Hidro Sistema 1

5/24/2018 Hidro Sistema 1

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HIDROLOGIA SISTEMA 1

AREA DE LA CUENCA

La delimitacin de una cuenca se hace sobre un plano a curvas de nivel, siguiendo

las lneas del divortium acuarum o lneas de las altas cumbres.El rea es la superficie contenida dentro de la delimitacin proyectada en un plano

horizontal, y se determina de manera digital.

El rea medida es:A = 1.43 Km2

EL PERIMETRO REAL

El parte aguas (divisoria),es una lnea imaginaria formada por los puntos de mayornivel topogrfico y que separa la cuenca de las cuencas vecinas. Esta lnea separa las

precipitaciones que caen en cuencas inmediatamente vecinas y dirige la escorrentaresultante para uno u otro sistema fluvial. Esta lnea atraviesa el curso de agua nicamenteen la salida de la cuenca. Une los puntos de mxima cota entre cuencas, lo que no impideque dentro de la cuenca existan cotas ms elevadas que cualquier punto de la divisoria.

Utilizando el mtodo del hilo el permetro real de la cuenca del ri Huajlaya es:P = 1.634 Km.

EL PERIMETRO ESTILIZADO

El permetro estilizado es una lnea que se traza con lneas rectas siguiendo elpermetro real de la cuenca, con la condicin de que las reas que queden fuera de la cuencasean compensadas con las reas que se incluyen a la cuenca.

Permetro realPermetro estilizado

Entre el permetro Real y el permetro estilizado no debe existir una diferencia mayor al8 %,

Pe = 1.56 Km

VARIACIN ENTRE PERMETROS 4.53 %


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INDICE DE COMPACIDAD O INDICE DE GRAVELIUS

Conocido tambin como ndice de Gravelius, es el que da una idea de la forma de lacuenca, siendo la relacin entre el permetro de la cuenca y el de un crculo de la mismasuperficie. Se expresa de la siguiente forma:

A

PeIG *28.0=

Donde:P: Permetro estilizado.A: rea de la cuencaReemplazando tenemos:

==

1.43

56.1*28.0IG

IG= 0.37RECTANGULO EQUIVALENTE

Es un rectngulo que tiene la misma superficie de la cuenca, el mismo permetro, elmismo ndice de compacidad, e idntica reparticin hipsomtrica. Se trata de unatransformacin puramente geomtrica de la cuenca en un rectngulo del mismo permetro,convirtindose las curvas de nivel en rectas paralelas al lado menor, siendo stas la primeray ltima curvas de nivel. La influencia del relieve es muy importante ya que las pendientesde la cuenca condicionan fuertemente la escorrenta superficial, infiltracin, arrastres desedimentos, etc.

Los lados de este rectngulo estn expresados por:

A = L * l L = A/lP = 2 ( L + l )

P = 2 (A/l + l) 2 l2- P l +2 A = 0

Resolviendo la ecuacin de segundo grado se obtiene las relaciones para calcular ellado mayor y lado menor del rectngulo equivalente:

4

162 APPl

=

4

162 APPL

+=

DondeA= rea de la cuencaP = permetroL= lado mayorl = lado menorReemplazando en las frmulas correspondientes obtenemos:

KmL 12.1= . Kml 41.0=


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TIEMPO DE CONCENTRACIN DE LA CUENCA

El tiempo de concentracin es el tiempo que tarda en recorrer una gota desde el puntoms lejano de un extremo de la cuenca hasta llegar al punto de aforo o desemboque.

Este tiempo es constante para toda la cuenca

Para calcular el tiempo de concentracin existen varias mtodos entre ellos estn lasfrmulas empricas los cuales aplicaremos en el presente estudio.

Se requieren los siguientes datos:rea de la cuenca (km) A= 1.43 [km]Longitud del ro o curso principal (Km.) L= 0.98 [Km.]Pendiente media del ro J= 0.321 [m/m]Desnivel mximo del curso de agua ms largo H= 315 [m]

PENDIENTE MEDIA DEL RIO PRINCIPAL.

La pendiente media es igual al desnivel entre los extremos de la corriente dividido entre sulongitud medida en planta.

321.0980

26392954=

=J


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FORMULAS PARA EL CLCULO DE Tc

CHEREQUE (ALCANTARILLAS)

Tc = 0.1011 [hrs.]

FORMULA CALIFORNIANA

Tc = 0.10 [hrs.]

FORMULA VENTURA Y HERAS

Tc = 0.1055 [hrs]

GIANDOTTI

Tc = 0.44 [hrs.]

Tomando el promedio entre las frmulas determinamos:

Tc = 0.18 [hrs.]

Este valor es aceptado, debido a la topografa de la cuenca que presenta pendientes mediasy un poco altas, y su rea es de magnitud pequea, por lo tanto la velocidad deescurrimiento del agua es alta y el tiempo de concentracin es pequeo.

385,0

3

)*871,0(HLTc =

77.0

66,0

=

J

LTc

J

ATc 05.0=

LJ

LATc

**3.25

*5,1*4 +=


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ESTIMACION LLUVIAS MAXIMAS

ESTACIONES CON PRECIPITACIONES MXIMAS

SERIE DE TIEMPO DE PRECIPITACION MAXIMA EN 24 HORAS [mm] - ESTACION SAN LUCAAO / MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC AN

1975 38.0 45.5 36.0 13.5 1.2 0.0 0.0 0.0 33.3 29.0 10.2 10.0

1977 20.0 20.0 20.0 13.4 0.0 0.0 0.0 0.0 8.0 20.0 26.1 20.0

1978 31.0 24.3 30.0 12.0 0.0 0.0 0.8 2.0 0.2 16.0 14.3 24.1

1979 20.0 25.5 20.0 1.0 0.0 0.0 12.0 0.0 20.5 23.2 17.5 77.0

1980 30.8 39.2 10.0 0.0 8.2 0.0 0.0 0.9 0.2 18.4 8.8 18.4

1981 25.3 8.1 40.4 10.3 0.1 0.0 0.0 18.0 14.0 10.0 31.0 45.0

1982 38.0 41.0 22.0 12.0 0.0 0.0 0.0 0.0 6.0 5.5 14.5 30.0

1983 30.0 22.0 5.5 3.0 0.0 0.0 0.0 0.0 7.0 30.0 30.0 40.0

1984 30.0 26.0 20.0 8.9 0.0 0.0 0.0 5.0 2.0 20.0 21.0 23.6

1985 24.2 25.2 20.0 20.0 0.0 3.0 0.0 2.0 4.0 12.0 20.0 20.0

1986 24.2 25.2 22.6 8.9 0.9 0.8 0.9 2.0 15.0 0.0 0.0 23.6 1987 20.0 20.0 20.0 10.0 2.0 8.0 0.0 10.0 22.0 20.0 5.0

1988 16.0 15.0 20.0 20.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 9.0 20.0 20.0

1989 20.0 20.0 12.0 20.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 20.0 18.0 20.0

1990 20.0 20.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4.0 0.0 20.0 20.0 18.0

1991 20.0 28.0 20.0 18.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 20.0 23.0 20.0

1992 20.0 20.0 14.0 8.0 0.0 11.0 0.0 0.0 0.0 6.0 20.0 20.0

1993 15.0 29.0 72.0 4.0 0.0 2.0 0.0 7.0 12.5 10.0 31.0 14.0

1994 10.0 15.0 15.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.0 20.0 12.0 14.5

1995 30.0 20.3 14.0 0.0 12.0 0.0 0.0 0.0 1.0 6.0 12.0 20.0

1996 23.0 17.0 13.0 23.0 0.0 0.0 0.0 20.0 3.5 2.0 10.0 50.0

1997 47.0 27.0 40.0 4.0 0.0 0.0 0.0 0.0 24.0 0.0 58.0 14.0

1998 9.0 18.5 19.0 3.0 0.0 1.0 0.0 0.0 0.0 7.5 21.8 14.0

1999 19.5 57.0 27.0 3.0 0.0 0.0 0.0 0.0 8.0 4.5 4.0 14.6 2000 23.0 20.3 10.0 6.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 13.0 19.7 15.0

Mximo mensual 47.0 57.0 72.0 23.0 12.0 11.0 12.0 20.0 33.3 30.0 58.0 77.0

Media mensual 24.2 25.2 22.6 8.9 0.9 0.8 0.9 2.4 6.9 13.8 19.3 23.6

Desvo standard 8.7 10.6 13.8 7.2 2.9 2.3 2.8 5.3 8.8 8.7 11.2 15.2

Datos rellenados

Fuente de la infor bs: SENAMHI Reg - Chuqui


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PRECIPITACIN MXIMA / 24 HORAS (mm) REGISTRADA,

MUNICIPIO INCAHUASI

AO ENE FEB MAR ABRIL MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUAL

1983 19.2 27.1 15.1 2.1 0.0 0.0 0.0 0.0 9.0 2.0 18.1 17.0 27.11984 25.0 63.2 20.1 10.0 0.0 0.0 0.0 20.1 0.0 15.0 40.9 20.5 63.21985 12.6 27.3 0.0 18.3 0.0 20.0 0.0 4.4 1.3 1.5 50.0 36.5 50.01986 31.0 20.0 41.5 25.0 0.0 0.0 0.0 0.0 15.0 10.0 20.0 40.5 41.51987 45.0 20.0 10.3 11.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 19.5 18.2 4.0 45.01988 39.5 30.0 40.7 20.1 0.0 0.0 0.0 0.0 2.5 4.5 5.5 20.4 40.71989 20.9 12.7 40.8 20.6 0.0 1.2 5.0 0.0 0.0 15.3 15.5 20.0 40.81990 20.2 20.2 14.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 13.3 20.9 18.5 20.91991 44.7 18.8 16.2 20.6 0.0 0.0 0.0 2.5 4.5 7.5 13.1 15.5 44.71992 20.6 32.5 18.5 1.5 0.0 0.0 0.0 0.0 3.4 8.7 13.5 21.5 32.51993 24.5 24.5 40.5 4.7 15.5 0.0 0.0 3.2 1.5 43.6 32.5 18.5 43.61994 15.5 26.5 10.0 3.5 1.5 0.0 0.0 0.0 2.5 18.5 28.5 S/Reg S/Reg

1995 28.5 19.5 27.5 10.5 9.5 0.0 0.0 0.0 9.2 3.5 12.2 16.5 28.51996 10.8 24.7 31.5 11.3 14.3 0.0 0.0 12.6 6.6 2.2 10.6 22.5 31.51997 11.4 S/Reg S/Reg S/Reg S/Reg S/Reg S/Reg S/Reg S/Reg 4.8 7.5 7.3 S/Reg1998 15.5 20.5 7.4 4.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 14.5 22.5 3.3 22.51999 40.6 26.5 45.4 11.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 20.0 S/Reg S/Reg S/Reg2000 150.2 18.5 52.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.4 3.4 13.5 150.22001 S/Reg 47.2 44.3 S/Reg S/Reg S/Reg S/Reg S/Reg S/Reg S/Reg S/Reg S/Reg S/Reg

MAXIMA 150.2 63.2 52.5 25.0 15.5 20.0 5.0 20.1 15.0 43.6 50.0 40.5 150.2FUENTE: Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa, 2002.


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CALCULO DE LOS PARAMETROS NECESARIOS

27.1

63.2

50

41.5

45

40.7

40.8

20.9

44.7

32.5

43.6

28.5

31.5

22.5

150.2

150.2


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CALCULO DE LA MODA PONDERADA

2516

)25*..()16*...(:..

+

+=

IncahuasiEdLucasSanEdEdpPonderadaModa

388.30=

Edp

CALCULO DE LA CARACTERISTICA PONDERADA

2516

)25*..()16*...(:..

+

+=

IncahuasiKdLucasSanKdKdpPonderadaticaCaracteris

468.1=Kdp


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CALCULO DE LLUVIAS MAXIMAS PARA DIFERENTES TIEMPOS DERETORNO

( )TKdptEdpThtc log1. +

=

Donde:HtcT: Precipitacin mxima diaria para un periodo T de retorno (mm)Edp: Moda ponderada (mm)t: Tiempo de concentracin de la cuenca (hrs)Kdp: Caracterstica ponderada (mm)T: Periodo de retorno (aos): Coeficiente (2 para cuencas pequeas; 12 para cuencas grandes): Coeficiente (0.2 para Tarija)


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CALCULO DE INTENSIDADES MAXIMAS PARA DIFERENTES TIEMPOS DERETORNO

tc

ThtcTx

...Im =

INTENSIDAD MXIMA PARA EL TIEMPO DE CONCENTRACIN


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ESTIMACION DE CAUDALES MAXIMOS

METODO RACIONALEl mtodo de la frmula racional permite hacer estimaciones de los caudales mximos de

escorrenta usando las intensidades mximas de precipitacin. Bsicamente el criterio delmtodo Racional, indica que el caudal mximo de escorrenta es directamente proporcionala la intensidad mxima de la lluvia para un periodo de duracin igual al tiempo deconcentracin, y al rea de la cuenca. El tiempo de concentracin representa el tiempo quedemora una partcula de agua para trasladarse del punto ms remoto de la cuenca hasta elpunto de desage. Cuando haya transcurrido este tiempo toda la Cuenca estarcontribuyendo a formar el caudal de la escorrenta que tendr en consecuencia un valormximo, el modelo es:

6.3

AiCQ

=

Donde:Q: Caudal mximo de escorrenta [m3/s].C: Coeficiente de escorrenta viene dado, tomando los criterios mostrados en las

tablas que se muestran a continuacin.i: Intensidad mxima de la lluvia para un periodo de duracin igual al tiempo de

concentracin, y para la frecuencia deseado en el diseo [mm/h].A: rea de la cuenca [Km2].

CALCULO DE CAUDALES MAXIMOS PARA DIFERENTES TIEMPOS DERETORNO

6.3)(Im.. AaxCTQmx

=

CAUDALES MAXIMOS

Periodo de retorno Caudal mx.

T ( aos ) (m3/s)


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