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PRESTIGYO 1
ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y
EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO
DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO
SANTIAGO Y EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO
DESANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE
DURANGO
ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO
INFORME:
JULIO 2013
PRESTIGYO 2
ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y
EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO
INFORME DEL ESTUDIO HIDROLOGICO.
CONTENIDO:
INTRODUCCIN
Antecedentes
Objeto del estudio
CONDICIONES NATURALES DE LA CUENCA
Hidrografa
Fisiografa
Geologa
ANLISIS DE INFORMACIN DISPONIBLE
Informacin climatolgica
Informacin hidromtrica
CLCULO DE PARMETROS HIDROLGICOS
Coeficientes de escurrimiento C y nmeros de escurrimiento N
Curvas I-d-Tr
Lluvia de diseo y lluvia en exceso
CLCULO DEL GASTO DE DISEO PARA DISTINTOS PERIODOS DE RETORNO TR
Mtodos estadsticos
Mtodos hidrolgicos
Mtodos empricos
Seleccin del gasto de diseo
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
PRESTIGYO 3
ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y
EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO
INFORME DEL ESTUDIO HIDROLOGICO.
INTRODUCCIN.
En la actualidad, la prediccin hidrolgica es uno de los aspectos ms importantes de la llamada
hidrologa aplicada que se utiliza en zonas expuestas a posibilidad de inundaciones.
Las predicciones hidrolgicas son de vital importancia en conexin con la regulacin racional del
escurrimiento normal y extraordinario (avenidas), el riego, los suministros de agua potable y la
generacin de energa electica. Los avisos o predicciones de avenidas son importantsimos en cualquier
parte donde las avenidas causan daos materiales a poblaciones urbanas, rurales y en la construccin de
obras hidrulicas y donde desorganizan las actividades normales y amenazan la vida humana.
Las predicciones ms precisas son las que ms se pueden anticipar en un aviso (cuencas grandes) y
desafortunadamente, las menos precisas son las que slo se pueden pronosticar a menor plazo (cuencas
pequeas), porque en las cuencas grandes (A > 5000 km2.) la anticipacin con la cual se puede efectuar la
alerta es suficiente y de buena garanta, con base a los registros de las posibles estaciones hidromtricas
existentes de aguas arriba.
En cuencas medianas (A comprendida entre 150 y 5000 km2.), el tiempo que tarda la onda de avenida es
corto y habr que adelantarse a su formacin y predecirla en funcin de las precipitaciones que la
originan. Finalmente, en cuencas pequeas (A< 150 km2.), el tiempo transcurrido entre la llegada de la
lluvia y la presencia de la avenida es francamente muy corto, por lo que es preciso recurrir a la prediccin
de las tormentas que generan la avenida, mediante radar o satlite. A pesar de los errores que tal mtodo
lleve consigo.
El estudio que nos ocupa es el correspondiente a aquel de tipo hidrolgico e hidrulico, a realizar en los
cuerpos de aguas fluviales denominados ro Santiago y arroyo el Tagarete, ubicados en el municipio de Santiago Papasquiaro, precisamente en la cabecera municipal y ciudad con el mismo nombre y que se
generan a partir de una cuenca mediana y una pequea respectivamente.
El manual de proteccin civil establece lo siguiente:
-Las inundaciones se presentan como consecuencia de lluvias intensas en diferentes regiones del territorio
nacional. Algunas se desarrollan durante varios das, pero otras pueden ser violentas e incontenibles en
pocos minutos. Las fuertes lluvias generan tres peligros: las inundaciones, los torrentes y los deslaves.
-Si se vive en un rea baja y plana, cercana a un ro, al mar o aguas abajo de una presa, es necesario estar
preparados para enfrentar las posibles inundaciones y responder adecuadamente.
-As mismo, si se vive en caadas o cerca de los cauces de los ros, es necesario tener cuidado con el agua
que se desborda de su cauce natural, generando corrientes que pueden arrastrar piedras, lodo, troncos de
rboles y otros escombros.
-El tercer peligro es ocasionado por el reblandecimiento de los suelos por las lluvias y la inmoderada tala
de rboles, que facilita el desprendimiento de las masas de tierra en las laderas de los cerros, o cortes de
caminos.
-Salvo las inundaciones intempestivas que se pueden presentar en las riberas de los ros o en zonas
aledaas a las presas, las dems generalmente tienen un proceso de generacin gradual que hace posible
tomar medidas suficientes para evitar o aminorar los daos que causan a la poblacin. Asimismo, en
algunos casos la inundacin es una contingencia provocada por un cicln; en otros, son lluvias
torrenciales aisladas difciles de predecir que, aunadas a la ubicacin inadecuada de las viviendas,
propician los desastres.
PRESTIGYO 4
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EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO
ANTECEDENTES.-
Santiago Papasquiaro es la cabecera del municipio del mismo nombre. La ciudad de Santiago Papasquiaro
se encuentra a los 25o 02 47 de latitud Norte y a 105o 25 30 longitud oeste del Meridiano de
Greenwich. Esta al Noroeste del la capital del estado, Durango, Durango a una distancia de 168
kilmetros. La altura de Santiago sobre el nivel del mar es de 1,720 metros. El centro de la ciudad es de
tipo colonial, pero desgraciadamente esto est desapareciendo para dar paso a modernas construcciones.
El clima en Santiago Papasquiaro es templado y seco, y tiene una gran oscilacin trmica. En Santiago se
puede practicar todo tipo de deportes o actividades de recreo, pues en ninguna temporada el clima es
extremoso.
La situacin geogrfica de Santiago Papasquiaro y la falta de un drenaje pluvial eficiente, es causa de
severas inundaciones, que causan daos a las vas de comunicacin y viviendas, segn ha quedado
demostrado cada vez que las precipitaciones pluviales son intensas.
En todos los lugareos existe la conciencia de que hacen falta slo 20 minutos de intensas lluvias, para
causar caos vial por los deslaves, convertirse las calles en verdaderos arroyos de escurrimiento pluvial,
crecimientos del arroyo Tagarete y accidentes vehiculares.
Ya se han dado casos de escurrimientos que han procurado que por lo menos 15 viviendas se inunden y
resulten con daos, debido a la gran cantidad de agua que en un dado caso sueltan las nubes.
Con este antecedente inmediato, bomberos y rescatistas tienen que mantenerse preparados de manera
continua, cuando la temporada de lluvias inicia su apogeo, Y lo que pudiera representar un beneficio para
el campo, resulta en causa de daos a la zona urbana.
Existe el antecedente de que hay zonas de Santiago Papasquiaro, que se inundan incluso de aguas negras,
al brotar de las alcantarillas el lquido sucio mezclado con el de las lluvias, lo que representa un peligro
para la salud de los afectados, segn lo han denunciado autoridades de salud.
Habitantes de 15 colonias y 13 poblados a orillas del ro Santiago y arroyo El Tagarete se mantienen en
alerta ante posibles inundaciones por estar ubicadas en zona de riesgo. En pocas de lluvias
constantemente las autoridades de la ciudad indican se hagan recorridos diarios por el ro Santiago y
arroyo El Tagarete para prevenirse de cualquier creciente de aguas broncas provenientes de la Sierra de
Pueblo Nuevo.
El peligro es evidente e inminente para cientos de personas que se asentaron en estos lugares de alto
riesgo desde hace varios aos por la necesidad de viviendas.
Santiago Papasquiaro est clasificado como una zona susceptible de inundaciones, de acuerdo con el
Mapa de Zonas de Peligro por Inundaciones en la Repblica Mexicana; de hecho, la zona Noroeste del
estado de Durango est ubicada en un rango de medio a alto riesgo. Esta calcificacin marca que el
municipio est propenso a sufrir inundaciones de tipo pluvial, fluvial y por fallas en la infraestructura
hidrulica.
Manifiestan mayor peligro y vulnerabilidad los asentamientos humanos establecidos en las riveras de los
arroyos y el ro que cruza la ciudad y el municipio, a causa del ro Santiago como son: fraccionamiento
Real Campestre, colonias La Turbina, La Alameda, Zona Centro, colonias Santa Mnica, Los Nogales,
La Haciendita, Hermanos Revueltas y Heberto Castillo.
A causa del arroyo El Tagarete: colonias CNOP, Arroyo del Tagarete, El Parque, Quinta Magisterial,
Espaa y Centro.
En la zona rural, la parte alta, a causa del ro Santiago: La Alameda, Tenerapa, Los Pachones, San Miguel
de Papasquiaro, Sandovales, Aranas, La Lagunita, San Nicols, entre muchas otras comunidades anexas.
De la zona ro abajo: La Estancia, El Tambor, Los Martnez, Atotonilco y J. Salom Acosta, entre otras
comunidades anexas.
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Dentro de la zona de la Sierra y las Quebradas, existe el riesgo de que algunas comunidades queden
aisladas, a causa de algn desastre natural, debido a la gran cantidad de arroyos que cruzan por las
comunidades asentadas a los mrgenes de los mismos y a la abrupta orografa de estas zonas.
Las familias asentadas en lugares de alto riesgo a inundaciones nunca estuvieron consientes del peligro, o
ms bien a ste se sobrepuso la necesidad de contar con un sitio para la vivienda; hoy el reubicarlos
resulta dificultoso pues sera muy costoso para el Gobierno. Adems, Santiago Papasquiaro carece de
reas de crecimiento urbano.
Hasta el momento no ha habido peligro, ya que las lluvias han sido muy dispersas, pero siempre existe la
posibilidad de cualquier contingencia que pudiera generar una emergencia, tomando en cuenta que los
arroyos y el ro se alimentan de las aguas broncas de la zona serrana de Pueblo Nuevo.
Actualmente la poblacin ha desarrollado un ejercicio de previsin cuando hay crecientes en la zona
serrana, para que en la forma ms inmediata posible en Santiago se d la alerta para prevenir
inundaciones; incluso, se cuenta con lugares o albergues en caso de evacuaciones.
Por otro lado, la urbanizacin en Santiago Papasquiaro no ha sido del todo planeada; motivo por el cual
las necesidades de vivienda se sobreponen a las medidas de seguridad, es decir no se mide el peligro,
falta formar conciencia en las personas.
28 Lugares del municipio son los ms vulnerables a inundaciones, debido a su ubicacin geogrfica y
proximidad con los arroyos y el ro Santiago.488 Milmetros de lluvia es el promedio desde 1939 al 2005
en Santiago, segn el Mapa de Zonas de Peligros por Inundaciones en la Repblica Mexicana. Fue el
2004 el que resulto ser un ao de los ms lluviosos en esta regin del Noroeste con un promedio de 824.2
milmetros de lluvia, lo cual gener inundaciones en varias colonias y poblados.
OBJETO DEL ESTUDIO
Es objetivo de este estudio efectuar el anlisis hidrolgico e hidrulico del rio Santiago y del arroyo el
Tagarete pertenecientes al municipio de Santiago Papasquiaro del estado de Durango, para establecer el
grado de avenidas que estos cuerpos de aguas fluviales presentan y pueden presentar a futuro y el nivel de
aguas que pueden presentar sus escurrimientos en base a las precipitaciones y caractersticas de sus
cuencas particulares, con el propsito de establecer con estos niveles de flujo y en base a un
levantamiento topogrfico de un tramo de 4 kms. Para el rio Santiago y 2 kms. Para el arroyo el Tagarete,
el nivel de aguas mximas ordinarias (NAMO) para estar en condiciones de establecer con esto la zona
federal correspondiente a los cauces de estos flujos, con el propsito principal de disminuir daos y
riesgos a construcciones inmuebles y adems evitar asentamientos humanos aledaos dentro de dicha
zona demarcada.
PRESTIGYO 6
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CONDICIONES NATURALES DE LA CUENCA
HIDROGRAFA
En el municipio de Santiago Papasquiaro los ros que van al Ocano Pacfico tienen un largo recorrido,
mientras que los que bajan del Valle de Santiago son de corto curso, entre los primeros, se cita como
principales los que forman el ro o quebrada de San Gregorio, que son los arroyos de San Nicols y de
Torren. Adems, bajan al ro de Tepehuanes los arroyos de Tovar y de Fragoso.
En su vertiente oriental descienden de la sierra para confluir en el Ro de Santiago Papasquiaro, el arroyo
de los Pachones y de Tagarete, que se une en el lugar en que se levanta la cabecera de la municipalidad y
pasa por los importantes pueblos de Grame de Arriba y de Abajo. El Ro de Santiago corre de Sur a
Norte desde su nacimiento en la cumbre de la sierra.
La cuenca del ro Santiago, se ubica ntegramente dentro de los lmites del estado de Durango. Y
comprende parte de los municipios de Durango, San Dimas, Canatln y el propio Santiago Papasquiaro.
Esta cuenca se desarrolla entre los paralelos 24 00' y 25 10' de latitud norte y los meridianos 105 02' y
los 105 38' de longitud WG. La forma de la cuenca es de tipo alargada, con un ancho medio de 30 km
aproximadamente, teniendo como colector principal al rio Santiago que se localiza ms o menos al centro de la cuenca prcticamente formando un eje. La cuenca se emplaza al oriente de la cuenca del ro
Piaxtla y al occidente de la sierra del Epazote.
El ro Santiago nace en las estribaciones del norte y del este de la Sierra Madre Occidental,
especficamente en un lugar denominado Agua Zarca, dentro del municipio de Durango, Dgo. El parte aguas de la cuenca hidrogrfica que lo limita se encuentra a elevaciones que alcanzan entre los
2,647 m.s.n.m. Y los 3,022 m.s.n.m. El rumbo general del flujo es NNW. Este ro pasa por la poblacin
de Santiago Papasquiaro, Dgo. Del cual deriva su nombre obviamente, esta poblacin se encuentra
situada aproximadamente a unos 15 km aguas arriba de la confluencia con el ro Tepehuanes. El rio Santiago a travs de su recorrido va recibiendo aportaciones de gasto tributarias de varios arroyos secundarios no identificados o nomenclaturizados. El rio Santiago as constituido viene a ser uno de los principales afluentes formadores del ro de Ramos, que es uno de los ros importantes que descargan sus aguas a la presa de almacenamiento Lzaro Crdenas. La cuenca del ro Santiago tiene una superficie aproximada de 3,095 km2 y tiene una longitud de
trayectoria aproximada de 208 km, desde su origen hasta su confluencia con el ro Tepehuanes, en las proximidades del poblado de Atotonilco. El tramo en estudio que nos ocupa en este caso, comprende 4.0 km del ro Santiago, iniciando aguas arriba de la presa derivadora de San Juan Bautista y terminando en las orillas del poblado Diez de Abril.
Por otro lado el arroyo El Tagarete nace al Noroeste del municipio de Santiago Papasquiaro, a 13 Km. aproximadamente de la comunidad de Cinega de Salpica el Agua, dentro del mismo municipio de Santiago Papasquiaro, Dgo. El parteaguas del arroyo el tagarete se localiza a elevaciones que alcanzan hasta los 2,745 metros, el arroyo tiene un rumbo general de escurrimiento SSE. Este arroyo cruza por las
poblaciones de Los Adobes, Cerro Colorado, Garame de Arriba, Garame de Abajo, presa la Maquina y el propio Santiago Papasquiaro, Dgo, siendo este ltimo lugar donde confluye con el ro Santiago. Tambin a travs de su recorrido se van sumando escurrimientos tributarios de varios arroyos secundarios no identificados y as mismo se considera como uno de los principales afluentes formadores
del ro de Santiago. El arroyo El Tagarete drena una rea aproximada de 127.86 km y tiene una
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longitud de trayectoria aproximada de 32.61 km, desde su inicio hasta su confluencia con el ro
Santiago, en las proximidades de la cabecera municipal de Santiago Papasquiaro. El tramo en estudio para este caso, comprende 2.0 km del arroyo El Tagarete, que inician en la confluencia de este con del rio Santiago hacia aguas arriba.
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AREA DE LA CUENCA DEL RIO SANTIAGO
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FISIOGRAFA
El municipio pertenece a la provincia de la sierra madre occidental (100%) en la subprovincia de la gran
meseta, caadas (64.3%), sierras y llanuras de Durango (35.7%). El sistema de topoformas lo conforman
la superficie de gran meseta con caadas (42.5%), sierra alta con caones en la zona de Las Quebradas(21.7%), bajada con lomero (6.6%), lomero con mesetas (6.4%), llanura aluvial (4.9%), siera baja (2.7%), sierra alta (2.7%) y valle intermontanao Valle de guatipam(0.1%).
La geomorfologa del municipio de Santiago Papasquiaro corresponde a aquella unidad de meseta con
caadas, ocupando gran parte del territorio municipal y ubicndose en la parte central del municipio, en la
parte occidental se caracteriza por la sierra alta con caones. La parte nororiental queda definida por
lomeros con mesetas y las unidades geomorfolgicas que rodean los valles intermontanos (caso de la
cuenca del rio Santiago), son las bajadas con lomeros. Las caractersticas de las zonas planas como
llanuras aluviales y valles intermontanos han permitido el desarrollo agrcola y urbano
AREA Y FORMA DE LA CUENCA DEL RIO SANTIAGO
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GEOLOGA
La geologa de la cuenca est prcticamente definida dentro de la cuenca por rocas de tipo sedimentario
con la unidad de conglomerados polimicticos que suprayacen a rocas de tipo volcnico extrusivo como
son las tobas riloiticas, brechas
La geologa de la cuenca es propia de la perteneciente a la provincia de la SMO (sierra madre occidental),
est dominada por conjuntos de rocas gneas asociados a diferentes episodios magnaticos que resultaron
de la subduccin de la placa de norteamerica; rocas plutnicas y volcnicas del cretcico superior; rocas
volcnicas andesiticas y en menor medida, dacitico-riloiticas del eoceno; ignimbritas silcicas emplazadas
en dos pulsos principales en el Oligoceno temprano y el Mioceno temprano; coladas basltico-andesiticas
extravasadas despus de cada pulso ignimbritico; coladas de basaltos e ignimbritas alcalinos emplazados
generalmente en la periferia de la SMO en diferentes episodios del Mioceno tardo. Plioceno y
Cuaternario.
Se caracteriza la cuenca por estar emplazada en un piso volcnico formado por rocas gneas de tipo
extrusivo como son las (Tom Ig-TR) ignimbritas y tobas rioliticas del terciario oligoceno, que subyace a
una capa de tobas rioliticas ignimbritas del terciario Oligoceno que a su vez subyace a conglomerados polimicticos del terciario Neoceno (TnCgp), esta unidad se localiza en gran parte del rea de la cuenca
formando el flanco de la porcin oeste de la misma aflorando muy superficialmente dejando una capa de
suelo muy delgada por encima de ellos donde se generan los pastizales, superficialmente a esta capa de
rocas se localiza formando lunares de poca extensin dentro de la cuenca los de depsitos aluviales del
cuaternario que se localizan sobre todo en el lecho del rio y sus zonas ribereas , tanto las riolitas como el
conglomerado son los dos tipos de rocas ms abundantes en el are de la cuenca dejando un porcentaje
muy bajo a la tobas rioliticas-ignimbritas, sobre el flanco derecho sobre todo ubicadas en las partes altas
de la sierre y a los asomos de (TpaeA-BvA) que se localizan sobre el flanco izquierdo de la cuenca
formando lunares comnmente de menor porcentaje relativo de la cuenca de estudio.
La zona de estudio y emplazamiento de la cuenca se ubica en la subprovincia de sierras y llanuras de
Durango, tiene mayor diversidad en cuanto al sustrato litolgico, siendo ms frecuentes las rocas de tipo
gneo extrusivo de tipo acido y los conglomerados de tipo sedimentario, los sistemas de topoformas ms
comunes en esta subprovincia son: lomeros con mesetas, llanura aluvial (la del rio Santiago), lomero con
caada y valle intermontano con lomero.
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AREA Y FORMA DE LA CUENCA DEL RIO SANTIAGO
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ANLISIS DE INFORMACIN DISPONIBLE
INFORMACIN CLIMATOLGICA
La informacin climatolgica disponible que fue utilizada en el anlisis hidrolgico fue muy general y en
realidad solo se dispuso de la que aportaron las estaciones del SMN nmeros 00010077 y 00010100 que
se localizan en la ciudad de Santiago Papasquiaro con coordenadas: latitud: 2503'00" N.; longitud:
10527'00" W.; y; latitud: 2503'00" N.; longitud: 10524'55" W. respectivamente. Adems de la
precipitacin mxima mensual obtenida por el transcurso de 74 aos (periodo 1938 a 2011), de estas dos
estaciones una se encuentra suspendida. Pero adems solo se consignaron los datos de precipitacin para
establecer la posible duracin de una tormenta de diseo.
INFORMACIN HIDROMTRICA
Como en la cuenca de estudio no se tienen estaciones de este tipo desde aguas arriba hasta el lugar de
estudio no fue posible estimar avenidas de los cauces en forma ms aproximada en base a registro de
avenidas histricas como hubiera sido preferible, para relacionarlas con las precipitaciones, y utilizar una
metodologa de prediccin ms confiable. Por lo tanto estas avenidas fueron obtenidas con una mezcla de
procedimientos estadsticos y el uso de formulas empricas para despus ser cotejadas y comparadas con
la obtenidas el mtodo de seccin pendiente, para corroborar su confiabilidad, adems se aplic el
procedimiento del hidrograma unitario triangular para efectuar comparativas entre los resultados y
seleccionar el ms idneo.
CLCULO DE PARMETROS HIDROLGICOS
COEFICIENTES DE ESCURRIMIENTO C Y NMEROS DE ESCURRIMIENTO N
Para la obtencin de los coeficientes de escurrimiento se utilizo la cartografa proporcionada por el INEGI
aplicando el programa ARC GIS, con el que fue posible medir los parmetros a aplicar de acuerdo a las
caractersticas de la cuenca.
CURVAS I-D-TR
No aplico este clculo por falta de informacin estadstica en la duracin de tormentas
LLUVIA DE DISEO Y LLUVIA EN EXCESO
La determinacin de la lluvia de diseo est en funcin del tipo de precipitaciones y su frecuencia y se
estableci efectuando mtodo probabilstico, la determinacin de la cantidad de agua de lluvia en exceso
es funcin directa de las caractersticas fisiogrficas de la cuenca, las cuales son significativas para este
objeto, as como del uso del suelo, la cobertura vegetal, textura y condicin hidrolgica de esta. Estos
ltimos factores son utilizados para definir lo que se conoce como coeficiente de escurrimiento C o nmero de escurrimiento, los cuales son utilizados para el clculo del gasto que puede escurrir en una cuenca hidrolgica a partir de la intensidad de la lluvia o la altura de precipitacin mxima en 24 horas.
Para la determinacin de C se utilizaron las tablas 2.1 2.2 propuestas por el propio mtodo o en su defecto las tablas 2.3 ; 2.4, complementadas con la 2.5 Propuestas por el Soil Conservation Service de
los E.U.(USSCS SCS)
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Para el caso de la determinacin de N (nmero de escurrimiento) se utilizaron las siguientes tablas:
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PRESTIGYO 24
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Para tomar en cuenta las condiciones inciales de humedad del suelo, se hace una correccin al nmero de
escurrimiento obtenido de la tabla 3.6, segn la altura de precipitacin acumulada cinco das antes de la
fecha de inters (hp 5) conforme a los siguientes parmetros:
a) S; hp < 2.5 cms. Se hace la correccin. b) S; 2.5 < hp 5 < 5 cms. No se hace la correccin. c) S; hp 5> 5 cms. Se hace la correccin B
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CLCULO DEL GASTO DE DISEO PARA DISTINTOS PERIODOS DE RETORNO TR
Para el caso no se dispone de informacin estadstica suficiente, porque se tienen los siguientes
inconvenientes:
-no se cuenta en la cuenca de estudio con una buena cantidad de estaciones pluviomtricas distribuidas
adecuadamente en la zona de la cuenca como para definir una precipitacin media ms confiable por los
mtodos tradicionales de thiessen o de isoyetas, pero ni siquiera para establecer un promedio aritmtico.
-no se pueden utilizar los datos de estaciones cercanas porque las que se localizan para el caso presentan
caractersticas muy distintas en el comportamiento climtico si consideramos que hacia el poniente se
tiene zona serrana que desemboca flujos al estado de Sinaloa, y hacia el oriente se tiene una zona ms
desrtica, pero ademas que la propia cuenca de estudio que se considera como una zona de transicin
entre las dos mencionadas por las caractersticas particulares que presenta como son su alargamiento, su
cubertura, sus suelos y hasta su climatologa que impide semejarlas a las adyacentes, como para efectuar
ajustes de registros y/o extrapolar valores, por lo tanto cualquier intento de correccin por comparacin
de estaciones es inaplicable al caso pues se estudio y observ que estas estaciones difieren mucho con
respecto a los datos estadsticos de la cuenca de estudio.
- no se cuenta con informacin estadstica referente a tipos, duracin, extensin y frecuencia o periodo de
retorno de tormentas, ni se cuenta con datos de avenidas histricas que permitan relacionarlas con
registros pluviogrficos en las fechas respectivas, por lo que hace imposible generar envolventes de
curvas precipitacin-rea-duracin (hp-A-D).
- no se cuenta con registros hidromtricos de gastos histricos aforados en el rio porque no existen
estaciones de esta naturaleza en ningn punto del rio en la zona de estudio.
- no se cuenta con informacin hidromtrica de avenidas mximas anuales, por lo cual es imposible
aplicar mtodos estadsticos o probabilsticos que den resultados aproximados ms seguros y aceptables
de acuerdo a las lluvias.
Por estas circunstancias y por los requerimientos de la CNA. Los mtodos que es preferible aplicar sern
los de tipo estadstico, tipo emprico y/o los mtodos hidrolgicos o de relacin lluvia-escurrimiento,
procurando determinar en base a la experiencia y un criterio conservador el gasto de diseo.
Se aplicaran diferentes mtodos de anlisis empricos de los ms confiables y utilizados para cuencas
pequeas y/o medianas como las del caso, para finalmente adoptar la ms confiable despus de una
comparativa con un anlisis seccin pendiente.
Sabemos que otros mtodos de estimacin de avenidas requieren de un gran paquete de informacin
hidrometeorologica, tomando en cuenta un gran nmero de factores, pero ante la escasez de datos para
estimar la avenida mxima en cuencas de pequea extensin y poco pobladas como el caso de la del
arroyo el tagarete, la aplicacin de formulas empricas permite conocer en forma rpida el orden de
magnitud de la avenida, sin tener que recurrir a la recopilacin hidromtrica. La ventaja principal de la
utilizacin de las formulas empricas radica en la facilidad y rapidez para estimar la magnitud de una
avenida, y como en el caso que nos ocupa se desea representar de una manera fcil los resultados
obtenidos con estudios racionales de avenidas en el rio o cuenca, por falta de informacin. Entendindose
por estudio racional de avenidas mximas el que utiliza suficientes datos reales de avenidas o aplica
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criterios de estimacin para que con base a los resultados obtenidos se concluya el probable hidrograma
de la avenida que se estima. Como la cuenca del rio Santiago se considera de tipo grande, ser preferible
en este caso utilizar mtodos de relacin lluvia-escurrimiento que permitirn establecer con ciertas
reservas el gasto de avenida adems de los ya enunciados.
Es sumamente comn que no se cuente con registros adecuados de escurrimiento en los sitios de inters
para determinar los parmetros necesarios para la evaluacin de avenidas. En general los registros de
precipitacin son ms abundantes que los de escurrimiento y, adems, no se afectan por cambios en la
cuenca a nivel significativo como pueden ser talas o desmontes, erosiones, construccin de
infraestructuras hidrulicas, etc. Por ello, es conveniente contar con mtodos que permitan determinar el
escurrimiento en una cuenca mediante las caractersticas de las mismas y la precipitacin. Las
caractersticas de la cuenca se conocen por medio de planos topogrficos y de uso de suelo, y la
precipitacin a travs de mediciones directas en el caso de prediccin de avenidas frecuentes.
Los principales parmetros que intervienen en el proceso de conversin de lluvia o escurrimiento son los
siguientes:
1.- rea de la cuenca.
2.- Altura total de precipitacin.
3.-Caracteristicas generales o promedio de la cuenca como son:
Forma, Pendiente, Vegetacin, Suelos, Clima, etc.
4.- Distribucin de la lluvia en el tiempo.
5.-Distribucion en el espacio de la lluvia y de las caractersticas de la cuenca.
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MTODOS ESTADSTICOS O PROBABILISTICOS.
Los mtodos estadsticos tienen la desventaja de que nicamente permiten estimar el pico de la avenida
de diseo lo cual resulta muy poco confiable dado que los registros histricos rara vez son mayores de 50
aos, y al asignar un periodo de retorno a la avenida de diseo se deja siempre una posibilidad de falla en
la estimacin del gasto de avenida lo cual resulta inadmisible, es por esto que siempre es muy necesario
contar con una tormenta de diseo. Pero en este caso no se cont con informacin histrica de tormentas
ni de su duracin.
Por otro lado para la realizacin de anlisis estadsticos de escurrimientos mensuales o de eventos
extraordinarios que ocurren a intervalos de tiempo relativamente corto, por decir, gastos mximos durante
la poca de avenidas, se requiere de estaciones hidromtricas que puedan evaluar el tipo y ocurrencia de
estos fenmenos as como cuantificar el escurrimiento oportuno, como en nuestro caso no existen
estaciones de este tipo en la cuenca no se cuenta con esta estadstica de gastos.
En nuestro caso ante la falta de informacin disponible y la imposibilidad de contar con datos de aforo se
utilizo el mtodo logartmico
ANALISIS PARA EL ARROYO EL TAGARETE DATOS DE LA CUENCA DEL ARROYO EL TAGARETE:
Propiedad Valor
Elevacin mxima 2745 m
Elevacin media 2241 m
Elevacin mnima 1738 m
Longitud 32661 m
Pendiente Media 3.0831 %
Tiempo de Concentracin 218.96 (minutos)
rea Drenada 127.86 km2
Aplicando la formula racional:
Q = CiA
Donde:
Q= gasto de salida de la cuenca cuando alcanza el equilibrio, m3/s.
C = coeficiente de escurrimiento que varia para cada cuenca y de una tormenta a otra debido a las
condiciones de humedad inicial.
i = intensidad media de la lluvia para una duracin igual al tiempo de concentracin de la cuenca, mm/h.
A = rea de la cuenca km2.
Supondremos que es una cuenca impermeable y haremos caer uniformemente una lluvia de intensidad
constante durante un largo tiempo. Al principio el gasto que sale de la cuenca ser creciente con el
tiempo, pero llegara un momento en el que alcance un punto de equilibrio, es decir, en el que el volumen
que entra por unidad de tiempo por lluvia sea el mismo que el gasto de salida de la cuenca
PRESTIGYO 28
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El tiempo que transcurre entre el inicio de la lluvia y el establecido del gasto de equilibrio se denomina
tiempo de concentracin, y equivale al tiempo que tarda en pasar del punto ms alejado hasta la salida de
la cuenca en el punto de estudio.
Naturalmente, el tiempo de concentracin tc depende de la longitud mxima que debe recorrer el agua hasta la salida de la cuenca y de la velocidad que adquiere, en promedio, dentro de la misma. Esta
velocidad est en funcin de las perdidas del terreno y los cauces, y de la rugosidad de la superficie de los
mismos. El tiempo de concentracin lo calcularemos con la siguiente ecuacin:
Tc = L/3600v
Donde: Tc= tiempo de concentracin. L= longitud del cauce principal de la cuenca en m.
v =la velocidad media del agua en el cauce principal en m/s. (aplicamos tablas 3.3.a y 3.3.b)
Se aprecia que esta frmula no toma en cuenta el recorrido del agua desde que toca la superficie del
terreno hasta que llega a los cauces.
Tambin podemos calcular el tiempo de concentracin con la formula de Kirpich. Como se indica a
continuacin:
Tc = (0.86 L3/ H)
0.325
Donde: Tc=tiempo de concentracin, hrs. L= longitud del cauce principal K, H=desnivel entre los
extremos del cauce principal.
Ecuacin de Chow:
Tc=0.01 (L/ )0.64
Donde: Tc= tiempo de concentracin en hrs. L= longitud del cauce principal en m. S= pendiente media
del cauce en %
Aplicamos:
Paso 1.- DETERMINACION DE LA INTENSIDAD DE LA LLUVIA ( i );
En base a la informacin climatolgica, se ocup los datos del pluvimetro de la estacin SANTIAGO, por lo que la intensidad de lluvia se determinara en base a los registros de alturas de precipitacin mxima
mensual.
Utilizando el modelo propuesto por Chow:
Hp=a + b Log (Tr)
Donde: Hp; es la altura de la precipitacin,(mm). Tr; periodo de retorno, (ao). a,b; parmetros
estadsticos que definen la funcin;
Siendo:
a= [ hp X Log (Tr)2]-[Log (Tr) X hpLog (Tr)]/(n X Log (Tr)2)-[Log (Tr)2]
b= [ hp Log (Tr) X Log (Tr)]-[hp]/(n X Log (Tr)2)-[Log (Tr)2]
PRESTIGYO 29
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Siendo: n; el numero de datos de la muestra.
Para aplicar la ecuacin anterior, se debe determinar la hp mxima anual y ordenar los datos de mayor a
menor para asignarles el periodo de retorno, el cual por tratarse de un anlisis de mximos anuales se
utiliza la ecuacin de Weilbull,
Siendo:
Tr= (n + 1)/m
Donde: Tr; periodo de retorno, aos. n; nmero de datos. m; numero de orden.
la ecuacin de regresin corresponde al tipo lineal, es decir: y=a+bx
Por lo que se tiene la ecuacin:
hp= a + b Log (Tr ) de donde los parmetros estadsticos calculados para el caso resultan en:
a= [10 137.80 X 62.46]-[31.23 X 6 382.82]/ (74 X 62.46)-[62.46] =95.15
b= [6 382.82 X 31.23]-[10 137.80] / (74 X 62.46)-[62.46] =41.49
Para:
hp = 10 137.80 Log (Tr) = 31.23 Log (Tr)2 = 62.46 hp Log (Tr) = 6 382.82
Por lo que la ecuacin final resulta:
hp= 95.15 + 41.49 Log ( Tr )
Sabemos que:
i= (hp)/T
Por tratarse de una cuenca pequea la duracin de la tormenta es igual al tiempo de concentracin de la
cuenca.
Tomando en cuenta el desnivel y la pendiente de la cuenca.
L= 32 661 m. = 32.66 km. H= 2745 - 1738=1007 m
Por Kripich Tc= (0.86X32.663)/1007 0.325
= 3.01 hrs.
Determinando la altura de precipitacin ligada a un periodo de retorno de 5 aos:
hp= 93.51 + 40.07 Log ( 5 )=121.51 mm. Para el mes;
hp= 121.51/30=4.05 mm para 24 horas
Por Chow:
Tc= 0.01 ( L/ )0.64
= 0.01 ( 32 661/3.080.5)0.64
=5.40 hrs.
Por lo que finalmente tomando un aproximado de 4 hrs. Podremos calcular una intensidad de lluvia
acorde a cada periodo de retorno, y a la altura de precipitacin excedente calculada.
PRESTIGYO 30
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DATOS DE ESTACIN CLIMATOLGICA SANTIAGO PROPORCIONADOS POR CNA
PRECIPITACION TOTAL MENSUAL (mm) AO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
1938 S/D S/D S/D S/D S/D S/D 174.0 97.0 166.0 4.0 0.0 2.0
1939 7.0 0.0 0.0 0.0 11.0 66.5 31.0 175.5 76.0 51.0 12.0 79.0
1940 0.0 0.0 3.0 0.0 28.0 55.0 97.5 85.0 59.0 32.0 98.5 6.0
1941 0.0 4.0 12.0 6.0 17.0 37.0 140.0 167.5 106.0 58.0 4.0 45.0
1942 2.0 28.0 0.0 0.0 0.2 0.1 67.9 111.0 79.0 35.0 0.0 0.0
1943 12.0 0.0 0.0 0.0 249.0 74.0 97.0 132.0 45.0 11.0 14.0
1944 12.0 2.0 6.0 0.0 0.0 36.0 82.0 109.0 91.0 14.0 56.0 6.0
1945 10.0 1.0 0.0 0.0 0.9 0.7 127.0 82.0 59.0 23.0 7.0 0.0
1946 10.0 0.0 0.0 8.0 0.0 60.0 75.0 46.0 86.0 29.0 15.0 77.0
1947 26.0 0.0 1.0 0.0 0.1 74.0 237.0 189.0 67.0 8.0 0.0 11.0
1948 0.0 0.0 0.0 1.0 10.0 82.0 87.0 48.0 88.0 27.0 9.0 3.0
1949 23.0 0.0 0.0 0.0 0.0 71.0 114.0 104.0 175.0 12.0 0.0 27.0
1950 0.0 0.0 0.0 0.0 15.0 60.0 144.0 43.0 52.0 6.0 0.0 0.0
1951 0.0 0.0 0.0 0.0 15.0 21.7 85.1 0.0 4.0 0.0 36.0 33.0
1952 0.0 0.0 0.0 8.0 18.0 37.0 102.0 56.0 6.0 8.0 0.3 23.0
1953 0.0 23.0 0.0 0.0 4.0 17.0 87.0 135.0 18.0 16.0 1.0 27.0
1954 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 31.0 113.0 152.0 41.0 40.0 0.0 1.0
1955 28.6 0.0 0.0 0.0 0.0 26.0 117.0 153.0 165.0 35.0 0.0 0.0
1956 0.0 S/D 0.0 0.0 15.0 69.5 46.5 92.0 113.0 0.0 16.0 1.0
1957 2.0 1.0 0.0 0.0 0.0 8.0 111.0 143.0 36.5 106.0 0.0 6.0
1958 24.0 4.0 16.0 8.0 0.0 126.0 91.0 160.0 220.0 22.0 12.0 7.0
1959 0.0 0.0 0.0 3.0 2.0 38.0 90.0 136.0 4.0 33.0 0.0 5.0
1960 26.0 1.0 0.0 1.0 0.0 38.0 116.0 138.0 61.0 74.0 0.0 14.0
1961 27.0 0.0 0.0 27.0 0.0 134.0 202.0 122.0 85.0 6.0 3.0 42.0
1962 0.0 0.0 6.0 5.0 0.0 28.0 110.0 116.0 72.0 17.0 0.0 0.0
1963 3.0 0.0 0.0 0.0 52.0 78.0 145.0 179.6 114.5 33.0 6.0 43.0
1964 5.0 8.0 14.3 0.0 8.6 80.4 198.9 83.6 161.7 22.4 0.0 6.5
1965 6.8 6.9 0.0 0.0 0.0 22.1 90.6 107.3 98.2 6.0 4.0 39.0
1966 22.0 5.0 0.0 0.0 0.8 7.3 87.5 179.0 81.0 25.0 8.0 11.0
1967 2.0 0.5 0.0 1.0 0.0 25.3 108.0 269.0 89.0 2.6 0.4 1.7
1968 3.2 0.0 58.0 0.0 8.5 3.5 16.3 6.4 16.2 S/D 1.3 26.0
1969 8.0 0.0 0.0 0.0 0.0 16.0 161.0 95.0 58.0 51.0 22.2 28.0
1970 0.8 5.0 0.3 0.0 0.4 68.0 6.8 131.0 191.7 0.4 0.0 0.0
1971 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 121.0 103.0 200.0 49.0 34.0 0.0 5.0
1972 0.9 0.0 0.1 0.0 4.1 4.2 154.0 67.0 179.0 57.0 3.7 0.0
1973 0.0 3.4 0.0 0.0 4.0 3.7 16.4 335.0 77.0 28.0 0.0 S/D
1974 0.0 0.0 0.0 0.1 1.5 0.4 8.2 16.8 14.5 2.0 1.7 6.7
1975 2.4 0.0 0.0 0.0 0.2 16.3 186.0 117.0 3.4 23.1 0.0 2.3
PRESTIGYO 31
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EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO
1976 0.4 0.0 0.4 3.0 0.0 114.0 221.0 123.0 96.0 23.0 23.0 2.8
1977 2.2 0.0 0.0 0.0 0.4 11.8 20.3 7.4 76.0 26.0 0.1 0.0
1978 0.0 0.9 0.0 11.0 0.0 3.4 160.0 160.0 136.0 36.0 1.0 5.0
1979 68.0 0.7 0.1 0.0 0.4 3.7 128.2 125.7 31.0 0.0 1.0 12.0
1980 9.9 0.5 0.2 0.0 0.1 4.3 19.2 179.0 263.0 92.5 1.8 0.0
1981 30.0 5.0 1.5 34.0 3.0 71.0 77.0 221.0 104.0 100.4 0.0 8.1
1982 4.2 0.0 0.0 1.7 5.3 20.0 182.4 91.2 39.0 11.1 32.9 39.6
1983 37.5 7.6 11.9 0.0 39.3 38.0 73.9 230.9 74.1 42.0 0.0 10.0
1984 53.4 9.9 0.0 0.0 10.5 237.6 182.2 95.2 55.6 11.9 12.5 36.4
1985 31.0 0.0 0.0 8.8 0.0 106.4 135.3 79.0 103.9 15.4 0.0 4.0
1986 12.5 1.6 0.0 2.6 4.5 92.2 178.8 106.2 115.1 57.0 0.0 24.2
1987 1.8 12.6 0.0 1.6 30.4 5.8 100.5 208.4 49.8 21.7 0.0 22.7
1988 0.5 0.0 2.4 4.4 1.9 201.7 214.5 67.2 28.6 0.0 0.0 2.1
1989 S/D 0.0 0.0 0.0 24.1 7.2 152.2 236.0 105.2 22.8 87.5 22.2
1990 6.0 1.0 0.0 1.0 154.0 11.0 154.0 55.0 90.0 18.0 0.0 0.0
1991 0.0 16.8 0.0 0.0 0.0 17.8 S/D 275.0 137.4 68.6 49.7 34.8
1992 138.9 19.9 4.1 S/D 6.3 7.8 137.7 193.5 81.8 23.4 0.0 6.7
1993 3.6 0.0 0.0 1.2 12.4 96.0 181.5 65.9 279.4 4.5 25.2 1.7
1994 4.1 0.0 17.9 37.3 0.0 121.7 148.5 211.2 92.9 66.3 1.3 26.7
1995 4.8 2.8 0.0 0.0 0.0 71.2 135.6 S/D 99.7 1.3 0.0 5.2
1996 0.0 0.0 0.0 2.9 5.3 111.8 84.7 202.6 94.0 43.2 20.3 6.6
1997 62.2 6.8 11.0 45.7 63.6 78.7 127.8 97.7 117.7 15.9 47.0 4.3
1998 0.0 9.6 0.0 0.0 0.0 20.6 75.8 170.1 54.1 42.2 0.0 0.0
1999 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 185.3 141.8 131.4 81.5 1.4 0.0 11.5
2000 0.0 0.0 0.0 0.0 3.1 153.9 77.9 62.8 107.8 98.1 20.0 0.0
2001 1.1 1.3 22.8 34.9 23.7 77.6 263.0 112.7 44.7 8.4 0.0 9.2
2002 4.5 18.6 0.0 5.3 5.5 30.6 172.7 166.8 61.8 34.7 41.1 0.0
2003 28.5 25.0 0.0 2.4 13.3 174.3 165.6 93.9 S/D 57.5 0.0 0.0
2004 71.7 4.1 12.3 2.4 1.6 75.5 163.8 255.3 183.4 16.0 31.7 6.4
2005 0.0 31.0 5.6 0.0 0.0 0.0 218.0 252.4 81.0 15.2 0.0 0.0
2006 18.2 0.0 26.0 0.0 26.9 103.8 240.7 258.6 177.9 47.2 0.0 20.5
2007 13.4 0.0 0.0 0.0 15.1 102.2 219.7 114.4 78.3 13.5 6.4 1.4
2008 0.0 0.0 0.0 1.4 S/D 53.9 S/D 372.7 174.2 74.1 1.4 0.0
2009 0.0 0.0 S/D 1.3 62.5 S/D S/D 206.9 98.5 S/D S/D S/D
2010 S/D 39.0 15.0 0.0 0.0 190.0 351.0 44.0 199.0 5.0 0.0 0.0
2011 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4.0 309.0 66.0 144.0 0.0 0.0 0.0
SE TOMAN LAS MAXIMAS PRECIPITACIONES INDICADAS PARA EL MES DE AGOSTO.
Se interpolaron solo tres datos faltantes entre los existentes tomando en cuenta el comportamiento
ascendente o descendente.
PRECIPITACION TOTAL MENSUAL (mm) AO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
PRESTIGYO 32
ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y
EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO
TABLA DE ORDENAMIENTO DE DATOS Y ASIGNACION DEL PERIODO DE RETORNO PARA LAS PRECIPITACIONES TOTALES DEL MES DE AGOSTO.
AO m hp tot. (mm) Tr; (n+1)/m Log (Tr)
1938 1 372.7 75 1.87506126
1939 2 335 37.5 1.57403127
1940 3 275 25 1.39794001
1941 4 269 18.75 1.27300127
1942 5 258.6 15 1.17609126
1943 6 255.3 12.5 1.09691001
1944 7 252.4 10.7142857 1.02996322
1945 8 236 9.375 0.97197128
1946 9 230.9 8.33333333 0.92081875
1947 10 221 7.5 0.87506126
1948 11 211.2 6.81818182 0.83366858
1949 12 208.4 6.25 0.79588002
1950 13 206.9 5.76923077 0.76111791
1951 14 205 5.35714286 0.72893323
1952 15 202.6 5 0.69897
1953 16 200 4.6875 0.67094128
1954 17 193.5 4.41176471 0.64461234
1955 18 189 4.16666667 0.61978876
1956 19 179.6 3.94736842 0.59630766
1957 20 179 3.75 0.57403127
1958 21 179 3.57142857 0.55284197
1959 22 175.5 3.40909091 0.53263858
1960 23 170.1 3.26086957 0.51333343
1961 24 167.5 3.125 0.49485002
1962 25 166.8 3 0.47712125
1963 26 160 2.88461538 0.46008792
1964 27 160 2.77777778 0.4436975
1965 28 153 2.67857143 0.42790323
1966 29 152 2.5862069 0.41266327
1967 30 143 2.5 0.39794001
1968 31 138 2.41935484 0.38369957
1969 32 136 2.34375 0.36991129
1970 33 135 2.27272727 0.35654732
1971 34 131.4 2.20588235 0.34358235
1972 35 131 2.14285714 0.33099322
1973 36 125.7 2.08333333 0.31875876
1974 37 123 2.02702703 0.30685954
1975 38 122 1.97368421 0.29527767
1976 39 117 1.92307692 0.28399666
1977 40 116 1.875 0.27300127
1978 41 114.4 1.82926829 0.26227741
PRESTIGYO 33
ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y
EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO
1979 42 112.7 1.78571429 0.25181197
1980 43 111 1.74418605 0.24159281
1981 44 109 1.70454545 0.23160859
1982 45 107.3 1.66666667 0.22184875
1983 46 106.2 1.63043478 0.21230343
1984 47 104 1.59574468 0.20296341
1985 48 97.7 1.5625 0.19382003
1986 49 97 1.53061224 0.18486518
1987 50 97 1.5 0.17609126
1988 51 95.2 1.47058824 0.16749109
1989 52 95 1.44230769 0.15905792
1990 53 93.9 1.41509434 0.15078539
1991 54 92 1.38888889 0.1426675
1992 55 91.2 1.36363636 0.13469857
1993 56 85 1.33928571 0.12687324
1994 57 83.6 1.31578947 0.11918641
1995 58 82 1.29310345 0.11163327
1996 59 79 1.27118644 0.10420925
1997 60 67.2 1.25 0.09691001
1998 61 67 1.2295082 0.08973143
1999 62 66 1.20967742 0.08266957
2000 63 65.9 1.19047619 0.07572071
2001 64 62.8 1.171875 0.06888129
2002 65 56 1.15384615 0.06214791
2003 66 55 1.13636364 0.05551733
2004 67 50 1.11940299 0.04898646
2005 68 48 1.10294118 0.04255235
2006 69 46 1.08695652 0.03621217
2007 70 44 1.07142857 0.02996322
2008 71 43 1.05633803 0.02380291
2009 72 16.8 1.04166667 0.01772877
2010 73 7.4 1.02739726 0.0117384
2011 74 6.4 1.01351351 0.00582954
PRESTIGYO 34
ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y
EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO
TABLA DE ASIGNACION DEL PERIODO DE RETORNO
AO m hp tot. (mm) Tr; (n+1)/m Log (Tr) (Tr)2 Log(Tr)2 hpLog(Tr)
1938 1 372.7 75 1.87506126 5625 3.75012253 698.835333
1939 2 335 37.5 1.57403127 1406.25 3.14806254 527.300475
1940 3 275 25 1.39794001 625 2.79588002 384.433502
1941 4 269 18.75 1.27300127 351.5625 2.54600254 342.437342
1942 5 258.6 15 1.17609126 225 2.35218252 304.1372
1943 6 255.3 12.5 1.09691001 156.25 2.19382003 280.041126
1944 7 252.4 10.7142857 1.02996322 114.795918 2.05992645 259.962718
1945 8 236 9.375 0.97197128 87.890625 1.94394255 229.385221
1946 9 230.9 8.33333333 0.92081875 69.4444444 1.84163751 212.61705
1947 10 221 7.5 0.87506126 56.25 1.75012253 193.388539
1948 11 211.2 6.81818182 0.83366858 46.4876033 1.66733716 176.070804
1949 12 208.4 6.25 0.79588002 39.0625 1.59176003 165.861396
1950 13 206.9 5.76923077 0.76111791 33.2840237 1.52223582 157.475296
1951 14 205 5.35714286 0.72893323 28.6989796 1.45786646 149.431312
1952 15 202.6 5 0.69897 25 1.39794001 141.611323
1953 16 200 4.6875 0.67094128 21.9726563 1.34188256 134.188256
1954 17 193.5 4.41176471 0.64461234 19.4636678 1.28922468 124.732488
1955 18 189 4.16666667 0.61978876 17.3611111 1.23957752 117.140075
1956 19 179.6 3.94736842 0.59630766 15.5817175 1.19261532 107.096856
1957 20 179 3.75 0.57403127 14.0625 1.14806254 102.751597
1958 21 179 3.57142857 0.55284197 12.755102 1.10568394 98.9587124
1959 22 175.5 3.40909091 0.53263858 11.6219008 1.06527717 93.4780712
1960 23 170.1 3.26086957 0.51333343 10.6332703 1.02666685 87.318016
1961 24 167.5 3.125 0.49485002 9.765625 0.98970004 82.8873786
1962 25 166.8 3 0.47712125 9 0.95424251 79.5838253
1963 26 160 2.88461538 0.46008792 8.32100592 0.92017583 73.6140665
1964 27 160 2.77777778 0.4436975 7.71604938 0.887395 70.9915999
1965 28 153 2.67857143 0.42790323 7.1747449 0.85580646 65.4691945
1966 29 152 2.5862069 0.41266327 6.68846611 0.82532653 62.7248164
1967 30 143 2.5 0.39794001 6.25 0.79588002 56.9054212
1968 31 138 2.41935484 0.38369957 5.85327784 0.76739914 52.9505406
1969 32 136 2.34375 0.36991129 5.49316406 0.73982257 50.3079348
1970 33 135 2.27272727 0.35654732 5.16528926 0.71309465 48.1338887
1971 34 131.4 2.20588235 0.34358235 4.86591696 0.68716469 45.1467203
1972 35 131 2.14285714 0.33099322 4.59183673 0.66198644 43.3601117
1973 36 125.7 2.08333333 0.31875876 4.34027778 0.63751753 40.0679765
1974 37 123 2.02702703 0.30685954 4.10883857 0.61371908 37.7437233
1975 38 122 1.97368421 0.29527767 3.89542936 0.59055533 36.0238753
PRESTIGYO 35
ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y
EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO
1976 39 117 1.92307692 0.28399666 3.69822485 0.56799331 33.2276088
1977 40 116 1.875 0.27300127 3.515625 0.54600254 31.6681476
1978 41 114.4 1.82926829 0.26227741 3.34622249 0.52455481 30.0045353
1979 42 112.7 1.78571429 0.25181197 3.18877551 0.50362395 28.3792094
1980 43 111 1.74418605 0.24159281 3.04218496 0.48318562 26.8168017
1981 44 109 1.70454545 0.23160859 2.90547521 0.46321717 25.245336
1982 45 107.3 1.66666667 0.22184875 2.77777778 0.4436975 23.8043708
1983 46 106.2 1.63043478 0.21230343 2.65831758 0.42460686 22.5466244
1984 47 104 1.59574468 0.20296341 2.54640109 0.40592681 21.1081942
1985 48 97.7 1.5625 0.19382003 2.44140625 0.38764005 18.9362165
1986 49 97 1.53061224 0.18486518 2.34277384 0.36973037 17.9319228
1987 50 97 1.5 0.17609126 2.25 0.35218252 17.0808521
1988 51 95.2 1.47058824 0.16749109 2.16262976 0.33498217 15.9451515
1989 52 95 1.44230769 0.15905792 2.08025148 0.31811584 15.1105024
1990 53 93.9 1.41509434 0.15078539 2.00249199 0.30157079 14.1587485
1991 54 92 1.38888889 0.1426675 1.92901235 0.28533501 13.1254103
1992 55 91.2 1.36363636 0.13469857 1.85950413 0.26939715 12.2845099
1993 56 85 1.33928571 0.12687324 1.79368622 0.25374647 10.7842251
1994 57 83.6 1.31578947 0.11918641 1.73130194 0.23837282 9.96398369
1995 58 82 1.29310345 0.11163327 1.67211653 0.22326654 9.15392813
1996 59 79 1.27118644 0.10420925 1.61591497 0.2084185 8.23253089
1997 60 67.2 1.25 0.09691001 1.5625 0.19382003 6.51235287
1998 61 67 1.2295082 0.08973143 1.51169041 0.17946286 6.0120057
1999 62 66 1.20967742 0.08266957 1.46331946 0.16533915 5.45619188
2000 63 65.9 1.19047619 0.07572071 1.41723356 0.15144143 4.98999505
2001 64 62.8 1.171875 0.06888129 1.37329102 0.13776258 4.32574497
2002 65 56 1.15384615 0.06214791 1.33136095 0.12429581 3.48028278
2003 66 55 1.13636364 0.05551733 1.29132231 0.11103466 3.05345303
2004 67 50 1.11940299 0.04898646 1.25306304 0.09797292 2.44932303
2005 68 48 1.10294118 0.04255235 1.21647924 0.0851047 2.04251283
2006 69 46 1.08695652 0.03621217 1.18147448 0.07242435 1.66575994
2007 70 44 1.07142857 0.02996322 1.14795918 0.05992645 1.31838183
2008 71 43 1.05633803 0.02380291 1.11585003 0.04760583 1.02352533
2009 72 16.8 1.04166667 0.01772877 1.08506944 0.03545753 0.29784328
2010 73 7.4 1.02739726 0.0117384 1.05554513 0.02347681 0.08686418
2011 74 6.4 1.01351351 0.00582954 1.02720964 0.01165909 0.03730908
10137.8
31.234983
62.4699661 6382.82414
hp = 10 137.80 Log (Tr) = 31.23 Log (Tr)2 = 62.46 hp Log (Tr) = 6 382.82
PRESTIGYO 36
ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y
EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO
Con este procedimiento aplicado a las precipitaciones mensuales mximas totales lo que se obtiene es
un resultado as mismo de las probabilidades de precipitaciones mensuales mximas totales para los
diferentes periodos de retorno a considerar de acuerdo a la ecuacin obtenida, en la siguiente forma:
La ecuacin final result:
hp= 95.15 + 41.49 Log ( Tr )
Para Tr =5 aos; hp=124.15 mm. Precipitacin mxima mensual para el mes de agosto considerado
Para Tr=10 aos; hp=136.64 mm.
para Tr=25 aos; hp=153.15 mm.
Para Tr=50 aos; hp=165.64 mm.
Para Tr=100 aos; hp=178.13 mm.
Para Tr=500 aos; hp=207.13 mm.
Para Tr=1000 aos; hp=219.62 mm.
Aplicando el mtodo estadstico de NASH. Para la misma muestra tenemos los siguientes resultados:
La muestra de 74 datos (1038-2011) de precipitaciones totales mensuales la precipitacin de diseo para
los diferentes periodos de retorno son:
Para Tr=5 aos; hp=213.74 mm.
Para Tr=10 aos; hp=259.61 mm.
Para Tr=50 aos; hp=360.73 mm.
Para Tr=100 aos; hp=403.53 mm.
Para Tr=500 aos; hp=502.59 mm.
Para Tr=1000 aos; hp=545.23 mm.
Aplicando el mtodo estadstico propuesto por Gumbel, a la muestra de 74 datos (1038-2011) de
precipitaciones totales mensuales la precipitacin de diseo para los diferentes periodos de retorno es:
Resultados de los clculos:--------------------------------------------------------------------------------------------
------------------
Nmero de aos disponibles: 74
Promedio p: 136.9973
Desviacin estndar p: 74.5705
Parmetro YN: 0.5556
Parmetro SN: 1.1875
p mximo: 203.1725
Delta p: 71.588
Intervalo variacin p: 131 .58 - 274 .76
La precipitacin de diseo por Gumbel, para un perodo de retorno de 5 aos es: 274.7605 mm.
Resultados de los clculos:--------------------------------------------------------------------------------------------
------------------
Nmero de aos disponibles: 74
Promedio p: 136.9973
Desviacin estndar p: 74.5705
Parmetro YN: 0.5556
Parmetro SN: 1.1875
p mximo: 246.6997
Delta p: 71.588
Intervalo variacin p: 175 .11 - 318 .29
La precipitacin de diseo por Gumbel, para un perodo de retorno de 10 aos es: 318.2877 mm.
PRESTIGYO 37
ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y
EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO
Resultados de los clculos:--------------------------------------------------------------------------------------------
------------------
Nmero de aos disponibles: 74
Promedio p: 136.9973
Desviacin estndar p: 74.5705
Parmetro YN: 0.5556
Parmetro SN: 1.1875
p mximo: 347.7668
Delta p: 71.588
Intervalo variacin p: 276 .18 - 419 .35
La precipitacin de diseo por Gumbel, para un perodo de retorno de 50 aos es: 419.3549 mm
Resultados de los clculos:--------------------------------------------------------------------------------------------
------------------
Nmero de aos disponibles: 74
Promedio p: 136.9973
Desviacin estndar p: 74.5705
Parmetro YN: 0.5556
Parmetro SN: 1.1875
p mximo: 391.294
Delta p: 71.588
Intervalo variacin p: 319 .71 - 462 .88
La precipitacin de diseo por Gumbel, para un perodo de retorno de 100 aos es: 462.8821 mm
Resultados de los clculos:--------------------------------------------------------------------------------------------
------------------
Nmero de aos disponibles: 74
Promedio p: 136.9973
Desviacin estndar p: 74.5705
Parmetro YN: 0.5556
Parmetro SN: 1.1875
p mximo: 492.3611
Delta p: 71.588
Intervalo variacin p: 420 .77 - 563 .95
La precipitacion de diseo por Gumbel, para un perodo de retorno de 500 aos es: 563.9492 mm
Resultados de los clculos:--------------------------------------------------------------------------------------------
------------------
Nmero de aos disponibles: 74
Promedio Q: 136.9973
Desviacin estndar Q: 74.5705
Parmetro YN: 0.5556
Parmetro SN: 1.1875
Q mximo: 535.8884
Delta Q: 71.588
Intervalo variacin Q: 464 .3 - 607 .48
La precipitacion de diseo por Gumbel, para un perodo de retorno de 1000 aos es: 607.4764 mm
PRESTIGYO 38
ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y
EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO
Se observa que las precipitaciones deducidas con estos dos mtodos, resultan prcticamente duplicadas,
sobrepasando por mucho las cantidades estimadas en primera instancia, por lo que es recomendable
manejar los gastos calculados con el primer procedimiento.
Sabemos que:
i= (hp)/T Para el arroyo El Tagarete Por tratarse de una cuenca pequea consideraremos que la duracin de la tormenta es igual al tiempo de concentracin de la cuenca.
Tomando en cuenta el desnivel y la pendiente de la cuenca.
L= 32 661 m. = 32.66 km. H= 2745 - 1738=1007 m
Por Kirpich:
Tc= (0.86X32.663)/1007 0.325
= 3.01 hrs.
por Chow:
Tc= 0.01(L/ )0.64
= 0.01 ( 32 661/3.080.5
)0.64
=5.40 hrs.
Pero hay que tener en cuenta los siguientes datos normales aportados por las estaciones climatologicas de
Santiago Papasquiaro nmeros 10100 y 10077, localizadas a la salida de las cuencas:
La estacin 10100 de Santiago Papasquiaro reporta para el periodo 1951 a 2010, especficamente para el
mes de agosto, que es el mes de mximas precipitaciones, lo siguiente:
Precipitacin mxima mensual:_____________________________________ 372.7 mm. (2008)
Precipitacin mxima diaria:____________________________________________ 62.7 mm. (27/2088)
Aos con datos______________________________________________________________ 37.00
Nmero de das con lluvia para el mes de agosto:_____________________________________15.4 das.
La estacin 10077 de Santiago Papasquiaro reporta para el periodo 1951 a 2010, especficamente para el
mes de agosto, que es el mes de mximas precipitaciones, lo siguiente:
Precipitacin mxima mensual: ____________________________________313.19 mm. (2008)
Precipitacin mxima diaria: ___________________________________________ 77.20 mm. (27/2088)
Aos con datos__________________________________________________________________ 22.00
Nmero de das con lluvia para el mes de agosto:_____________________________________ 12.1 das.
Por otro lado en el cuadro 80 de estadsticas climatolgicas normales de la estacin Santiago Papasquiaro;
anexo al inicio de este estudio, se indica:
Precipitacin normal en agosto:__________________________________________________139.9 mm.
Precipitacin mxima en 24 horas para el mes de agosto________________________________82.0 mm.
Nmero de das con lluvias______________________________________________________ 16.5 das.
Si observamos la precipitacin total mensual de 372.2 mm del mes de agosto para el ao 2008,
considerada como la mayor, de la tabla aportada por CNA. Corresponde con la precipitacin mxima
mensual de 372.7 mm indicada para el ao 2008 de los datos aportados por los reportes de la estacin
10100 indicados arriba, por lo que podemos establecer que en realidad los datos aportados por CNA.
Corresponden a mximas mensuales y no totales mensuales, deduciendo que el anlisis aplicado a la
muestra de 74 datos (aos) es correcto tomarlo como valores adecuados para los anlisis realizados, con
los que se obtuvieron las precipitaciones probables para los diferentes periodos de retorno solicitados,
para valorar correctamente las avenidas respectivas.
PRESTIGYO 39
ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y
EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO
Pero observando as mismo que las estaciones 10100 y 10077 reportan precipitaciones mximas diarias
en el mes de agosto, de entre 62.70 mm. Y, 77.20 mm., considerndose adems una precipitacin normal
para el mes de agosto de 139.9 mm. Con una precipitacin mxima en 24 horas de 82.0 mm. Y los
nmeros de das con lluvias para dicho mes de entre 12.1 das y 16.5 das.
Podemos deducir que la precipitacin correspondiente mxima mensual de 372.2 mm dividido entre el
promedio de los das con lluvia nos dara la estimacin de precipitacin promedio por da para el mes de
agosto, con el siguiente resultado:
Hp/da (agosto)= 372.2/[(12.2+16.5)/2]=26.02 mm/da.
Pero si consideramos que en un solo da (24 horas) del mes de agosto se tuvo una precipitacin de 82.0
mm. (Da 2de agosto de 1973), que adems corresponden a la tormenta estadstica del ao producidas en
forma normal en el mes de agosto, podemos correlacionar este dato como un porcentaje de las diferentes
precipitaciones calculadas para los diferentes periodos de retorno como sigue;
Precipitacin de tormenta (Tr)= precipitacin mxima mensual/ porcentaje correspondiente a la mxima
de 24 horas.
El porcentaje correspondiente a la mxima de 24 horas es= 82/372.2=0.2203 (22.03%)
Por lo tanto:
Para el primer procedimiento se tiene como precipitacin de tormenta las siguientes:
hp=[ 95.15 + 41.49 Log ( Tr )]X 0.2303
Para Tr=5 aos; hp=124.15x0.2303=28.59 mm.
Para Tr=10 aos; hp=136.64x0.2303=31.46 mm.
Para Tr=25 aos: hp=153.15x0.2303=35.27 mm.
Para Tr=50 aos; hp=165.64x0.2303=38.14 mm.
Para Tr=100 aos; hp=178.13x0.2303=41.02 mm.
Para Tr=500 aos; hp=207.13x0.2303=47.70 mm.
Para Tr=1000 aos; hp=219.62x0.2303=50.57 mm.
Por lo que finalmente si tomamos un aproximado de 4 hrs. Para hacer la duracin de la tormenta
equivalente al tiempo de concentracin calculado, Tendremos una intensidad de lluvia de:
i=28.59/4= 7.14 mm/hr. Para Tr5
i=31.46/4= 7.86 mm/hr. Para Tr10
i=35.27/4= 8.81 mm/hr. Para Tr25
i=38.14/4= 9.53 mm/hr. Para Tr50
i=41.02/4=10.25mm/hr. Para Tr100
i=47.70/4=11.92mm/hr. Para Tr500
i=50.57/4=12.64mm/hr. Para Tr1000
Estas lluvias se consideran fuertes por estar prcticamente por encima de los 7.6 mm/h (lluvias de
tormenta).
PRESTIGYO 40
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EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO
Pero estas precipitaciones son las totales mximas en el da de la tormenta, por lo que hace falta deducir
la precipitacin en exceso o efectiva, con la que se deduce el coeficiente de escurrimiento resultando
C=0.38 (tomaremos conservadoramente C=0.30.)
Por lo tanto:
Si aplicamos ahora estas intensidades de lluvia a la cuenca de estudio para la formula racional tendremos
los siguientes gastos de avenidas para los diferentes periodos de retorno del arroyo EL TAGARETE:(utilizando programa HidroEsta) y aplicando formula racional se tiene:
Q5 = 76.07 M3/SEG. Mximo ordinario
Q10 = 83.74 M3/SEG. Mximo ordinario
Q25 = 93.87 M3/SEG. Extraordinario
Q50 =102.54 M3/SEG. Extraordinario
Q100 =109.21 M3/SEG. Mximo extraordinario
Q500 =127.00 M3/SEG. Excepcional
Q1000=134.67 M3/SEG. Catastrfico
CALCULO CON EL PROGRAMA SIATL (INEGI). CLCULO CON PROGRAMA HIDROESTA. Propiedad Valor
Elevacin mxima 2 745 m
Elevacin media 2 241 m
Elevacin mnima 1 738 m
Longitud 32 661 m
Pendiente Media 3.0831 %
Tiempo de Concentracin 218.96 (minutos)
rea Drenada: 127.86 km2
Periodo de Retorno: 5 aos
Coeficiente de escurrimiento: 3 %
Intensidad de la Lluvia: 7.14 mm/h.
Caudal 76.07 m3/s.
LA DIFERENCIA EN EL COEFICIENTE ES PORQUE EL SIATL MANEJA EL AREA EN KM2 Y
EL HIDROESTA EN HAS. PERO EN AMBOS CASOS EL RESULTADO ES EL MISMO.
PRESTIGYO 41
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EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO
DETERMINACION DEL COEFICIENTE C (periodo 1938-2011) CONSIDERANDO TODA EL AREA DE INFLUENCIA 127.86 KM2 Y LA PRECIPITACION MEDIA (mm)
PRECIPITACION TOTAL MENSUAL (mm) AO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
1938 S/D S/D S/D S/D S/D S/D 174.0 97.0 166.0 4.0 0.0 2.0
1939 7.0 0.0 0.0 0.0 11.0 66.5 31.0 175.5 76.0 51.0 12.0 79.0
1940 0.0 0.0 3.0 0.0 28.0 55.0 97.5 85.0 59.0 32.0 98.5 6.0
1941 0.0 4.0 12.0 6.0 17.0 37.0 140.0 167.5 106.0 58.0 4.0 45.0
1942 2.0 28.0 0.0 0.0 0.2 0.1 67.9 111.0 79.0 35.0 0.0 0.0
1943 12.0 0.0 0.0 0.0 249.0 74.0 97.0 132.0 45.0 11.0 14.0
1944 12.0 2.0 6.0 0.0 0.0 36.0 82.0 109.0 91.0 14.0 56.0 6.0
1945 10.0 1.0 0.0 0.0 0.9 0.7 127.0 82.0 59.0 23.0 7.0 0.0
1946 10.0 0.0 0.0 8.0 0.0 60.0 75.0 46.0 86.0 29.0 15.0 77.0
1947 26.0 0.0 1.0 0.0 0.1 74.0 237.0 189.0 67.0 8.0 0.0 11.0
1948 0.0 0.0 0.0 1.0 10.0 82.0 87.0 48.0 88.0 27.0 9.0 3.0
1949 23.0 0.0 0.0 0.0 0.0 71.0 114.0 104.0 175.0 12.0 0.0 27.0
1950 0.0 0.0 0.0 0.0 15.0 60.0 144.0 43.0 52.0 6.0 0.0 0.0
1951 0.0 0.0 0.0 0.0 15.0 21.7 85.1 0.0 4.0 0.0 36.0 33.0
1952 0.0 0.0 0.0 8.0 18.0 37.0 102.0 56.0 6.0 8.0 0.3 23.0
1953 0.0 23.0 0.0 0.0 4.0 17.0 87.0 135.0 18.0 16.0 1.0 27.0
1954 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 31.0 113.0 152.0 41.0 40.0 0.0 1.0
1955 28.6 0.0 0.0 0.0 0.0 26.0 117.0 153.0 165.0 35.0 0.0 0.0
1956 0.0 S/D 0.0 0.0 15.0 69.5 46.5 92.0 113.0 0.0 16.0 1.0
1957 2.0 1.0 0.0 0.0 0.0 8.0 111.0 143.0 36.5 106.0 0.0 6.0
1958 24.0 4.0 16.0 8.0 0.0 126.0 91.0 160.0 220.0 22.0 12.0 7.0
1959 0.0 0.0 0.0 3.0 2.0 38.0 90.0 136.0 4.0 33.0 0.0 5.0
1960 26.0 1.0 0.0 1.0 0.0 38.0 116.0 138.0 61.0 74.0 0.0 14.0
1961 27.0 0.0 0.0 27.0 0.0 134.0 202.0 122.0 85.0 6.0 3.0 42.0
1962 0.0 0.0 6.0 5.0 0.0 28.0 110.0 116.0 72.0 17.0 0.0 0.0
1963 3.0 0.0 0.0 0.0 52.0 78.0 145.0 179.6 114.5 33.0 6.0 43.0
1964 5.0 8.0 14.3 0.0 8.6 80.4 198.9 83.6 161.7 22.4 0.0 6.5
1965 6.8 6.9 0.0 0.0 0.0 22.1 90.6 107.3 98.2 6.0 4.0 39.0
1966 22.0 5.0 0.0 0.0 0.8 7.3 87.5 179.0 81.0 25.0 8.0 11.0
1967 2.0 0.5 0.0 1.0 0.0 25.3 108.0 269.0 89.0 2.6 0.4 1.7
1968 3.2 0.0 58.0 0.0 8.5 3.5 16.3 6.4 16.2 S/D 1.3 26.0
1969 8.0 0.0 0.0 0.0 0.0 16.0 161.0 95.0 58.0 51.0 22.2 28.0
1970 0.8 5.0 0.3 0.0 0.4 68.0 6.8 131.0 191.7 0.4 0.0 0.0
1971 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 121.0 103.0 200.0 49.0 34.0 0.0 5.0
1972 0.9 0.0 0.1 0.0 4.1 4.2 154.0 67.0 179.0 57.0 3.7 0.0
1973 0.0 3.4 0.0 0.0 4.0 3.7 16.4 335.0 77.0 28.0 0.0 S/D
1974 0.0 0.0 0.0 0.1 1.5 0.4 8.2 16.8 14.5 2.0 1.7 6.7
1975 2.4 0.0 0.0 0.0 0.2 16.3 186.0 117.0 3.4 23.1 0.0 2.3
PRESTIGYO 42
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EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO
1976 0.4 0.0 0.4 3.0 0.0 114.0 221.0 123.0 96.0 23.0 23.0 2.8
1977 2.2 0.0 0.0 0.0 0.4 11.8 20.3 7.4 76.0 26.0 0.1 0.0
1978 0.0 0.9 0.0 11.0 0.0 3.4 160.0 160.0 136.0 36.0 1.0 5.0
1979 68.0 0.7 0.1 0.0 0.4 3.7 128.2 125.7 31.0 0.0 1.0 12.0
1980 9.9 0.5 0.2 0.0 0.1 4.3 19.2 179.0 263.0 92.5 1.8 0.0
1981 30.0 5.0 1.5 34.0 3.0 71.0 77.0 221.0 104.0 100.4 0.0 8.1
1982 4.2 0.0 0.0 1.7 5.3 20.0 182.4 91.2 39.0 11.1 32.9 39.6
1983 37.5 7.6 11.9 0.0 39.3 38.0 73.9 230.9 74.1 42.0 0.0 10.0
1984 53.4 9.9 0.0 0.0 10.5 237.6 182.2 95.2 55.6 11.9 12.5 36.4
1985 31.0 0.0 0.0 8.8 0.0 106.4 135.3 79.0 103.9 15.4 0.0 4.0
1986 12.5 1.6 0.0 2.6 4.5 92.2 178.8 106.2 115.1 57.0 0.0 24.2
1987 1.8 12.6 0.0 1.6 30.4 5.8 100.5 208.4 49.8 21.7 0.0 22.7
1988 0.5 0.0 2.4 4.4 1.9 201.7 214.5 67.2 28.6 0.0 0.0 2.1
1989 S/D 0.0 0.0 0.0 24.1 7.2 152.2 236.0 105.2 22.8 87.5 22.2
1990 6.0 1.0 0.0 1.0 154.0 11.0 154.0 55.0 90.0 18.0 0.0 0.0
1991 0.0 16.8 0.0 0.0 0.0 17.8 S/D 275.0 137.4 68.6 49.7 34.8
1992 138.9 19.9 4.1 S/D 6.3 7.8 137.7 193.5 81.8 23.4 0.0 6.7
1993 3.6 0.0 0.0 1.2 12.4 96.0 181.5 65.9 279.4 4.5 25.2 1.7
1994 4.1 0.0 17.9 37.3 0.0 121.7 148.5 211.2 92.9 66.3 1.3 26.7
1995 4.8 2.8 0.0 0.0 0.0 71.2 135.6 S/D 99.7 1.3 0.0 5.2
1996 0.0 0.0 0.0 2.9 5.3 111.8 84.7 202.6 94.0 43.2 20.3 6.6
1997 62.2 6.8 11.0 45.7 63.6 78.7 127.8 97.7 117.7 15.9 47.0 4.3
1998 0.0 9.6 0.0 0.0 0.0 20.6 75.8 170.1 54.1 42.2 0.0 0.0
1999 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 185.3 141.8 131.4 81.5 1.4 0.0 11.5
2000 0.0 0.0 0.0 0.0 3.1 153.9 77.9 62.8 107.8 98.1 20.0 0.0
2001 1.1 1.3 22.8 34.9 23.7 77.6 263.0 112.7 44.7 8.4 0.0 9.2
2002 4.5 18.6 0.0 5.3 5.5 30.6 172.7 166.8 61.8 34.7 41.1 0.0
2003 28.5 25.0 0.0 2.4 13.3 174.3 165.6 93.9 S/D 57.5 0.0 0.0
2004 71.7 4.1 12.3 2.4 1.6 75.5 163.8 255.3 183.4 16.0 31.7 6.4
2005 0.0 31.0 5.6 0.0 0.0 0.0 218.0 252.4 81.0 15.2 0.0 0.0
2006 18.2 0.0 26.0 0.0 26.9 103.8 240.7 258.6 177.9 47.2 0.0 20.5
2007 13.4 0.0 0.0 0.0 15.1 102.2 219.7 114.4 78.3 13.5 6.4 1.4
2008 0.0 0.0 0.0 1.4 S/D 53.9 S/D 372.7 174.2 74.1 1.4 0.0
2009 0.0 0.0 S/D 1.3 62.5 S/D S/D 206.9 98.5 S/D S/D S/D
2010 S/D 39.0 15.0 0.0 0.0 190.0 351.0 44.0 199.0 5.0 0.0 0.0
2011 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4.0 309.0 66.0 144.0 0.0 0.0 0.0
SUMA 872.1 307.5 247.9 271.0 729.5 4416.5 9043.0 9785.8 6785.1 2095.8 732.0 920.3
MEDIA(cm) 1.179 0.416 0.335 0.366 0.986 5.968243 12.22027 13.224054 9.169054 2.832162 0.989 1.244
he (cm) 0.412 0.175 0.127 0.132 0.335 2.387297 5.499122 6.612027 3.575931 1.076222 0.297 0.348
C 0.35 0.42 0.38 0.36 0.34 0.4 0.45 0.5 0.39 0.38 0.3 0.28
C 0.379
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Arroyo El Tagarete
El rea de la cuenca del arroyo el tagarete se observa en la imagen, tambin con una conformacin
alargada, pero de
Extensin pequea.
DATOS DE LA CUENCA DEL ARROYO EL TAGARETE:
Propiedad Valor
Elevacin mxima 2 745 m
Elevacin media 2 241 m
Elevacin mnima 1 738 m
Longitud 32 661 m
Pendiente Media 3.0831 %
Tiempo de Concentracin 218.96 (minutos)
rea Drenada 127.86 km2
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Presa de LA MAQUINA sobre el arroyo el Tagarete en las cercanas de Santiago Papasquiaro. Obsrvese el escurrimiento antes de una avenida mxima ordinaria histrica, el da 24 del mes de agosto
del ao 2008, precisamente antes de la precipitacin extraordinaria del da 27 de agosto en la estacin.
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Imagen de avenida mxima ordinaria tomada el da 11 de julio de 2009 en el arroyo El Tagarete escurriendo sobre la cortina de la presa La Maquina ubicada en las cercanas de la Cd. De Santiago Papasquiaro, obsrvese la intensidad de flujo durante la etapa ascendente de una avenida mxima
ordinaria, se considera a los meses de julio, agosto y septiembre como la poca de las crecientes.
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ANALISIS PARA EL RIO SANTIAGO
RIO SANTIAGO Para el rio Santiago similarmente no se cuenta con ms informacin hidrometeorlogica que la proporcionada por CNA. Que corresponde exclusivamente a los datos de precipitaciones mximas
mensuales para el periodo de 1938 a 2013 (74 aos), por lo tanto se aplicara mtodo indirecto para
simular la relacin lluvia-escurrimiento, el cual constara de los siguientes pasos:
Caractersticas de la cuenca
Coeficiente de escurrimiento C y nmero escurrimiento N
Seleccin de las estaciones hidromtricas y climatolgicas (solo se tienen datos de 2 estaciones)
Anlisis de frecuencias ( inferido)
Precipitacin media
Construccin de curvas i-d-tr ( inferidas)
Lluvia de diseo y lluvia en exceso
Clculo del gasto de diseo
3.3.- CARACTERISTICAS DE LA CUENCA.
SANTIAGO PAPASQUIARO se encuentra ubicado en la parte alta de la cuenca de los ros Nazas-
aguanaval, forma parte de tres regiones hidrolgicas conocidas como Sinaloa (RH10), Presidio-San
Pedro(RH11) y Nazas-Aguanaval (RH36), de donde derivan cuatro cuencas hidrogrficas, de ellas
sobresalen dos cuencas principales como son la del Rio San Lorenzo que abastece de agua a la Presa Jos
Lpez Portillo (Comedero), con capacidad para almacenar 2,250 millones de metros cbicos de agua, que
es una de las principales fuentes de abasto de agua para la zona agrcola del Estado de Sinaloa y la cuenca
de la Presa Lzaro Crdenas que comprende los ros Santiago y Tepephuanes que abastecen a la presa del
mismo nombre comnmente conocida como El Palmito, con capacidad para almacenar 2,873 millones de metros cbicos de agua, la cual deriva a la Presa Francisco Zarco, principal fuente de agua para la
regin lagunera de los estados de Durango y Coahuila.
Cabe mencionar que el 45% del territorio de Santiago Papasquiaro forma parte de la regin hidrolgica
(RH36) y el 55% restante a las regiones hidrolgicas (RH10) y (RH11).
La cuenca se encuentra ubicada entre los paralelos 34o 05 N y 26o 30 N; y los meridianos 104o 30 W y
106O 25 W (INEGI). Se ubica dentro de la regin III Pacifico-Norte de la Comisin Nacional Forestal.
La elevacin sobre el nivel del mar va desde los 1,300 m hasta los 3,300 m. La regin que pertenece al
municipio comprende 2,870 km2. Desde el parteaguas hasta la presa Lzaro Crdenas, est conformada por las subcuencas El Palmito y Salom con los ros Santiago (23.8%), Tepehuanes(9.3%), Sixtin y Ramos (11.8%), con una superficie aproximada de 19,000 km2. Esta parte alta del Nazas, es la zona de mayor aportacin de agua, con fuertes pendientes y una pluviometra superior a los 500
milmetros; es la zona ms excedentaria en materia de escurrimiento. Aqu se genera el 85% de los
escurrimientos superficiales cuantificados en la cuenca del Nazas utilizados en la agricultura de riego en
la parte baja.
Santiago Papasquiaro tiene ros de carcter permanente e intermitente, los ros que se encuentran dentro
del municipio son: Ramos, Tepehuanes, Santiago, San Gregorio y Torreoncillo. Los arroyos presentes en el municipio son: Cazadero, Tagarete, San Nicols, Los Pochones,Rancho Nuevo y San Antonio.
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Zona de captacin de agua en la cuenca del Rio Santiago
En la cuenca del rio Santiagose encuentra una de las corrientes superficiales ms importantes; el Rio Santiago que atraviesa los lmites de la UMAFOR 1005 de sur a norte, ya que sta se origina en la parte norte de Durango, continuando en gran parte del territorio del municipio de Canatln, adems recibiendo
los escurrimientos generados en la UMAFOR que son vertidos al Rio Santiago. Los escurrimientos medios anuales se encuentran en el rango de 50 a 100 mm, las principales corrientes que abastecen al
Rio Santiago por la parte oeste, donde se encuentra el rea de transicin de la parte baja del rio hacia el macizo forestal en la sierra son los arroyos de San Jos del pachn, San Nicols de Tarimoro, El Tagarete y El Cazadero; por la parte este, se tienen pequeos arroyos con escurrimientos intermitentes o temporales como son Chiqueritos, Los Alisos, Llano Prieto, Las Enramadas, Diez de Abril, Cuevecillas, El Tambor y el de Cinaga de San Jos. El uso del agua en esta cuenca es para consumo humano y animal, la porcin que pasa por la cabecera municipal se utiliza para la agricultura
Los reportes de la Comisin Nacional del Agua tienen considerada la parte del Rio Santiagocomo zona de inundacin, esto deriva por la extensin de la cuenca y la acumulacin de escurrimientos en la
temporada de lluvias, adems de la poca pendiente en la parte baja del rio. Sobre las mrgenes de este rio,
se encuentran 101 poblados que representan el 28% de los centros de poblacin y en los que habitan
29,847 personas. En esta cuenca destaca la ciudad de Santiago Papasquiaro que se ubica sobre la margen
del rio, lo que representa una presin por los recursos hdricos para consumo humano, adems de que
gran parte de las aguas residuales generadas por los poblados tienen como destino el cauce del Rio Santiago. Sera recomendable la construccin de una presa de regulacin de avenidas del ro, en un sitio estratgico antes de la llegada del agua a las poblaciones para evitar eventos catastrficos.
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Las principales caractersticas de la cuenca del rio Santiago hasta el punto donde confluye con los arroyos El Tagarete y La Cieneguita y El Frijol. Son las siguientes:
Datos de la cuenca antes de llegar al arroyo el tagarete Propiedad Valor
Elevacin mxima -----------------------------------2 599 m
Elevacin media --------------------------------------2 160 m
Elevacin mnima-------------------------------------1 721 m
Longitud --------------------------------------------20 8207 m
Pendiente Media-------------------------------------0.4216 %
Tiempo de Concentracin---------------1 990.61 (minutos)
rea Drenada-----------------------------------3 093.65 km2
La Cuenca tiene forma alargada y
forma un drenaje tipo dendrtico
ramificado donde el rio Santiago es
el sistema colector, que se localiza
al centro de la Cuenca formando
un eje con alineamiento NW
( NOROESTE).
rea de la cuenca para el rio
santiago.
Se considera esta cuenca por su
extensin como una cuenca media,
ya que: El rea de la cuenca se
obtuvo en una preliminar instancia
por medio del sistema SIATL
del INEGI. Obtenindose un
rea total drenada hasta el punto de
estudio en Santiago Papasquiaro,
en la confluencia del rio
Santiago con los arroyos el
tagarete y la cieneguita y el
frijol (incluidos) de:
rea Drenada----------3249.16 km2
Longitud y pendiente del cauce
Longitud------------------209 268 m.
Pendiente Media-------------0.42 %
Tipo de suelo y cobertura y uso de
suelo.
Se aprecia un sistema o red de
cauces de tipo enrejado con
tributarios de orden mayor que 4
por lo que el agua baja
rpidamente
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La cuenca se aprecia muy densa con el sistema muy ramificado por lo que la respuesta del escurrimiento
a las precipitaciones es rpida, drenando rpidamente el agua al arroyo principal.
Se observa vista en 3D del programa SIATL (INEGI) de la cuenca para el rio Santiago en color naranja con nivel de exageracin 100, ngulo de inclinacin de 45
o, velocidad de avance de 15 pixeles y
grados de giro 2
LOCALIZACION DE LA CUE