitación: resumen Planteamiento recomendable, pero con patrones propios extraídos en el observatorio No utilizar patrones derivados de observatorios diferentes: reflejo de situaciones meteorológicas que no tienen nada que ver con nuestra zona de estudio Obtención de patrones locales a partir de registro de tormentas de algunos años (5-8)

Tormentas de proyecto a partir de curvas I.D.F. Lluvia constante o en bloque Tormenta Triangular Tormenta tipo Sifalda Lluvias doble Triángulo Método de los Bloques Alternados

Lluvia Constante o en Bloque Intensidad Duración T Curva I.D.F V = IT * T IT

Lluvia Triangular

Lluvias tipo Sifalda D I VOLUMEN DE LLUVIA A = 14.11 % B = 56.44 % 2.3 Im VOLUMEN DE LLUVIA A = 14.11 % B = 56.44 % C = 29.45 % B 1.0 Im C También existe otro tipo de distribución de la lluvia triangular con algunas modificaciones, Sifalda en 1973 propone esta distribución de la lluvia. Conociendo nuestra duración de la lluvia utilizamos la curva IDF para obtenemos la intensidad asociado a un periodo de retorno y a partir de esta información lo distribuimos siguiendo este gráfico. Donde la lluvia esta formado por 1 trapecios, un rectángulo y otro trapecio de las características que se ven en el gráfico. A 0.15 Im 0.20 Im D 0.25 D 0.25 D 0.5 D

Lluvias doble triángulo P1 (10 años P.R.) P2 (3 años P.R.) 30 mint 3 h. D 4 h.

Método de los bloques alternados I5’ I10’ I15’

Proceso de cálculo Lluvia del bloque 1 Lluvia del bloque 2: Pbloque1 = I5’ x 5’ Lluvia del bloque 2: Pbloque2 = I10’ x 10’ – I5’ x 5’ Lluvia del bloque 3 Pbloque3 = I15’ x 15’ - I10’ x 10’ Pbloque1 Pbloque2

Ejemplo: Cálculo con Modelo Bloques Alternados

Hietograma de Intensidades 16.67 22.54 32.16 49.58 86.25 186.32 122.14 64.15 39.47 26.72 19.28 14.56 50 100 150 200 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Bloques de 5 minutos Intensidad (mm/h)

Herramientas de calculo Calculo de Periodo de retorno, usando modelo de distribución de Gumbel, LogPearson III y SQRT-ET Distribución de la lluvia por el método de Bloques Alternados y exportación de archivos capaces de leer SWMM