capítulo 4 - normas y reglas hidrológicas
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1. Es num ricamente similar a la desviaci n t pica salvo que la relaci n de regresi n lineal sustituye a la media aritm tica y n 1 es sustituido n m e Xy 4 2 H 4 Donde d es la desviaci n de una observaci n con respecto al valor de regresi n calculado m el n mero de constantes en la ecuaci n de regresi n y n m representa el grado de libertad en la derivaci n de la ecuaci n Error sistem tico parte del error que a permanece constante durante un n mero de mediciones del mismo valor de una magnitud determinada o b var a seg n una ley definida cuando cambian las condiciones figura4 1 c Tolerancia exactitud permitida en la medici n de una variable dada L mite de tolerancia valor del l mite inferior o superior determinado para una caracter stica cuantitativa Valor verdadero valor que caracteriza una magnitud en las condiciones que existen en el momento en que se observa dicha magnitud Es un valor ideal que s lo podr a determinarse si todas las causas de error fueran eliminadas Incertidumbre intervalo dentro del cual cabe esperar que se sit e el valor verdadero de una magnitud con una probabilidad establecida figura 4 1 NOTA el valor num rico de la incertidumbre es el producto de la desviaci n t pica real de los errores y de un par metro num rico cuyo valor depende del nivel de confianza e t Ay as 4 3 La desviaci n t pica Sy calculada a partir de n obser2. Organizaci n Meteorol gica Mundial 1988 Reglamento T cnico Volumen HI Hidrolog a OMM N 49 Ginebra 4 Organizaci n Meteorol gica Mundial 1988 Reglamento T cnico Volumen I Generalidades OMM N 49 Ginebra 5 Organizaci n Meteorol gica Mundial 1983 Gu a de instrumentos y m todos de observaci n meteorol gicos Quinta edici n OMM N 8 Ginebra 6 Organizaci n Meteorol gica Mundial 1983 Gu a de pr cticas climatol gicas Segunda edici n OMM N 100 Ginebra 7 Organizaci n Internacional de Normalizaci n 1978 Measurement o Fluid Flow Estimation of Uncertainty of a Flow rate Measurement ISO 5168 1978 Ginebra 8 Organizaci n Meteorol gica Mundial 1980 Manual on Stream Gauging Vol menes 1 y H Informe de hidrolog a operativo N 13 OMM N 519 Ginebra 9 Organizaci n Meteorol gica Mundial 1988 Manual de Claves Vol menes 1 y H OMM N 306 Ginebra
3. obtenidos j para los intercambios internacionales es recomendable utilizar las siguientes unidades de tiempo el a o del calendario gregoriano los meses de dicho calendario y el d a solar medio de medianoche a medianoche de acuerdo al huso horario Sin embargo en algunos casos es preferible usar otros per odos que se aproximen m s a las fases de los ciclos hidrol gicos g para facilitar la interpretaci n de los fen menos observados convendr a presentar los datos en forma de valores estad sticos como promedios valores m ximos y m nimos desviaciones t picas distribuci n de frecuencias tablas o curvas etc Las frecuencias calculadas a partir de la recopilaci n de datos para per odos relativamente cortos se deben comparar con frecuencias per odos largos 30 a os o m s De esta manera se puede comparar el car cter de un per odo dado con las condiciones medias de un largo per odo Alguno de los datos obtenidos se publicar n en los anuarios hidrol gicos Para cada estaci n un resumen estad stico aclarar el significado de los datos del a o en cuesti n Un anuario debe contener informaci n completa sobre todas las estaciones nombre coordenadas altitud rea de drenaje fen menos observados horas de observaci n per odo que abarca el registro etc A este respecto conviene que se tengan en cuenta los modelos de tablas que figuran en el cap tulo 25 de esta Gu a h para las actividades internacionales es co
4. CAP TULO 4 NORMAS Y REGLAS HIDROL GICAS 4 Unidades y s mbolos Convendr a normalizar las unidades y los s mbolos utilizando las recomendaciones que figuran en las tablas 4 1 a 4 3 1 2 Se mencionan tambi n otras unidades y los factores de conversi n com nmente usados Se ha hecho un esfuerzo para lograr que todos los s mbolos y las unidades en esta Gu a est n contemplados dentro de estas tablas 4 2 Pr cticas y procedimientos recomendados La uniformidad y la normalizaci n cuando proceda de las pr cticas y los procedimientos hidrol gicos facilitar n la cooperaci n entre los Miembros en esta materia En los siguientes cap tulos de la Gu a se describen las pr cticas y los procedimientos hidrol gicos recomendados No obstante el lector debe referirse al Volumen III del Reglamento T cnico 31 para el texto relativo a las pr cticas y los procedimientos recomendados en materia de hidrolog a operativo aprobados por la OMM El Volumen I del Reglamento T cnico 41 contiene las pr cticas y los procedimientos recomendados o normalizados Las instrucciones detalladas relativas a los instrumentos y los m todos de observaci n se encuentran en la Parte B de esta Gu a as como en otros documentos de referencia de la OMM como la Gu a de instrumentos meteorol gicos y m todos de observaci n 51 y la Gu a de pr cticas climatol gicas 6 Los m todos de recopilaci n y almacenamiento de datos hidrol gicos descritos en la P
5. a Deficiencia de Li inr pulgada hareuad del suela ii HT IV a Aia L rldades Cacacidad especifica uu s Cndiszbadcta especifica Rendimiento especifico A hinen Cpeeiente des almaicenamicalo gua sublerr ea Imsolaci n Vi Factor d canens Depende de la densidad i54 VI vi Olwerpaciones 50 Mormmalmente expresado como medida cari VH Factor de Orar Recon edi Tani eg usu m us enl m pie m s pie s a UAI 2r Ex presa ek dezinales A LOGER Expresado en desunales Expreso en decimales Oebrervaciones ddr TE Valor vcal ny innera posible de horas i H Ur Iv y T VT EEE F cnxr de D rer ranir CORUE iig Elemento Aim Recomenda Tamliga eu mo S Tensi n superfreial a I m IS s Temperatura B C p F rreula de TEG puede anwersi z usarse Lienbi n C 59 F 32 en Total de s lidos el mgl ppm Para soluciones o disuellos clilisictas amp l Transmisi vidad T m di pie ql 0 0025 Presi n de vapor E Pa hPa LD mm Hg 133 3 pulgada Hg 33660 63 Velocidad del agua v omst pies 0 305 150 63 Volumen y m pie 0 0783 1501 arre ple 12304 635 Equivalente en M men pulzada 25l agua de la mueve i Estrato mba Unidades Focton de Observacioner eonmversidn Recomendada Tau eH zo 55 Niera do Weber v Mimers adimensi t
6. al 6T Perhnetro uj ada i m ple 4 30 GH Arkanoid a l h Im pre PENT o INEJ acoci n ains wersal km milla Ars orbe una cucnas 6 Velocidad del viento ac an st kin h milla T 0447 kg o kt 514 3M 00 p Acliviclad ianiai A Ha Cane 3 7 10i8 OA e radical Becqueral 7 IIuzici de la ssulisci m E In erg cm Mi DIEA e fluencia energ tica 721 Intensidad del fMujo 4 Jii s ere cm TIE OIEA dis radiaci n o del Maje de erecta o ee i A TEE TR FERE Taura 4 7 ambos diverse f finn ne emis i Ale reene I Cucsenicari r c 150 l En Cieebiciente ren zezerl E ES 3 Durcceucia A ISO vaXares expresas en las miras undies 3 Cmial aricii l a Tempe repuesta de nulas vrille T Cann Ja T Mime le agga DT 5602 Hh xl eftuenie J E Betargi eese ilan en la Talla 5 1 ii Mirmo Ibal y T xia 4 3 Unitides ceocomencdados indicadas en Ia Cul 4 1 TIA Amir Oboacrvaricgmer Centro enr E0 H 3in n 150 L amp znklas Cs zi I3 Cmn g 154 j Hectr nca hi E Heciopuical Era 190 7 Heri n i Julio x nc d Kilieramo En 56 Elio ERIT 563 lI Muda lw d I1 Lizio 5 tele p liO I lcm emen d E olmo my LATI 15 filiino NN ISC 1 ivliziulo tira ISC 15 Picaa N Iz 13 Partes por nisl pezo zl T iseal ra ls 4 Poccemaje E 22 c PICO E I i3 Tonsl zla m rgezni I 150 al AO de Aocissciual b las estaciones que funcionan parte de la red b sica deber an f
7. arte C de esta Gu a se deber n aplicar siempre que sea posible Para la comodidad del lector a continuaci n se resumen las pr cticas y los procedimientos generalmente recomendados Se invita a los Miembros a que cumplan estas pr cticas y procedimientos recomendados en el establecimiento de los servicios hidrol gicos y en las actividades que realizan a la red b sica de estaciones hidrom tricas deber a estar concebida de manera que pueda suministrar los datos y la informaci n indispensable para realizar una evaluaci n global de los recursos h dricos nacionales o regionales En el cap tulo 20 de esta Gu a se indican las densidades m nimas recomendadas para la red En vista de la estrecha relaci n que existe entre la meteorolog a y la hidrolog a ser a til una buena coordinaci n entre las redes hidrom tricas y climatol gicas TARLA 4 Simbolos unidades y factores de conversi n recomendados TT e aceleraci n debida g a la gravedad o Albedo Bxpresado en forma decimal 3 Arcadelasecci n pe 0 0929 ISO iransversal cuenca de drenaje atm 00405 150 ha 0 01 milla 259 4 Calidad qu mica n Para soluciones diluidas Not Cuseido existen viibolos internacionales sos sc han utilizada en los casos adecuados y be indican con la expresi n 150 en la tirma columna Columna IV Factor de conversi n Col IV x Cal V q IT Hn Elem Situada Recomendada 3 l
8. calculan frecuentemente a partir de varios componentes medidos por ejemplo el caudal al nivel de las estructuras de medici n se calcula como una funci n del coeficiente de caudal de las dimensiones caracter sticas y de la carga Para estimar la incertidumbre resultante se puede aplicar la teor a de transferencia propagaci n del error de Gauss La incertidumbre resultante con frecuencia se remite a la incertidumbre total que se puede calcular a partir de las incertidumbres de los componentes individuales si los errores de los componentes individuales se consideran estad sticamente independientes Si una magnitud Q es funci n de varias magnitudes medidas x y y z el error resultante eQ de O debido a los errores ex ey y ez de x y y z respectivamente deben ser evaluados mediante la ecuaci n de transferencia propagaci n simplificada dry doy Y dedz Donde son las derivadas parciales de la funci n que expresa con claridad la relaci n entre la variable dependiente y las variables independientes En las mediciones hidrol gicas es muy raro que una medici n pueda repetirse bajo las mismas condiciones de campo La desviaci n t pica deber a por lo tanto determinarse mediante el uso de datos de variables no estables como en el caso de la curva de caudales El error t pico de estimaci n 2 mz E ES 4 5 i nm z2z del promedio de las observaciones es muy importante para la caracterizaci n de la relaci n alt
9. eioefieiente de C anl gl Ch zy v amp g S 42 Profundidad dimelro espesor pie xl de un rfc gul 5 min de wm pozo UE mis kms s t kmt pie gl miiba rea nitariu Q Atl g e parci Hi Vit j A E Elemento Simbolo Unidades Factor de Observaciones conversi n Recomendada abi eno ER HEG jo rDesenssdeb seel d m 0 305 em 30 5 12 Viscosidad din mica 7 HMHsnr 150 absolula Pa s kg m 5 lambl n en iso Evapeoltranspi raci n Pipes Fr H mero adimensianal I pie 0 305 ISO PE e N o Hi D n y vi vn T inia Unidades Facmr de bue rre CAOS convenida Recomendada Tambi n en uso 17 Carga presi n ley m Ku Chur O eni Ie fuerza A Carga est tica i pie 3005 150 nivel de agua AS id Eom HO pie 0 303 150 lA Cares giil E pic 10 5 Conductividad is md 0 00115 hidr ulica pie min 2 5085 permeabilidad l N Vi V pm Elemento Faetor de Dibrervaciones cam rre 2210 Difusividad hidr ulica T Radio hidr ulico A PI Espesor del hielo Inflaci n Tasa de infiltraci n X iT Permeabilidad E intrinsacza 28 Visensidad V mi sl 150 vinem lica o T EA z I ii nio n v vi VI l Eiemerio Simbolo L addaduy Fachur de COlserveactnras eenversidans 29 Longitud i pulgada pe C
10. estimaci n 5 L mite de confianza del error tipico de la media Caudal Figura 4 2 Explicaci n de los errores en una regresi n lineal Reproducibilidad proximidad del acuerdo entre mediciones del mismo valor de una magnitud obtenida en diferentes condiciones por ejemplo diferentes observadores instrumentos emplazamientos y a intervalos de tiempo suficientemente largos como para que las diferencias err neas sean insignificantes Resoluci n cambio m s pequefio de una variable f sica que puede causar una variaci n en la respuesta de un sistema de mediciones Sensibilidad relaci n entre el cambio de la respuesta y el correspondiente cambio del est mulo o valor del est mulo requerido para producir una respuesta que excede en una cantidad determinada la respuesta ya presente debido a otras causas Valor falso valor del cual se est seguro que es un error por ejemplo debido a errores humanos o al mal funcionamiento de los instrumentos figura 4 1 Desviaci n t pica Sy ra z cuadrada positiva de la suma de los cuadrados de las desviaciones de la media aritm tica dividido entre n 1 est dada por la expresi n mu m 4 1 Donde y es la media aritm tica de la muestra de n mediciones independientes de la variable y n 1 indica la p rdida de un grado de libertad Error t pico de estimaci n Se medici n de la variaci n o dispersi n de las observaciones con respecto a una regresi n lineal
11. idas en el Reglamento T cnico de la OMM 31 y en otras publicaciones 4 3 2 Definiciones de los t rminos relacionados con la exactitud Las definiciones de los t rminos relacionados con la exactitud que figuran a continuaci n tienen en cuenta las contenidas en el Volumen III Hidrolog a del Reglamento T cnico de la OMM 3 y en la Gu a de instrumentos y m todos de observaci n meteorol gicos de la OMM 5 Exactitud nivel de aproximaci n entre una medici n y el valor real Esto supone que se han aplicado todas las correcciones conocidas Intervalo de confianza intervalo que incluye el valor real con una probabilidad determinada y que es funci n de las estad sticas de la muestra figuras 4 1 y 4 2 Nivel de confianza probabilidad de que el intervalo de confianza incluya el valor verdadero figuras 4 1 y 4 2 Correcci n valor que se debe agregar al resultado de una medici n para tener en cuenta cualquier error sistem tico conocido y por lo tanto obtener la mejor aproximaci n al valor verdadero Error diferencia entre el resultado de una medici n y el valor verdadero de la cantidad medida NOTA este t rmino designa tambi n la diferencia entre el resultado de una medici n y la mejor aproximaci n al valor verdadero en vez del propio valor verdadero La mejor aproximaci n puede ser la media de varias o muchas mediciones Valor probable la mejor aproximaci n al valor verdadero puede ser la media de varias medici
12. ientemente se cre la forma universal de la representaci n binaria de datos meteorol gicos BUFR para el intercambio eficiente entre computadoras de datos meteorol gicos y la clave GRID para los datos elaborados en forma de valores para puntos de cuadr cula 4 4 2 Claves En el Volumen I del Manual de Claves 9 se describen las claves HYDRA e HYFOR Se invita al lector a que se remita a este Manual para usar estas claves que se describen a continuaci n La forma de clave FM 67 VI HYDRA Informe de observaci n hidrol gica proveniente de una estaci n de observaci n hidrol gica puede ser usada para transmitir a datos hidrol gicos referentes a la altura del agua b datos hidrol gicos referentes al caudal C datos referentes a la precipitaci n y a la capa de nieve TABLA 4 4 Exactitud recomendada niveles de incertidumbre expresada al 95 por ciento del intervalo de confianza Precipitaci n contidad y forma neista de la Loria Espesor cde nieve puntual Contenido de agua en la meve Evaporaci n puntual Velocidad del viento vel del agua Altura de ola Profencicdad del agua Anchura de la superticie del gun Welacilad de la comente Caudal Concericaci n de sedimento suspendido Transporte de sedimento suspendido Transporte de carga de tordo VTemperiura del tan Oxlgere disuelto remperalura del agua seper or a FC Turhidez Color pit Conduceividad el ctrica Espesor de hielo apa de hiele Mu
13. l per odo de medici n Por ejemplo es evidente que sobre el terreno no se pueden realizar mediciones consecutivas de caudal con un molinete a nivel constante En consecuencia se tiene que hacer una estimaci n de la incertidumbre examinando las diferentes fuentes de error en la medici n Otro problema que se plantea en la aplicaci n de datos estad sticos a los datos hidrol gicos se debe al supuesto de que las observaciones son variables aleatorias independientes de una distribuci n estad stica fija Esta condici n raras veces se cumple en las mediciones hidrol gicas El caudal de un r o por naturaleza no es aleatorio depende de valores previos Generalmente se admite que no es muy importante la manera como se produce el apartamiento entre los datos hidrol gicos y los conceptos te ricos de errores Sin embargo cabe insistir en que ning n an lisis estad stico puede reemplazar las observaciones correctas en particular porque con estos an lisis no se pueden eliminar los errores sistem ticos S lo errores aleatorios pueden caracterizarse por medios estad sticos Esta secci n contiene definiciones de t rminos b sicos relativos a la exactitud de las mediciones hidrol gicas Se indican los m todos para realizar estimaciones de incertidumbre y se dan los valores num ricos de la exactitud que se requieren para los par metros hidrol gicos m s importantes Se incluyen tambi n referencias a las recomendaciones existentes conten
14. mecdad del sgeig Te marh l cm debajo de 20 cin p 1 59 re Zl cm 225 105 25 015 nun 0 3 m s 10 20 mer Ing Di m 25 5 2 355 555 5r 105 To 01 050 1 5 10 a 0 005 0 1 unidad de ph T l 2 em 55b 9 para z 20 keim kg z 20 kar RUTA cuando ze neomisnda una variedad de niveles de exactitud el valor inferno 3 plo ca a las mediciones en condiciones relativamente buenas y el valer superior a las meirion en situaciones dif ciles datos referentes a la temperatura del aire y del agua e datos sobre el estado del hielo en r o lago o embalse La clave FM 68 VI HYFOR Pron stico hidrol gico se puede utilizar para transmitir pron sticos de altura caudal y de hielo 4 4 3 Identificaci n de estaciones de observaci n hidrol gica Cuando se transmiten datos de una estaci n siempre se da el n mero de identificaci n de la estaci n Como base para un sistema internacional de estaciones de observaci n hidrol gica la OMM ha preparado una lista de indicadores internacionales para las cuencas en una determinada Regi n de la OMM as como indicadores de los pa ses para cada cuenca donde est n ubicadas las estaciones de observaci n hidrol gica El Volumen 11 de Manual de Claves 9 contiene dichas listas 4 4 4 Claves BUFR y GRIB La clave FM 94 IX Ext BUFR ha sido dise ada para el archivo e intercambio de datos meteorol gicos Se cre para las aplicaciones inform ticas
15. nte la repetici n de las mediciones de los elementos La incertidumbre en la media aritm tica calculada a partir de n medidas independientes es la ra z cuadrada de n veces m s pequefia que la incertidumbre de una sola medici n La distribuci n de los errores aleatorios se puede considerar como normal gaussiana En algunos casos la distribuci n normal puede o deber a ser remplazada por otras distribuciones estad sticas 4 3 4 Fuentes de errores Cada instrumento y m todo de medici n tiene sus propias fuentes de error por lo tanto ser a dif cil dar una lista exhaustiva de todas las fuentes de errores posibles Las fuentes de error espec ficas generalmente figuran en las descripciones del dise o de los instrumentos y en el modo de empleo como aparecen en las normas de la ISO y en el Manual on Stream Gaugin de la OMM 81 Algunas de las fuentes t picas de error son a error del punto de referencia o del cero que proviene de la determinaci n incorrecta del punto de referencia de un instrumento por ejemplo el nivel cero de la escala limnim trica la diferencia entre el cero de la escala limnim trica y el nivel de la cresta de un vertedero b error de lectura que resulta de la lectura incorrecta de lo indicado por el instrumento de medici n por ejemplo a causa de la mala visibilidad el oleaje o el hielo en la escala limnim trica c error de interpelaci n causado por la evaluaci n inexacta de la posici n del ndice con
16. nveniente emplear los idiomas espa ol franc s ingl s o ruso y utilizar nicamente s mbolos letras abreviaturas y unidades internacionalmente reconocidos 1 los datos hidrol gicos observados y procesados permitir n comprender bien las condiciones hidrol gicas de un rea determinada Servir n para mejorar o establecer un programa de pron sticos con fines hidrol gicos cuando se necesite dicho programa Un programa de esta clase debe incluir pron sticos de niveles de agua caudales condiciones de hielo inundaciones y mares de tempestad 4 3 Exactitud de las mediciones hidrol gicas 4 3 Principios b sicos En teor a los valores reales de los elementos hidrol gicos no se pueden determinar por medici n porque los errores de medici n no se pueden eliminar completamente La incertidumbre en la medici n tiene un car cter probabil stico que se puede definir como el intervalo donde se espera que el valor real permanecer con una cierta probabilidad o nivel de confianza La anchura del intervalo de confianza se denomina tambi n margen de error Si las mediciones son independientes unas de otras se puede estimar la incertidumbre en los resultados de las mediciones tomando unas 20 a 25 observaciones y calculando el valor de la desviaci n t pica y luego determinando el nivel de confianza de los resultados En general este procedimiento no puede aplicarse en mediciones hidrom tricas debido a los cambios en el valor a medir durante e
17. ones Hist resis del instrumento propiedad de un instrumento por la cual da mediciones diferentes del mismo valor real de acuerdo a si ese valor se alcanz por un cambio creciente continuo o por un cambio decreciente continuo de la variable Medici n acci n que tiene por objeto asignar un n mero como valor de una magnitud f sica en las unidades establecidas NOTA el resultado de una medici n es completo si incluye una estimaci n necesariamente en t rminos estad sticos de la magnitud probable de la incertidumbre Distribuci n normal distribuci n continua definida matem ticamente sim trica en forma de campana que tradicionalmente se supone que representa los errores aleatorios Precisi n es la proximidad de acuerdo entre mediciones independientes de una sola magnitud obtenidas por la aplicaci n varias veces de un procedimiento de medici n establecido en condiciones definidas NOTA a la exactitud se relaciona en la proximidad al valor verdadero la precisi n se refiere nicamente a la proximidad que existe entre varias mediciones b la precisi n de la observaci n o de la lectura es la unidad m s pequefia de divisi n de una escala de medida en la cual es posible hacer la lectura directamente o por estimaci n Error aleatorio parte del error total que var a de manera imprevisible en magnitud y en signo cuando se hacen mediciones de una variable determinada en las mismas condiciones Rango intervalo entre l
18. ooflcient H O de Minning tr k cocficiento eS SUL de rugosklLau tambi n puede utilises Misa ET ke Isa SA E I 12 Porasidad BET Se pede usar Gales necesuric Meum Sa FY V VT I Unades Facur di Observe mr _ conversi n Recomendar Tarabi n cu noo 34 Intensidad ci dy T mmn EE 77777 lr 154 precipitaci n 35 Presi n p Pa ES hi a 100 0 so L mbi n mm Hz 133 3 earn i REM HS Aae Hr 3386 piecometrica O aera s amp nadimi R Jm ly contedsd de pena richeante pre unidad de rca Intensidad de ly m g ly mim 59 6 EL radiaci n Mujo pur urtidud de brea mu Tinio penerates Pus EE Hanimin y hisimbelos v ase la Geiri inurumzzzas y airo ele ioxervaci n M Tuan DM RI ROT Iv EimMente Smale Unidades l acter ife Obiserraci nas anne rica Recorenddara Pass ga ize Edito de influencia pic 0 305 Coeficiente de reeest i Expresudo en fezina decora Humedad r laivi LU h mero de Reynolds R N nseco adimensional a Ez Escpornmentia K 13 Conceniraci n ki n Depende de Lis sedimentos Li densidad Laud de 2 In EEUU 0907 sedimentos Tensi n de corte r Elemento Simbolo Pendiente 4 idr utica cuenca Capa de nieve A 7b Profundidad d cm pulgada dc la nieve Fusi n de M mm pulgada la nigre Humedad del suelo 4 85 volumen 3 mas
19. os elementos hidrol gicos por ejemplo caudal Incertidumbre aleatoria OSS Pa b incertidumbres expresadas en t rminos porcentuales Valor medido de los elementos hidrol gicos Q Porcentaje de incertidumbre En la pr ctica las incertidumbres de las mediciones son dadas en forma de relaci n o porcentaje del valor medido Om Por ejemplo en el caso de er o 10 Om 0 10 Qm contendr el valor real de O en 95 de los casos En este caso la incertidumbre se formula suponiendo unas condiciones medias de medici n 4 3 7 Exactitud recomendada en las mediciones hidrol gicas La exactitud recomendada depende sobre todo de uso previsto de los datos medidos objetivo de la medici n de los instrumentos potencialmente disponibles y de los recursos financieros disponibles Por lo tanto no puede ser un valor constante sino un rango flexible La tabla 4 4 contiene los niveles de exactitud recomendados como una gu a general para los instrumentos y m todos de observaci n En muchos pa ses las normas nacionales regulan las exactitudes requeridas 4 4 Claves Hidrol gicas 4 4 1 Generalidades Todos los sistemas de transmisi n de datos utilizan m todos de codificaci n cuyo objetivo es garantizar una transmisi n r pida y fiable de la informaci n En los sistemas completamente automatizados la informaci n debe ser codificada antes de ser procesada Por estas razones las claves est n compuestas de formatos es
20. os valores m nimos y m ximos de la magnitud que se ha de medir para la que se han construido ajustado o instalado los instrumentos NOTA puede expresarse como la relaci n entre los valores m ximos y m nimos medidos Medici n de referencia medici n en la que se han utilizado los conocimientos cient ficos m s recientes y las t cnicas m s avanzadas El resultado de la medici n de referencia se usa para obtener la mejor aproximaci n del valor verdadero Repetibilidad proximidad del acuerdo en presencia de errores aleatorios entre las mediciones de una misma magnitud obtenidas en condiciones iguales por ejemplo el mismo observador el mismo instrumento en el mismo emplazamiento y a intervalos de tiempo suficientemente cortos para que las diferencias reales sean insignificantes Error espurio E Errar ilaatora Valor da la magnitud madida E incenidumbro aleatoris Eh 08 uy evi vada con un nivel do ni nanlranza aspaciico t EE we A AX kd X X Valpr modo dela magnitud medida Vainot vordadoro de la magnitud 3 Densidad de probabilidad Int arvalo de confianza us Tempo duranta al cual se eval a ur valor constante en la magnitud Y los errores Intervalo de confianza de la media Eel Intervalo de confianza z Relaci n nivel caudal um am A I AE de rr A bee r a D mn N sa l m E Limite de confianza del eror t pico de la
21. respecto a las dos marcas consecutivas de la escala entre las cuales est situado el ndice d error de observaci n similar al error de lectura pero se atribuye al observador e hist resis v ase la definici n del p rrafo 4 3 2 f error de no linealidad parte del error por el cual un cambio de indicaci n o de respuesta no es proporcional al cambio correspondiente del valor de la magnitud medida en un rango determinado g error de insensibilidad se produce cuando el instrumento no puede detectar un cambio dado en el elemento medido h error de desviaci n se debe a las caracter sticas del instrumento en el que con el tiempo y en condiciones de uso particular cambian las propiedades de medici n por ejemplo la desviaci n en la mec nica de la relojer a con el tiempo o debido a la temperatura 1 error de inestabilidad resulta de la incapacidad de un instrumento para mantener constantes ciertas propiedades meteorol gicas espec ficas j error fuera de rango causado por el uso de un instrumento m s all del alcance de medici n efectiva inferior al m nimo o superior al m ximo valor para el que se ha construido ajustado o instalado el instrumento por ejemplo una altura inesperada del nivel de agua k error de exactitud causado por el uso inadecuado de un instrumento cuando el error m nimo es mayor que la tolerancia para la medici n 4 3 5 Errores de medici n secundarios Las observaciones hidrol gicas se
22. t ndar que permiten transmitir la informaci n de manera compatible con el procesamiento ulterior Este procesamiento en general es precedido de un control de calidad secci n 22 1 La estructura de las claves internacionales est reglamentada por acuerdos que resultan de un esfuerzo colectivo Durante mucho tiempo la OMM ha creado claves para permitir el intercambio de datos meteorol gicos En hidrolog a operativa las necesidades de datos no son a escala mundial y hasta el momento se han introducido numerosas claves en este mbito Esto condujo a la Comisi n de Hidrolog a de la OMM a preparar claves hidrol gicas internacionales El objetivo de estas claves es atender los requerimientos generales para normalizar en la medida de lo posible los procedimientos de codificaci n y recopilaci n de datos hidrol gicos Las claves de la OMM relativas a la hidrolog a son las claves HYDRA e HYFOR Los datos transmitidos en estas claves normalizadas son conformes a las normas de la OMM Por lo tanto estos datos se pueden difundir a trav s de los canales de telecomunicaciones de la Vigilancia Meteorol gica Mundial VMM si se procede Estas claves pueden ser muy tiles para grandes cuencas nacionales o internacionales donde numerosas estaciones est n conectadas a un centro de procesamiento de datos El observador codifica las observaciones generalmente de forma manual y se transmiten a un centro de concentraci n para su procesamiento M s rec
23. uncionar siempre durante un per odo relativamente largo por ejemplo unos 10 afios como m nimo para obtener informaci n satisfactoria sobre los valores medios de los par metros observados y sobre sus variaciones temporales c adem s de las estaciones que forman parte de la red b sica se podr an establecer estaciones hidrol gicas para fines especiales destinadas a funcionar nicamente para investigaciones especiales durante un per odo limitado El programa de observaci n de estas estaciones puede contener muchos elementos Para garantizar un funcionamiento continuo y seguro es fundamental proceder a una inspecci n regular y frecuente de todas las estaciones d para evitar malentendidos las estaciones deben ser identificadas por su nombre y coordenadas geogr ficas y cuando proceda por el nombre de la cuenca del r o principal y el nombre del r o el lago o el embalse donde est ubicada la estaci n Es indispensable disponer de un directorio exacto y actualizado de las caracter sticas de las estaciones y de los cambios que ocurran durante el per odo de funcionamiento e convendr a mantener cierta uniformidad en las horas de observaci n entre las estaciones de una cuenca teniendo en cuenta los intervalos m s adecuados para los elementos que se han de observar En condiciones excepcionales por ejemplo en caso de crecidas se deben realizar mediciones m s frecuentes de los elementos adecuados y transmitir lo antes posible los datos
24. ura caudal que requiere un tratamiento especial porque esta relaci n no es lineal pero aproximadamente logar tmica Es una estimaci n de la exactitud de la relaci n media calculada en una regresi n y por tanto representa el mbito en el que debe estar ubicada la media real figura 4 2 pol awa 4 6 Para una relaci n no lineal de dos variables la desviaci n t pica relativa es m s caracter stica y se puede calcular con la siguiente f rmula s f 2 X 2n Xe 4 7 Donde y es el valor medido y yc el valor calculado a partir de la ecuaci n de regresi n o le do en un gr fico 4 3 6 Caracterizaci n de los instrumentos y m todos de observaci n La exactitud de un instrumento de medici n se puede caracterizar por una incertidumbre a un valor dado correspondiente al valor medible m ximo o m nimo La exactitud de un instrumento sin ese valor de referencia puede mal entenderse o mal interpretarse En muchos casos la exactitud con que se caracteriza un instrumento no es m s que un componente de la exactitud global de la medici n Para la caracterizaci n de la incertidumbre se usa un nivel de confianza al 95 es decir que en el cinco por ciento de los casos el error podr estar fuera dej intervalo de confianza Seg n el Reglamento T cnico de la OMM 3 las incertidumbres de las mediciones se deben presentar en una de las siguientes formas a incertidumbres expresadas en t rminos absolutos valor medido de l
25. vaciones se aproxima a la desviaci n t pica real Ly como n se aproxima al infinito En el caso de una distribuci n normal de errores los par metros num ricos son Nivel de confianza Q 0 50 0 674 0 60 0 842 0 66 0 954 0 80 1 282 0 90 1 645 0 95 1 960 0 98 2 326 0 99 2 576 0 999 3 291 4 3 3 Tipos de error Los errores espurios deben ser eliminados al descartar los valores de las mediciones correspondientes Estos errores se pueden identificar por una prueba estad stica de dato an malo como la descrita en el documento ISO 5168 7 en el que figuran criterios de rechazo Los errores sistem ticos provienen principalmente de los instrumentos y no se pueden reducir aumentando el n mero de mediciones si los instrumentos y las condiciones de medici n permanecen invariables Si el error sistem tico tiene un valor conocido este valor se debe sumar o restar del resultado de la medici n y el error debido a esta fuente se debe considerar como nulo El error sistem tico debe ser eliminado mediante correcciones ajustes apropiados o cambiando el instrumento y o cambiando las condiciones del caudal por ejemplo la longitud del tramo recto del canal de aproximaci n a una estaci n de aforo Con frecuencia estos errores se deben a condiciones de medici n dif ciles como caudales no estacionarios r o de meandro y la mala localizaci n de las estaciones Los errores aleatorios no se pueden eliminar pero se pueden reducir sus efectos media
26. y es similar en concepto a las t cnicas de compresi n de datos utilizadas en diversos bancos de datos hidrol gicos cap tulo 24 Actualmente se estudia la expansi n del c digo BUFR para incluir el intercambio de datos hidrol gicos en esta forma a trav s de la VMM Si se trata de grandes vol menes de datos convendr a m s utilizar la clave BUFR que la clave HYDRA La clave FM 47 IX Ext GRID fue dise ada para la transmisi n de datos procesados en forma de valores num ricos para puntos de cuadr cula por ejemplo los an lisis y pron sticos de variables meteorol gicas y de otros par metros geof sicos Se dispone tambi n de una clave abreviada GRAF para la transferencia de datos elaborados en forma de valores reticulares La clave FM 92 IX Ext GRIB es otra versi n de la clave GRID que contiene datos en formato binario Todas estas claves se pueden procesar en computadoras pero tambi n se pueden descodificar manualmente Como los datos de teledetecci n y los datos espaciales o distribuidos as como datos de sistemas de informaci n geogr fica se utilizan cada vez m s en hidrolog a operativo se espera un amplio uso de estas claves y su adopci n para los par metros hidrol gicos Referencias 1 Organizaci n Internacional de Normalizaci n 1979 Units of Measurement ISO Standards Handbook 2 Ginebra 2 Organizaci n Meteorol gica Mundial 1966 International Meteorological Tables S Letestu OMM N 188 Ginebra 3
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