Dos modelos matemáticos no lineales para estimar la intensidad duración período de retorno de eventos de lluvia



Título del documento: Dos modelos matemáticos no lineales para estimar la intensidad duración período de retorno de eventos de lluvia
Revista: Universidad y ciencia
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000406302
ISSN: 0186-2979
Autors: 1
Institucions: 1Universidad Veracruzana, Jalapa, Veracruz. México
Any:
Període: Dic
Volum: 28
Número: 3
Paginació: 271-277
País: México
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Analítico, descriptivo
Resumen en español En países en desarrollo, muchos proyectos de ingeniería hidráulica con fines de planeación, diseño, operación y protección, contra inundaciones, usan datos de lluvias intensas para estimar los escurrimientos máximos. Para México en la mayoría de los casos, los únicos datos disponibles de lluvia son los acumulados en 24 h, medidos utilizando un pluviómetro. Debido a la escasez de registros se hace necesaria la validación, adecuación o la implementación de modelos para obtener las lluvias intensas de corta duración. En este estudio se proponen dos modelos matemáticos no-lineales, que estiman la intensidad de la lluvia con base a la duración de la tormenta y al período de retorno. Estos modelos fueron ajustados a datos de lluvia de corta duración, de la ciudad de Xalapa, Veracruz; Cañón Fernández, Durango y Cazadero, Zacatecas; y comparados con otros modelos existentes en la literatura. Los resultados muestran lo siguiente: a) Para el modelo I el coeficiente de determinación (R2) varió entre 0.927 y 0.932 y el error estándar de estimación (Re) entre 6.7 y 9.4 mm h−1, b) Para el modelo II R2 varió entre 0.934 y 0.988 y Re entre 3.5 y 6.5 mm h−1. El resultado del ajuste muestra, que el modelo II es mejor que el modelo I. Como comparación, modelos complejos como el de Koutsoyiannis et al. (1998), Chow et al. (1994) and Sherman (1931) fueron ajustados a lluvias severas de la ciudad de Xalapa. El rango de confiabilidad estadística de los modelos propuestos en este estudio es del mismo orden de magnitud que el obtenido para los modelos de Koutsoyiannis et al. (1998), Chow et al. (1994) and Sherman (1931) y mejor que otros modelos (ver Tabla 1 y 2). Los modelos propuestos en este estudio deben ser previamente calibrados para ser usados en otra región, siendo necesario contar con una PC con software estadístico/matemático que resuelva ecuaciones no lineales
Resumen en inglés In developing countries, many hydraulic engineering projects for the planning, designing, operation and protection against floods use intense rainfall data to estimate maximum runoff. In the case of Mexico, the only available rainfall data are usually those recorded with a pluviometer over 24 hours. The scarcity of data makes it necessary to validate and implement models to estimate short duration intense rainfall data. Two nonlinear mathematical models that estimate rainfall intensity based on the duration of the storm and the return period are proposed in this study. The models were adjusted to short duration rainfall data for the city of Xalapa (Veracruz), Cañon Fernández (Durango) and Cazadero (Zacatecas), and were compared with other models reported in the literature. The results show that: a) for model I, the determination coefficient (R2) varied from 0.927 to 0.932 and the standard error of estimation (Re) from 6.7 to 9.4 mm h−1, and b) for model II, the R2 varied from 0.934 to 0.988 and the Re from 3.5 to 6.5 mm h−1. The fit shows that model II is better than model I. In comparison, complex models like those of Koutsoyiannis et al. (1998), Chow et al. (1994) and Sherman (1931) were adjusted to extreme rainfall data for the city of Xalapa. The range of statistical trustworthiness of the models proposed in this study is of the same order of magnitude as that obtained by Koutsoyiannis et al. (1998), Chow et al. (1994) and Sherman (1931) and better than that obtained by other models (see Tables 1 and 2). The models proposed in this study must be calibrated before being applied to other regions, using a PC with statistical/mathematical software that may solve nonlinear equations
Disciplines Geociencias
Paraules clau: Ciencias de la atmósfera,
Lluvia,
Modelos matemáticos,
Ecuaciones no lineales,
Intensidad,
Duración,
Períodos,
Zacatecas,
México
Keyword: Earth sciences,
Atmospheric sciences,
Rain,
Mathematical modelling,
Nonlinear equations,
Intensity,
Duration,
Periods,
Zacatecas,
Mexico
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