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
35
Precipitación (mm)
35
Precipitación (mm)
30
25
20
15
10
5
30
25
20
15
10
5
0
0
10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Duración (minutos)

20
30
40
50
60
70
80
90
120
Duración (minutos)
Información de lluvia, requisito de base para el estudio

Lluvia histórica registrada

Diseño con serie temporal de lluvias

Lluvia de Proyecto
100
110
120
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)

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
I ( D ,T ) 
P ( T ) 24 h
28
. FR
0 .1
28
D
0 .1
0 .1
1
24
I
» Relación entre duración e intensidad
media máxima
D
FR 
I1
I 24
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
1º
2º
3º
4º
1º
2º
3º
Tiempo
1º
2º
3º
4º
Tiempo
4º
Tiempo
1º
2º
3º
4º
Tiempo
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
10% de Probabilidad
90% de Probabilidad
40
Lluvia total en %
50
40
30
20
10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
30
20
10
0
100
10
Tiempo de Duración de la tormenta en %
20
30
40
30
20
10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Tiempo de Duración de la tormenta en %
50% de Probabilidad
Lluvia total en %
Lluvia total en %
60
40
50
60
70
80
90
Tiempo de Duración de la tormenta en %
100
100
Distribución del S.C.S.
Fracción de la Lluvia en 24 horas
1.0
III
II
0.5
IA
I
0.0
0
3
6
9
12
15
Tiempo (horas)
18
21
24
Patrones de Distribución de Lluvia SCS
HIETOGRAMA TIPO IA
Fraccion de la lluvia caida
en 24 horas
Fraccion de la lluvia caida
en 24 horas
HIETOGRAMA TIPO I
0.3
0.2
0.1
0.0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
0.2
0.1
0.0
23
1
3
5
Tiempo de tormenta (horas)
7
9
11 13
15
17
19
21
23
21
23
Tiempo de tormenta (horas)
HIETOGRAMA TIPO II
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
Tiempo de tormenta (horas)
19
21
23
Fraccion de la lluvia caida
en 24 horas
Fraccion de la lluvia caida
en 24 horas
HIETOGRAMA TIPO III
0.3
0.2
0.1
0.0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
Tiempo de tormenta (horas)
19
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
Curva I.D.F
IT
V = IT * T
T
Duración
Lluvia Triangular
V  I max  Td 
h  Td
2
h  2  I max
ta  r .Td
tb  (1  r ).Td
Lluvias tipo Sifalda
I
2.3 Im
VOLUMEN DE LLUVIA
A = 14.11 %
B = 56.44 %
C = 29.45 %
B
1.0 Im
0.15 Im
C
A
0.25 D
0.20 Im
0.25 D
0.5 D
D
Lluvias doble triángulo
I
P1 (10 años P.R.)
P2 (3 años P.R.)
30 mint
3 h.
4 h.
D
Método de los bloques
alternados
I5’
I10’
I15’
Proceso de cálculo

Lluvia del bloque 1
Pbloque1
– 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’
Pbloque2
Ejemplo: Cálculo con Modelo Bloques Alternados
I ( mm / hra ) 
Duración
min
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
45.00
50.00
55.00
60.00
Intensidad
mm/hra
186.32
154.23
131.57
114.71
101.69
91.32
82.87
75.85
69.93
64.86
60.48
56.65
4 , 477 . 44
t ( min )  19 . 031
Lluvia Acum
mm.
15.53
25.70
32.89
38.24
42.37
45.66
48.34
50.57
52.44
54.05
55.44
56.65
Incre. Lluvia
mm.
15.53
10.18
7.19
5.35
4.13
3.29
2.68
2.23
1.88
1.61
1.39
1.21
Int. Bloque
mm/hra
186.32
122.14
86.25
64.15
49.58
39.47
32.16
26.72
22.54
19.28
16.67
14.56
Int. Bloque
ordenado
16.67
22.54
32.16
49.58
86.25
186.32
122.14
64.15
39.47
26.72
19.28
14.56
Hietograma de Intensidades
200
Intensidad (mm/h)
186.32
150
122.14
100
86.25
64.15
49.58
50
39.47
32.16
26.72
16.67 22.54
19.28 14.56
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Bloques de 5 minutos
9
10
11
12
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
Descargar

Lluvias de Proyecto