Láminas de lluvia para diseño y evaluación de obras de drenaje pluvial en Costa Rica

• Autores: Arias Chacón, Sebastián
• Año de publicación: 2020
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis de maestría
• Colaborador/a o director/a de tesis: García, Carlos Marcelo
• Materia: Tesis MCI; Maestría Ciencias de la Ingeniería Mención Recursos Hídricos; Recursos Hídricos; Ríos; Ingeniería hidráulica; Drenaje; Precipitación; Lluvia; Costa Rica
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Tesis (MCI Mención Recursos Hídricos)--FCEFN-UNC, 2020 Palabras Claves: Lluvia de diseño, SIG, hidrología, hidráulica, drenaje pluvial, carreteras. Keywords Design rainfall, GIS, hydrology, hydraulic, drainage pluvial, highway.
Fil: Arias Chacón, Sebastián. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
En este trabajo, se predicen las láminas de lluvia utilizadas para diseñar y evaluar los sistemas de drenaje para Costa Rica. Para ello se seleccionaron 131 pluviómetros con series temporales de al menos 14 años de registros históricos de lluvia diaria máxima anual. Se evaluaron en estas series hipótesis estadísticas básicas (valores atípicos, independencia, estacionalidad y homogeneidad). Luego, se ajustó una función de distribución de probabilidad empírica (FDP) y se seleccionaron 6 de los FDP más utilizados en el análisis de valores extremos. La FDP Log Normal fue seleccionada, para este estudio, para estimar la precipitación diaria máxima anual para diferentes períodos de retorno (T = 2, 5, 10, 20, 50, 100 y 200 años). Con esta información, se han preparado mapas digitales de la precipitación diaria máxima anual de diferentes períodos de retorno y algunos parámetros estadísticos (media y desviación estándar) con cobertura nacional. Estos mapas se han preparado mediante el uso de un programa computacional, implementado en el sistema de información geográfica (SIG), que ha interpolado la información del pluviómetro seleccionado, mediante el método geoestadístico de Kriging, con una resolución espacial de 25 km2 . Estos mapas digitales se mejoraron mediante la generación de mapas tendenciales, ajustando un polinomio grado 9 según el principio de parsimonia (navaja de afeitar de Ockham). Para complementar este trabajo, se analizaron datos de registros continuos de una red pluviográfica ubicada en todo el país (con una densidad espacial bastante menor que la red de pluviómetros), con registros de láminas de lluvia para diferentes duraciones. Se implementó el método DIT de 3 parámetros para la transposición de los datos pluviográficos menos densos y para la técnica de regionalización de las curvas i-d-T. Los resultados obtenidos en esta tesis pueden usarse para diseñar nuevas infraestructuras en Costa Rica, para evaluar herramientas existentes y para cuantificar la severidad de eventos extremos observados.
ABSTRACT The rainfall depths used to design and to evaluate the drainage systems in Costa Rica are estimated in this work. First, 131 daily rain gage were selected with time series of at least 14 years of historical records of annual maximum daily rain. Basic statistical hypothesis were tested on these series (outliers, independence, seasonality and homogeneity). Then, an empirical Probability Distribution Function (PDF) has been fitted and 6 of the most used PDF in the extreme values analysis were selected. The PDF Log Normal was finally selected for this study to estimate the annual maximum daily rainfall for different return periods (T= 2, 5, 10, 20, 50, 100 and 200 years). Using this information, digital maps has been prepared of annual maximum daily rainfall from different return periods and some statistical parameters (media and standard deviation) with national coverage. These maps have been prepared by using computational program, implemented in geographic information system (GIS), which has been used to interpolate the information of the selected rain gages, using Kriging geostatistical method, with spatial resolution of 25 km2 . These digital maps were improved by generating trend maps, fitting a degree 9 polynomial according to the principle of parsimony (Ockham ́s razor). To complement this work, data record of rainfall depths for different durations of a pluviograph network located throughout the country was analyzed (with a quite less spatial density than the rain gage network). The transposition of the less dense pluviograph data using daily data and the technique of regionalizing i-d-T curves were implemented by using the 3- parameter DIT method. The results obtained in this thesis can be used to design new infrastructure in Costa Rica, to evaluate the existing ones, and to evaluate the severity of the extreme rainfall events.
Fil: Arias Chacón, Sebastián. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.