HIDROESTA

1. INTRODUCCIÓN

Para realizar los cálculos, los hidrólogos tienen que enfrentarse a una serie de problemas, debido a que:

El procesamiento de la información que se tienen que realizar son bastante laboriosos.

Las ecuaciones que se tienen que solucionar, en la mayoría de los casos son muy complejas, y para su solución se requiere del uso de métodos numéricos.

Las simulaciones que se realizan manualmente consumen mucho tiempo, debido a los cálculos que se requieren.

Por lo laborioso del proceso de la información y de los cálculos se puede incurrir en errores, por lo que se requiere de un software que brinde al hidrólogo de una herramienta que le permita simplificar todos estos procesos, e inclusive permitirle simular sus resultados, permitiendo con esto optimizar su diseño.

2. DESCRIPCIÓN

HidroEsta, es un Herramienta computacional utilizando Visual Basic, para cálculos hidrológicos y estadísticos aplicados a la Hidrología. Este software facilita y simplifica los cálculos laboriosos, y el proceso del análisis de la abundante información que se deben realizar en los estudios hidrológicos.

HidroEsta proporciona una herramienta que permite realizar cálculos, simulaciones rápidas, y determinar los caudales o precipitaciones de diseño.

El software permite el cálculo de los parámetros estadísticos, calcular a partir de la curva de variación estacional o la curva de duración, eventos de diseño con determinada probabilidad de ocurrencia, realizar el análisis de una tormenta y calcular intensidades máximas, a partir de datos de pluviogramas, los cálculos de aforos realizados con molinetes o correntómetros, el cálculo de caudales máximos, con métodos empíricos y estadísticos, cálculos de la evapotranspiración y cálculo del balance hídrico.

3. IMPACTO

HidroEsta es una tecnología computacional que no existe en el mercado, por lo que llena un vacío que existía en los cálculos, a los que se dedican a los estudios hidrológicos, su uso se ha popularizado tanto en Costa Rica, como en Nicaragua, Guatemala, México, Perú, Chile, Cuba, Colombia, Ecuador, Bolivia, Argentina, Paraguay y Uruguay, a través de la divulgación que se ha realizado.

4. IMPORTANCIA

HidroEsta representa una contribución para simplificar los estudios hidrológicos, es importante porque:

Proporciona una herramienta novedosa y fácil de utilizar para los especialistas que trabajen en el campo de los estudios hidrológicos.

Permite simplificar el proceso de la abundante información y los cálculos laboriosos.

Permite a partir de la información proporcionada, simular los parámetros de diseño de las estructuras a construir.

Reduce enormemente el tiempo de cálculo.

Permite obtener un diseño óptimo y económico.

5. APLICACIONES

El cálculo de los parámetros estadísticos, para datos agrupados y no agrupados, tanto con los momentos tradicionales como con momentos lineales.

Cálculos de regresión lineal, no lineal, simple y múltiple así como regresión polinomial.

Evaluar si una serie de datos se ajustan a una serie de distribuciones: normal, log-normal de 2 y 3 parámetros, gamma de 2 y 3 parámetros, log-Pearson tipo III, Gumbel y log-Gumbel, tanto con momentos ordinarios, como con momentos lineales.

Calcular a partir de la curva de variación estacional o la curva de duración, eventos de diseño con determinada probabilidad de ocurrencia.

Realizar el análisis de una tormenta y calcular intensidades máximas, a partir de datos de pluviogramas, por los métodos promedio aritmético, polígono de Thiessen e isoyetas.

Los cálculos de aforos realizados con molinetes o correntómetros.

El cálculo de caudales máximos, con métodos empíricos (racional y Mac Math) y estadísticos (Gumbel y Nash).

Cálculos de la evapotranspiración con los métodos de Thorthwaite, Blaney-Criddle.

6. OPCIONES DEL MENÚ PRINCIPAL

El sistema HidroEsta, tiene un Menú Principal, como el que se muestra en la Figura 1, el cual permite al usuario elegir la opción deseada según el cálculo que tenga que realizar.

Parámetros Estadísticos. Regresión. Distribuciones. Curvas Características. Precipitación. Aforo. Caudales Máximos. Evapotranspiración.

EJERCICIO

S

DE

APLICACIÓ

N

MENU CURVAS CARACTERÍSTICAS – CURVA DE VARIACIÓN

ESTACIONAL

Se tiene el registro de precipitaciones mensuales en mm, de la estación Zamorano en Honduras, para los años 1994-2003, las mismas que se muestran en la tabla. Utilizando el proceso de la curva de variación estacional, hallar las precipitaciones que se presentarán con probabilidades del 70%, 75%, 80%, 85%, 90% y 95% para cada uno de los meses del año.

Solución:

Paso 01: En la Barra de Menú Principal, hacer clic en la opción Curvas Características / Curva de Variación Estacional

Paso 02: Aparecerá la siguiente ventana, donde procedemos a ingresar los datos del problema:

Paso 03: Una vez ingresada la serie de datos, debemos hacer clic en la opción Calcular, y luego clic en la opción Graficar; se obtienen los resultados que se muestran en la siguiente figura:

Para los datos indicados, utilizando la opción Curva de Variación Estacional de HIDROESTA, se obtienen: Las diferentes Probabilidades de ocurrencia de precipitaciones para los meses del año, así como la gráfica donde se muestran las curvas de variación estacional de los datos de precipitaciones obtenidos.

MENU PRECIPITACIÓN – PROMEDIO ARITMÉTICO

En la zona de Guanacaste, se tiene una cuenca de 314.78 km2 que se muestra en la figura. En 8 estaciones ubicadas dentro y fuera de la cuenca, se ha medido la precipitación anual cuya información se indica en la Tabla. Calcular la precipitación promedio por el método del promedio aritmético.

Se utilizan solo 6 estaciones que están dentro de la cuenca (se excluyen las estaciones 5 y 7 por estar fuera); se tiene:

Obtenemos el Reporte:

MENU PRECIPITACIÓN – POLÍGONO DE THIESSEN

En la zona de Guanacaste, se tiene una cuenca de 314.78 km2 que se muestra en la figura. En 8 estaciones ubicadas dentro y fuera de la cuenca, se ha medido la precipitación anual cuya información se indica en la Tabla. Calcular la precipitación promedio por el Polígono de Thiessen:

Obtenemos el Reporte:

MENU PRECIPITACIÓN – ANÁLISIS DE TORMENTA:

A partir del registro del pluviograma que se muestra en la figura, realizar en análisis de la tormenta, y obtener: a) El Hietograma.b) Curva masa de precipitación.c) Las intensidades máximas, para duración de 60 min.

a) El Hietograma.

b) Curva masa de precipitación:

Obtenemos el Reporte:

MENU PRECIPITACIÓN – CAUDALES MAXIMOS: MÉTODO

DE GUMBEL

Se tiene el registro de caudales máximos de 30 años para la estación 9-3 Angostura.En este río se desea construir una presa de almacenamiento, calcular el caudal de diseño para el vertedor de demasías, para periodos de retorno de 50 y 100 años respectivamente. Utilizar el Método de Gumbel.

Para T = 50 años.

Obtenemos el

Reporte, para T = 50 años

Para T = 100 años

Obtenemos el Reporte, para T = 100 años