Феноменологическая модель интенсивности, продолжительности и частоты выпадения осадков для бассейна реки Портовьехо, Эквадор
- Авторы: Мендоза Алава Д.О.1, Замбрано Ксавье Орасио В.1, Мендоза Седеньо Х.Д.1, Синиченко Е.К.2, Грицук И.И.2,3,4
-
Учреждения:
- Технический университет Манаби
- Российский университет дружбы народов
- Институт водных проблем, Российская академия наук
- Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет
- Выпуск: Том 23, № 3 (2022)
- Страницы: 246-253
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rudn.ru/engineering-researches/article/view/33080
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-8143-2022-23-3-246-253
- ID: 33080
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Феноменологические модели представляют поведение случайных явлений в реальности, модель и функцию, которую она должна выполнять. Аналогичным образом параметры настройки позволяют оценить соответствие наблюдаемых данных переменной конкретной математической модели и проверить достоверность модели для представления реального события. Эти модели, применяемые в точных науках и науках о Земле, анализируют поведение сложных переменных, которые изменяются в пространстве и времени и являются объектом специального анализа. Настоящая работа содержит статистический и вероятностный анализ моделей осадков, выпавших в бассейне реки Портовьехо за полувековой период. В результате и в связи с новизной исследования получена новая модель кривых интенсивности, продолжительности и частоты для наиболее важных метеорологических станций вышеупомянутого бассейна, таких как Портовьехо-УТМ и Лодана. Для расчета использовались данные, предоставленные Национальным институтом метеорологии и гидрологии Эквадора (INAMHI), государственным агентством страны по сбору и планированию метеорологических данных. Расчеты проводились отдельно для каждой станций. С помощью полученных уравнений выполнен анализ результатов, позволивший вывести другие уравнения интенсивности, используемые в дальнейшем при анализе стока для промежуточных зон между двумя станциями, рассмотренными в исследовании.
Полный текст
Introduction Methods and models have been developed to assess the parameters involved in the formation of surface runoff.1 In accordance with the generality of the hydrological cycle, all moisture that reaches the clouds and falls to the ground in the form of snowfall, rain, hail, thaw, etc., is involved in the formation of runoff. However, there is a hydrographic basin in Ecuador, the Manabí Hydrographic Demarcation, which is distinguished from the others, because its fluvial regime is formed exclusively by rainfall in the rainy season, which generally begins in December and ends in June [1; 2]. service soils. United States Department of Agriculture; 2015. Available from http://www.nrcs.usda.gov/ (accessed: 03.03.2015). Considering these particularities, to improve, with data updated to the year 20192, the models of Intensity-Duration-Frequency curves for the meteorological stations located in the Portoviejo River basin, this research work has been developed. in which new equations are provided for the estimation of rain intensities of return periods and different durations. The methods used in the analysis of the stochastic variables of precipitation are based on statistical and probabilistic methods developed throughout the history of earth sciences [3], among which the following stand out: methods of filling data missing from averages, regression line and orthogonal correlation accompanied by the respective data consistency analysis. For the frequency analysis, the data was subjected to the treatment with the Karl Pearson Type III correlation [4-6], where with the 3 moments and with the help of the Foster - Rybkin tables it was possible to estimate the extraordinary events for probabilities between 0.01 to 99.99%. To obtain the rainfall intensity equations, the method of least squares was used, where the intensities for rainfall durations corresponding to 0, 15, 30, 45, 60, 90 and 120 minutes were processed. 1. Materials and methods The basic information used for the analysis and development of the research is composed of the pluviometric records of maximum rainfall in 24 hours recorded at the Portoviejo-UTM meteorological stations (Portoviejo (M005) and Lodana (M298) for the period 1964-2019. These Data were provided by the National Institute of Meteorology and Hydrology (INAMHI) The total number of records used amounts to 1104. The meteorological stations of the study are in the Portoviejo River basin, which correspond to the Portoviejo-UTM stations, with code MO005, located in the vicinity of the Botanical Garden of the Technical University of Manabí, at coordinates 559523.22 E, 9884982.27N; and the Lodana station, with code MO298, located at coordinates 568606.76 E, 9871040.58N (Figure 1). To carry out this research, the experience offered by the National Institute of Meteorology and tense rains carried out in 1999 with its update in 2015 was taken as a starting point, and that, between others, presented a series of equations for estimating rainfall intensities for the entire national territory based on geographic location, duration of storms and specific return periods. The present work intends to be a complement to the methods that are currently used for the estimation of rainfall intensities, very useful when calculating runoff, product of rainwater drainage [9; 10]. The records used are updated and consistent and correspond to the period 1964-2019. The most relevant methodological aspects are inscribed in: a) selection of the meteorological stations;4 b) collection of the required information; c) analysis of data consistency; d) filling in missing data in the series [11]; e) variability analysis; f) preparation of the probability curve5 [12]; g) estimation of rainfall intensities [3]; and h) obtaining the intensity - duration - frequency (IDF) curves. Based on the values of maximum precipitation in 24 hours, obtained with the Pearson Type III distribution analysis, the weighted values of precipitation were obtained in accordance with the distribution of daily precipitation obtained in the hydrological studies of the basins of the Chone and Portoviejo rivers. This served as the basis for obtaining rainfall intensities for specific return periods. The functionality for estimating the events corresponding to various return periods contemplated by the Pearson Type 3 methodology is indicated in the formula:Об авторах
Джуниор Орландо Мендоза Алава
Технический университет Манаби
Email: jmendoza7865@utm.edu.ec
ORCID iD: 0000-0002-0395-6927
магистр, помощник профессора, факультет строительства
Республика Эквадор, 130105, Портовьехо, ул. Урбина-и-Че-ГевараВаленсия Замбрано Ксавье Орасио
Технический университет Манаби
Email: xaviervalenciazambrano@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1948-1161
магистр, инженер, факультет естественных наук, математики, физики и химии
Республика Эквадор, 130105, Портовьехо, ул. Урбина-и-Че-ГевараХорхе Джонни Мендоза Седеньо
Технический университет Манаби
Email: jmendoza7865@utm.edu.ec
ORCID iD: 0000-0002-0567-451X
магистр, помощник профессора, факультет строительства
Республика Эквадор, 130105, Портовьехо, ул. Урбина-и-Че-ГевараЕвгений Константинович Синиченко
Российский университет дружбы народов
Автор, ответственный за переписку.
Email: sinichenko-ek@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-9159-1218
кандидат технических наук, доцент департамента строительства, Инженерная академия
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6Илья Игоревич Грицук
Российский университет дружбы народов; Институт водных проблем, Российская академия наук; Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет
Email: gritsuk-ii@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-5671-7620
кандидат технических наук, доцент департамента строительства, Инженерная академия, Российский университет дружбы народов; старший научный сотрудник, лаборатория динамики русловых потоков и ледотермики, Институт водных проблем, Российская академия наук; доцент кафедры гидравлики, Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6; Российская Федерация, 119333, Москва, ул. Губкина, д. 3; Российская Федерация, 125319, Москва, Ленинградский пр-кт, д. 64Список литературы
- Campos AF, Sinichenko EK. Características de sistemas fluviales pequeños y recursos hídricos de la demarcación hidrográfica de Manabí, perspectivas de desarrollo, 2017. Moscow; 2017.
- Campos Cedeno AF, Mendoza Alava JO, Sinichenko EK, Gritsuk II. Influence of the El Niño phenomena on the climate change of the Ecuadorian coast. RUDN Journal of Engineering Researches. 2018;19(4): 513-523. https://doi.org/10.22363/2312-8143-2018-19-4513-523
- Chow VT, Maidment DR, Mays LW. Hidrología aplicada (ME Suarez, ed.). Bogotá; 1994. Available from https://docer.com.ar/doc/ssx0c8 (accessed: 25.02.2022).
- Campos AF, Sinichenko EK, Gritsuk II. Hidráulica e hidrología para ingeniería. Moscow: RUDN University; 2016.
- Sinichenko EK. The forecast of changes in hydrological characteristics of small rivers under anthropogenic impact. Gidrotehniceskoe Stroitelʹstvo. 1997;(4):24.
- Sinichenko EK. Zone changes and generalized characteristics of the water regime of small rivers ETP. Journal of Engineering Research. 2005;(1):89-93. (In Russ.) Синиченко Е.К. Зональные изменения основных и обобщенных характеристик водного режима малых рек ETP // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2005. № 1. С. 89-93.
- Ling L, Yusop Z. The collective visual representation of Rainfall - Runoff difference model. Cham: Springer International; 2015. https://doi.org/10.1007/978-3319-25939-0_24
- Zhurkin IG, Shaytura SV. Geographic information system. Moscow: Kudits Press; 2009. (In Russ.) Журкин И.Г., Шайтура С.В. Геоинформационные системы. М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2009. 272 с.
- Golian S, Saghafian B, Maknoon R, Elmi M. Probabilistic rainfall thresholds for flood forecasting: evaluating different methodologies for modelling rainfall spatial correlation. Hydrological Processes. 2011;25(13): 2046-2055. https://doi.org/10.1002/hyp.7956
- Campos Cedeno AF, Mendoza Cedeno JJ, Sinichenko EK, Gritsuk II, Gritsuk AI. Evaluation of the potential water erosion of the Jama river basin for management and control purposes. AIP Conference Proceedings. 2022;2559. https://doi.org/10.1063/5.0100219
- Chereque M. Hidrología para estudiantes de ingeniería civil (2a ed.). Pontica Universidad Católica del Perú; 1989. Available from: http://repositorio.pucp.edu.pe/index/bitstream/handle/123 456789/28689/hidrologia.pdf (accessed: 25.02.2022).
- Krochin S. Diseño hidráulico. Ecuador: Editorial Universitaria; 1986. Available from: https://pdfslide.net/documents/diseno-hidraulico-skrochin.html?page=1 (accessed: 25.02.2022).
- Zambrano XHV, Campos Cedeno AF, Mendoza Alava JO, Mendoza Cedeno JJ, Sinichenko EK, Gritsuk II. Mathematical model to determine the runoff coefficient based on precipitation and curve number data, in the Manabi hydrographic demarcation, Ecuador. Journal of Physics: Conference Series. 2020;1687. https://doi.org/10.1088/17426596/1687/1/012036
- Campos Cedeno AF, Valencia Zambrano XH, Cevallos Castro CA, Sinichenko EK, Gritsuk II. Water supply and demand of the hydrographic demarcation of Manabi, Ecuador. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019;675. https://doi.org/10.1088/1757899X/675/1/012021
Дополнительные файлы









