Proyecto Final Hidrologia Final

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Proyecto de calculo de hidrograma total pro el metodo de clark d eun cuencuaademas de calculo de diseno de una alcantarilla para la catacion de precipitaciones generadas en un cuenca

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  • 5/28/2018 Proyecto Final Hidrologia Final

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    Universidad Santa Mara

    Facultad de Ingeniera

    Ctedra: Hidrologa

    Extensin Barcelona

    Trabajo final Hidrologa

    Integrantes:

    Juan C. Talavera C.I. 20.360.501 Rafael Tabares C.I. 21.067.888

    Marzo del 2014

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    1. Alcance

    El presente informe establece el clculo de una cuenca hidrogrfica ubicada en el estado

    Anzotegui mediante la distribucin de Gumbel, como adems tambin contempla el clculoy diseo de una alcantarilla proyectada a captar las aguas pluviales provenientes de esta

    cuenca. Por ultimo tambin se realiza un estudio de Hidrgrama de una cuenca modelo

    mediante el proceso de Clark del Hidrograma Unitario.

    2. ndiceContenido

    1. Alcance ........................................................................................................................... 2

    2. ndice .............................................................................................................................. 2

    3. Objetivos ......................................................................................................................... 3

    4. Ubicacin ........................................................................................................................ 4

    5. Cdigos y Documentos Aplicados ................................................................................. 4

    6. Memoria Descriptiva ...................................................................................................... 4

    6.1 Anlisis Topogrfico y Geomtrico de la Cuenca ................................................... 5

    6.2 Anlisis de Frecuencia ............................................................................................. 7

    6.3 Proyeccin de la Alcantarilla ................................................................................... 9

    6.4 Diseo de la Alcantarilla ........................................................................................ 10

    6.5Mtodo de Clark para Clculo de Hidrograma Unitario ............................................. 11

    7. Memoria de Calculo ..................................................................................................... 13

    7.1 Calculo Topogrfico y Geomtrico de la Cuenca .................................................. 13

    7.2 Clculos de Anlisis de Frecuencia ....................................................................... 15

    7.3 Clculos de Proyeccin de Alcantarilla para TR 50 aos ...................................... 18

    7.4 Clculos Realizados para Determinar el Hidrograma Unitario por Mtodo de Clark

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    Tabla Numero 1. Calculo de Lluvia Efectiva ............................................................... 25

    Tabla Numero 2. Patrn de Lluvia ............................................................................... 26

    Tabla Numero 3. Calculo de Ci .................................................................................... 27

    Tabla Numero 4. Hidrograma Total ............................................................................. 28

    8. Conclusiones ................................................................................................................. 28

    9. Anexos .......................................................................................................................... 29

    9.1 Anexo Numero 1 Registros de Precipitaciones en la Zona................................ 29

    9.2 Anexo Numero 2 Tabla de valores de yn y sn................................................... 30

    9.3 Anexo Numero 3 Curva IDF Regin XVII........................................................ 31

    9.4 Grafica para el Clculo del Coeficiente K ............................................................. 32

    9.5 Anexo Numero 5, Plano L-14 con cauces identificados.................................... 33

    9.6 Anexo Numero 6 (TABLA VII-6, Valores de coeficiente de escorrenta para zonas

    rurales)............................................................................................................................ 34

    9.7 Anexo Numero 7 (Fig. VII-86) .............................................................................. 35

    9.8 Anexo Numero 8 (Fig. VII-90) .............................................................................. 36

    9.9 Anexo Numero 9 (Fig. VII-98a) ............................................................................ 37

    9.10 Cuenca Modelo .................................................................................................. 38

    3. Objetivos

    Determinar cul es el cauce principal de la cuenca hidrogrfica analizada. Calcular la intensidad de lluvia mxima probable para un periodo de retorno de

    50aos en la cuenca a analizar.

    Calcular y disear una alcantarilla capaz de captar las aguas pluviales provenientesde la cuenca hidrogrfica.

    Calcular el Hidrograma Total de una cuenca modelo aportada para realizar el anlisis.

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    4. Ubicacin

    Ubicado en Barcelona, Edo. Anzoategui, entre las coordenadas N 1.123.500 y E 320.500,

    N 1.125.000 y E 325.000.

    5. Cdigos y Documentos Aplicados

    Gua Calculo de C.O Clark Aplicada para Venezuela. Plano L-14 Registros meteorolgicos de Intensidades de Lluvia de la zona. Cuenca Modelo para clculo de Hidrograma Total. Gua para el Drenaje de Carreteras Curva Intensidad-Duracin-Frecuencia de la regin XVII6. Memoria Descriptiva

    El anlisis de la cuenca hidrogrfica se dividi e varias etapas en funcin a la naturaleza

    del aspecto a ser estudiado, en lneas generales primero se estudiaron aspectos topogrficosy geogrficos de la cuenca como por ejemplo las longitudes de los cauces, el rea influyente

    sobre cada cauce, pendientes, tiempo de concentracin de los cauces etc. Al ser determinado

    cual es el cauce principal de la cuenca, se procede a dividirlo en cuatro tramos de longitud

    equivalente en funcin a su pendiente y tiempo de concentracin. Luego el siguiente paso

    fue realizar un anlisis de frecuencia de lluvia sobre la cuenca aplicando el Mtodo o

    Distribucin de Gumbel, el cual estima la probabilidad basado en estadstica recolectada los

    valores mximos o mnimos de un valor, en este caso la intensidad de lluvia en funcin a un

    periodo de retorno en aos de una intensidad de lluvia mxima probable.

    Una vez obtenida la data sobre la intensidad mxima probable se procedi a proyectar la

    alcantarilla que recolectara estas aguas de lluvia que fluirn por la cuenca, para realizar esto

    se tomaron unos tipos de suelos probables para as determinar la el valor de escorrenta

    probable y as tener el caudal probable a ser recolectado. Luego se procedi al diseo de la

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    alcantarilla que atravesara transversalmente la carretera cumpliendo con los dimetros

    mnimos y altura mxima debido a la rasante de la carretera y sus respectivos controles a la

    entrada y salida. Y por ltimo se procedi a realizar el Mtodo de Clark o Mtodo del

    Hidrograma Unitario, el cual se basa en que si en un instante dado cayera una precipitacin

    unitaria por ejemplo 1mm distribuido uniformemente por la cuenca, el hidrgrama que se

    registrara en la salida seria la definicin del Hidrograma unitario Instantneo para el cual si

    no existiera ningn retardo en el flujo del caudal de agua debido a las escorrentas el clculo

    de este Hidrograma sera tan sencillo como asumir que el caudal en la primera hora

    correspondera al volumen en la primera franja de la iscrona de la cuenca, el de la segunda

    hora llegara el volumen precipitado entre las iscronas 1 hora y 2 horas y as

    respectivamente. A continuacin se presentara de manera ms detallada los criterios

    adoptados en cada etapa del clculo y diseo para luego presentar la memoria de clculo delproyecto.

    6.1Anlisis Topogrfico y Geomtrico de la CuencaHaciendo uso del plano proporcionado L-14 y del programa Autodesk AutoCAD se

    identificaron las diferentes cuencas que influyen sobre el punto de descarga establecido en

    las coordenadas N 123.750, E 320.700, luego mediante de un anlisis de las curvas de nivel

    proporcionadas por el plano se determin las reas que su escorrenta influira sobre la cuenca

    analizadas, determinando un rea total influyente sobre la cuenca de 1.085.179,27 m2 y

    siendo el punto ms alto de una cuenca en la cota 410 metros. Una vez determinada el rea

    total influyente sobre la cuenca e identificados los 17 cauces que corresponden a esta se

    procedi a determinar cul es el cauce principal de la cuenca, esto se realiza calculando el

    tiempo de concentracin de cada cauce siendo el principal el que tenga un mayor tiempo de

    concentracin. Sabiendo que el cauce principal debe ser uno de los cauces de mayor longitud,

    se tanteo con 5 cauces probables (los cauces denominados 7, 8, 9, 10 y 11 segn la grfica

    del anexo numero 5) haciendo uso de la siguiente formula:

    = 0,0195 (

    ),

    Donde L es la distancia total del cauce, H la diferencia de cotas entre el inicio y final del

    cauce.

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    Este valor de tiempo queda expresado en minutos, indicando el tiempo necesario para

    que el caudal saliente se estabilice cuando ocurre una precipitacin sobre la cuenca. El

    clculo arrojo que el cauce principal es el