Análisis comparativo de distribuciones estadísticas para el cálculo de una variable hidrológica

The main objectives of this dissertation work, consisted in performing a comparative analysis of non-conventional probability distributions to estimate a hydrological variable, and establish the distributions applied in other knowledge fields with better results, according to the proposed methodolog...

Full description

Autores:
Barbosa Hernández, Wilmar Hernán
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2020
Institución:
Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito
Repositorio:
Repositorio Institucional ECI
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.escuelaing.edu.co:001/1250
Acceso en línea:
https://catalogo.escuelaing.edu.co/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=22442
https://repositorio.escuelaing.edu.co/handle/001/1250
Palabra clave:
Distribuciones estadísticas
análisis de frecuencias
bondad de ajuste
hidrología
periodo de retorno
precipitaciones totales anuales
precipitaciones máximas en 24 horas
Probability distributions
Frequency analysis
Best Fit
Hydrology
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description The main objectives of this dissertation work, consisted in performing a comparative analysis of non-conventional probability distributions to estimate a hydrological variable, and establish the distributions applied in other knowledge fields with better results, according to the proposed methodology for using in hydrological variables. In general terms the applied methodology consisted in selecting non-record rain gauges with 30-year records of annual rainfall or maximum 1-day rainfall. Missing data was completed and time series of annual rainfall or maximum 1-day rainfall were created. Kolmogorov Smirnov test were carried out for detecting normality in each time series. If time series fitted to normal distribution, parametric test were applied. In contrast, if the time series follow a free distribution, nonparametric test were applied. Finally, homogeneity and stationarity test were carried out. if all test were accepted, time series of selected rain gauges, were fitted to different probability distributions through EasyFit 5.6 software, and score ranking from 5 to 1 for each time series was set out, where 5 was assigned to the best goodness of fit and 1 to the probability distribution with the fifth best goodness of fit. Finally, scores were added and then analysis result were carried out. This research let to establish non-conventional probability distributions with best fitting. Best score in the ranking was achieved by log logistic 3P for anual rainfall, and generalized extreme value, Burr and Johnson SB for maximum 1-day rainfall.
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Kolmogorov Smirnov test were carried out for detecting normality in each time series. If time series fitted to normal distribution, parametric test were applied. In contrast, if the time series follow a free distribution, nonparametric test were applied. Finally, homogeneity and stationarity test were carried out. if all test were accepted, time series of selected rain gauges, were fitted to different probability distributions through EasyFit 5.6 software, and score ranking from 5 to 1 for each time series was set out, where 5 was assigned to the best goodness of fit and 1 to the probability distribution with the fifth best goodness of fit. Finally, scores were added and then analysis result were carried out. This research let to establish non-conventional probability distributions with best fitting. Best score in the ranking was achieved by log logistic 3P for anual rainfall, and generalized extreme value, Burr and Johnson SB for maximum 1-day rainfall.Los objetivos principales de este trabajo de grado, consistieron en realizar un análisis comparativo de distribuciones estadísticas no convencionales para la estimación de una variable hidrológica, y proponer distribuciones aplicadas en otros campos del conocimiento que presenten correlaciones apropiadas a diferentes variables hidrológicas. En términos generales la metodología aplicada consistió en seleccionar estaciones hidroclimatológicas que tuvieran registros mensuales mayores a 30 años de precipitaciones totales mensuales o precipitaciones máximas en 24 horas. Se completaron los datos faltantes y posteriormente se conformó la serie temporal de valores medios anuales de precipitación o de valores de precipitación máxima anual en 24 horas. Para establecer si se debía analizar las series mediante pruebas paramétricas (distribución normal) o no paramétricas (distribución no ajustada a la normal) se realizó una prueba de normalidad convencional. En esta investigación se aplicó la prueba de Kolmogorov-Smirnov a cada serie de datos seleccionados. Finalmente, se realizaron las pruebas de homogeneidad y estacionariedad de las series de datos y si los datos de una estación permitían que se aceptaran todas las pruebas, se ajustaron a diferentes distribuciones estadísticas mediante el uso del programa EasyFit 5.6. Para poder cuantificar el comportamiento de las funciones y su ajuste con las series de datos se estableció un sistema de puntajes de 5 a 1 para cada serie, donde 5 representó la distribución estadística con el mejor ajuste y 1 la distribución estadística con el quinto mejor ajuste. Finalmente se sumaron los puntajes y se realizó el análisis de resultados. A través de esta investigación se lograron definir distribuciones no convencionales con mejores ajustes, en el caso de la variable de precipitación total anual la distribución con mejor puntaje fue log logistic 3P y para la precipitación máxima en 24 horas las distribuciones con mejor puntaje fueron valor extremo generalizado, Burr y Johnson SB.MaestríaMagíster en Ingeniería Civil con Énfasis en Recursos Hidráulicos y Medio Ambienteapplication/pdfspaEscuela Colombiana de Ingeniería Julio GaravitoMaestría en Ingeniería Civil con Énfasis en Recursos Hidráulicos y Medio AmbienteDerechos Reservados - Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavitohttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Distribuciones estadísticasanálisis de frecuenciasbondad de ajustehidrologíaperiodo de retornoprecipitaciones totales anualesprecipitaciones máximas en 24 horasProbability distributionsFrequency analysisBest FitHydrologyReturn periodAnual rainfallMaximum 1 day rainfallAnálisis comparativo de distribuciones estadísticas para el cálculo de una variable hidrológicaTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/publishedVersionTextinfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TMhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85ORIGINALBarbosa Hernández, Wilmar Hernán-2020.pdfTrabajo de grado versión finalapplication/pdf3089211https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1250/1/Barbosa%20Hern%c3%a1ndez%2c%20Wilmar%20Hern%c3%a1n-2020.pdf35be1f23e1a4622f3671957f6ac7d065MD51open accessAutorización .pdfAnexo 1 Firmadoapplication/pdf765405https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1250/2/Autorizaci%c3%b3n%20.pdf327d095337062faeaf144a6daa4c4fa6MD52metadata only accessAnexos.rarAnexosapplication/octet-stream10309045https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1250/3/Anexos.rar715d02fdedafd1b7154b03e445c3ce6bMD53open accessLICENSElicense.txttext/plain1748https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1250/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54open accessTEXTBarbosa Hernández, Wilmar Hernán-2020.pdf.txtBarbosa Hernández, Wilmar Hernán-2020.pdf.txtExtracted texttext/plain220581https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1250/7/Barbosa%20Hern%c3%a1ndez%2c%20Wilmar%20Hern%c3%a1n-2020.pdf.txt93605bb7d87a8f1029e3a9a827f295f9MD57open accessAutorización .pdf.txtAutorización .pdf.txtExtracted texttext/plain3430https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1250/9/Autorizaci%c3%b3n%20.pdf.txt1bf51ef50dafd5baf383093399673683MD59metadata only accessTHUMBNAILBarbosa Hernández, Wilmar Hernán-2020.pdf.jpgBarbosa Hernández, Wilmar Hernán-2020.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5772https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1250/8/Barbosa%20Hern%c3%a1ndez%2c%20Wilmar%20Hern%c3%a1n-2020.pdf.jpgff8971d2eb72d12e035f9160c4d50350MD58open accessAutorización .pdf.jpgAutorización .pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg13022https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1250/10/Autorizaci%c3%b3n%20.pdf.jpgcadd28763910baa982019265ca1269e0MD510metadata only access001/1250oai:repositorio.escuelaing.edu.co:001/12502021-10-01 16:14:58.638open accessRepositorio Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavitorepositorio.eci@escuelaing.edu.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