UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGAUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGAE.F.P.: INGENIERIA CIVIL2014

Asunto: AFORO DEL RIO HUATATAS

Asignatura: HIDRAULICA FLUVIAL IC - 426

Docente: Ing. LEON PALACIOS, Edward

INTEGRANTES: -ARCE ESPINOZA, Rossana-CONDORI OCHOA, Fredy-DIAZ MEZA, Renan-MORALES CHAVEZ, Vetcy-PACHECO LAURA, Jorge

AFORO DEL RIO HUATAT

TABLA DE CONTENIDO

1.- INTRODUCCION52.- OBJETIVOS63.- FUNDAMENTO TERICO73.1.- AFORO DE AGUAS73.1.1.- MTODOS DE AFORO DE UN RIO:83.1.1.1.- METODO VOLUMETRICO83.1.1.2.- MTODO DEL FLOTADOR83.1.1.3.- MTODO DEL VERTEDERO93.1.1.4.- MTODO DEL VERTEDERO93.1.2.- CORRECCION DE VELOCIDAD (c)103.1.2.- UBICACIN DEL RIO HUATATAS103.1.2.1.- UBICACIN APROXIMADA:103.1.2.2.- NACIMIENTO DEL RIO HUATATAS113.1.2.3.- CUENCA DEL RIO HUATATAS133.1.2.4.- DELIMITACION DE CUENCA DEL RIO HUATATAS153.1.2.5.- CARACTERIZACION DE LA CUENCA PARAMETROS16FISICOS-MORFOMETRIA163.1.2.6.- SEGN TIPO DE CUENCA:173.1.2.7.- SEGN EL REA DE LA CUENCA:173.1.2.8.- FORMA DE LA CUENCA173.2.- CARACTERSTICAS ECONMICAS Y AMBIENTALES EN RIO HUATATAS183.2.1.- RIQUEZA DE RIO HUATATAS183.2.2.- ASPECTOS NEGATIVOS EN RIO HUATATAS194.- PROCEDIMIENTO DE AFORO204.1.- MATERIALES A UTILIZAR204.1.1.- Cuerda.204.1.2.- Wincha204.1.2.- Flexmetro204.1.3.- Cronometro214.1.4.- Flotador214.2.- SECCIN DE MEDICIN214.2.- LARGO DEL RIO224.3.- ANCHO DEL RIO224.4.- TIRANTE DEL RIO225.- CALCULO DEL CAUDAL274.1.- MEDICION DE LA SECCION A-A274.2.- MEDICION DE LA SECCION B-B284.3.- MEDICION DE TIEMPO294.4.- HALLANDO TIEMPO PROMEDIO (TP)294.5.- HALLANDO VELOCIDAD SUPERFICIAL (Vs )294.6.- HALLANDO AREA PROMEDIO294.7.- HALLANDO PERMETRO MOJADO304.8.- CLCULO DE RADIO HIDRALICO (R)304.9.- INTERCEPTANDO EL FACTOR DE CORRECCION304.10.- CALCULO DE VELOCIDAD MEDIA (Vm)314.11.- CAUDAL315.- CONCLUSION326.- RECOMENDACIONES337.- BIBLIOGRAFIA348.- ANEXOS35

AFORAMIENTO DEL RIO HUATATAS

1.- INTRODUCCION

En este presente informe hacemos un estudio del AFORAMIENTO DEL RIO HUATATAS en el comunidad de Muyurina, el dia sbado 05 de Abril, a las 10:30 a.m.

Este aforo hacemos con el propsito de obtener el caudal en una seccin transversal respecto en la direccin del rio en un punto determinado.

2.- OBJETIVOS

Calcular el caudal mximo del punto de aforo. Calculo de la velocidad media del rio y sta depende de la velocidad superficial del rio. Calculo del factor KC (Factor de correccin de la velocidad del rio). Calculo de la velocidad con el mtodo del flotador. Calculo del rea de la seccin traversal con el mtodo.

3.- FUNDAMENTO TERICO

3.1.- AFORO DE AGUASUna estacin de aforo es un conjunto de equipamientos que se instala en el cauce de un ro para medir los caudales de agua que circulan por l. Esta informacin resulta de inters por su aplicacin en muy diversasreas: estudiosbiolgicos, ecolgicos, geolgicos, hidrulicos,ingenieriles,deproteccin civil, etc.Tambin pueden medirse enestas estaciones las caractersticas fsico-qumicas del agua para conocer su estado y su capacidad de albergar vida, as como algunas variables meteorolgicas, como la lluvia, la temperatura y la humedad del ambiente, la velocidad y direccin del viento, la radiacin solar, etcEl aforo es la operacin de medicin del caudal en una seccin de un curso de agua. En los ros se mide en forma indirecta, teniendo en cuenta que:Q [m3/seg] = V [m/seg] x A [m2]CAUDAL = VELOCIDAD x AREAEl mtodo consiste entonces en medir la seccin del curso y la velocidad en la misma. Ello se hace a travs de verticales referidas a las mrgenes en las que se mide profundidad y velocidad. Se determinan as reas parciales y velocidades medias en las reas parciales con las cuales se determinan caudales parciales, cuya sumatoria arroja el caudal total.

Q= A1 V1 + A2. V2 + A3. V3 +. . . . . .En ros poco profundos el velocmetro debe ser suspendido por medio de una varilla de vadeo. En ros ms profundos, debe suspenderse de un cable o varilla desde un puente torno, vagoneta o bote.Sin embargo un aforo slo se puede realizar peridicamente ya que insume bastante tiempo, entre media hora a una hora, segn el ro a medir y el mtodo a utilizar.3.1.1.- MTODOS DE AFORO DE UN RIO:Existen varios mtodos para determinar el caudal de agua y los ms utilizados en los proyectos en zonas rurales son los mtodos volumtrico y de velocidad-rea. El primero es utilizado para calcular caudales hasta con un mximo de 10 lts./seg. y el segundo para caudales mayores a 10 lts./seg.3.1.1.1.- METODO VOLUMETRICOEl mtodo consiste en tomar el tiempo que demora en llenarse un recipiente de volumen conocido. Posteriormente se divide el volumen en litros entre el tiempo promedio en segundos, obtenindose el caudal en lts./seg.3.1.1.2.- MTODO DEL FLOTADORCon este mtodo se mide la velocidad del agua superficial que discurre de la fuente tomando el tiempo que demora un objeto flotante en llegar de un punto a otro en una seccin uniforme.Se toma un trecho de la corriente; se mide el rea de la seccin; se lanza un cuerpo que flote, aguas arriba de primer punto de control, y al paso del cuerpo por dicho punto se inicia la toma del tiempo que dura el viaje hasta el punto de control corriente abajo. El resultado de la velocidad se ajusta a un factor de 0.8 a 0.9. En nuestro caso se ha calculado con un factor de correccin Kc

3.1.1.3.- MTODO DEL VERTEDEROAforo con vertedero es otro mtodo de medicin de caudal, til en caudales pequeos. Se interrumpe el flujo del agua en la canaleta y se produce una depresin del nivel, se mide el tamao de la lmina de agua y su altura. El agua cae por un vertedero durante cierto tiempo, se mide la altura de la lmina y se calcula la cantidad de agua que se verti en ese tiempo.

3.1.1.4.- MTODO DEL VERTEDEROEn un ro cualquiera, para determinar el caudal que pasa por una seccin transversal, se requiere, a su vez, saber el caudal que pasa por cada una de la subsecciones en que se divide la seccin transversal. Para eso, se realiza el siguiente procedimiento para registrar las observaciones y calcular las velocidades y caudales. El correntmetro nos da el valor de las velocidades en el punto en donde se le sumerge.

3.1.2.- CORRECCION DE VELOCIDAD (c)

K=0,06paredeslisasconservadasdehormign,maderaometlicasK=0,16hormignnoperfectamentealisado,consalientesdemamposteradeladrilloy/opiedratalladaK=0,46hormigndescuidadoconalgodevegetacin,aguasturbiascondepsitosen las paredes.mamposteradepiedracomnnoperfilado.K=0,85tierraconseccinrectangulareventualmenterevestidaconguijarros,pocodepsito en elfondo,sinvegetacin.K=1,30tierradeseccinrectangular,conhierbasenelfondoymatasenlostaludes,limpiez-as peridicas.K=1,75tierraenmalascondicionesdeconservacin,matasdevegetacinabundante,depsit-os depeascosoguijarros,irregularidades,erosiones,conservacindescuidada.K=2,40cursosnaturalesdeaguacanalesexcavadosenelterreno.

3.1.2.- UBICACIN DEL RIO HUATATAS

3.1.2.1.- UBICACIN APROXIMADA:En WGS84DATUMZONA: 18LCoordenadas en UTM:NORTE: 8550977.22ESTE: 587078,73En coordenadas GeogrficasLATITUD: 13622.46SLONGITUD: 741148.04O

3.1.2.2.- NACIMIENTO DEL RIO HUATATASEl rio Huatatas nace de un manantial o naciente es una fuente natural de agua que brota de la tierra o entre las rocas.sta se origina por la filtracin de agua de lluvia y de una laguna existente a mas altura de ella que penetra en un rea y emerge en este lugar que es de menor altitud donde el agua no est confinada en un conducto impermeable.Cuyo ubicacin geogrfica del nacimiento es:Latitud : 1320'47.84"SLongitud: 7412'56.90"OAltitud: 4155 msnm

Grafico que nos muestra cmo nace un manantial

Ramificacin de los ros que forman un solo curso de agua.

Lugar donde nace el rio

Vista del manantial

3.1.2.3.- CUENCA DEL RIO HUATATASLa cuenca del ro Huatatas abarca 4 distritos de la provincia de huamanga, siendo estos: chiara, Carmen alto, san juan bautista y Ayacucho. Cuyas nacientes se encuentra en las partes altas del distrito de Chiara y termina al confluir con el ro alameda para forma luego el ro Muyurina. El gaseoducto del gasCcamisea atraviesa por las nacientes de esta cuenca. La cuenca de huatatas tiene una importancia recreativa y productiva para la poblacin urbana de la ciudad de huamanga, debido a su cercana y por la influencia geogrfica de sus distritos por donde atraviesa dicha cuenca. El ro de Huatatas desde tiempos de la colonia ha servido para irrigar el frtil valle que lleva su mismo nombre, donde se cultivan diversos cultivos como alfa alfares, frutales, etc. tambin ha sido un lugar, donde los viajeros que venan desde provincias descansaban en sus clidos pastos y se refrescaban con sus cristalinas aguas antes de hacer su ingreso a la ciudad, tambin sus caballos se alimentaban de la fresca hierba que crecan al borde del ro. Actualmente esta cuenca se est deteriorando, debido a la creciente contaminacin ambiental causada por una creciente poblacin, que busca en sus aguas como lavadero para lavar ropas y frazadas, como centro recreacional y otros fines. Existe una falta de cultura ambiental de la poblacin que visita a diario este que lo ha convertido en un basurero, donde se observa montculos de basura y desmonte, platos descartables, botellas, plsticos, etc. sin embargo, an conserva su naturaleza y en muchos lugares de esta cuenca se puede observar paisajes inslitos y una variedad de flora y fauna nativa. A travs de las visitas realizadas in situ, as como de las opiniones de la poblacin del lugar y visitantes, se pudo determinar que no existe un adecuado acceso al valle del ro Huatatas, no existe adecuados caminos peatonales en todo el recorrido del valle, no existe informacin y sealizacin eco turstica adecuada en la zona, as mismo, hay una escasa conciencia cultural y eco turstica de los pobladores y visitantes al valle del ro Huatatas. Todo esto ha generado que no se desarrolle adecuadamente las actividades eco turstico, deportes de aventura y de esparcimiento en la zona. Bajo estas circunstancias se puede notar producto del diagnstico un desconocimiento y poca valoracin de sus recursos, naturales, culturales y una prdida de identidad de la poblacin en general.

La ubicacin de los ros respectivos.

Tenemos el punto de aforo como referencia para delimitar.

3.1.2.4.- DELIMITACION DE CUENCA DEL RIO HUATATASPara su delimitacin se ha descargado de los cuadrantes para descargar de la pgina de minedu (http://sigmed.minedu.gob.pe/descargas/).

Cuadrantes 26-, 29-o, 27-, 27-o

Tenemos la delimitacin del punto de aforo.

3.1.2.5.- CARACTERIZACION DE LA CUENCA PARAMETROS FISICOS-MORFOMETRIAPara hallar los parmetros que se calcularan en el ArcMap 10 se necesitan como entrada de datos los siguientes:

Con estos 5 datos procederemos a calcular sus parmetros correspondientes: en este caso tenemos el Area, Perimetro, Cota Maxima, Cota Minima, Centroide en el eje X, Y, Z.

3.1.2.6.- SEGN TIPO DE CUENCA:- Cuenca exorreica (drenan sus aguas a un ocano o mar ) - Cuenca baja: es la parte de la cuenca en la cual el material extrado de la parte alta se deposita en lo que se llama cono de deyeccin.3.1.2.7.- SEGN EL REA DE LA CUENCA:

Tenemos como dato De la delimitacin con ArcMap 10, el Area=359Km2 en este caso segn el rea calculado diremos que es una cuenca de rea Intermedia-Pequea segn la tabla.3.1.2.8.- FORMA DE LA CUENCA- ndice de Gravelius o coeficiente de compacidad (Kc)

Indice de Gravelius o Coeficiente de Compacidad (KC)* Perimetro de la cuenca

* Area de la cuenca

con este resultado podemos decir que indica menor circular de la cuenca

3.2.- CARACTERSTICAS POSITIVAS Y NEGATIVAS EN RIO HUATATAS

3.2.1.- RIQUEZA DE RIO HUATATAS El valle recreacional de Huatatas, posee una riqueza natural expresada en la biodiversidad, el paisaje natural, los cuales constituyen recursos con el potencial turstico, porque ofrecen la posibilidad de crear productos ecotursticos, un segmento de gran importancia en el mercado nacional. En sus orillas alternan los terrenos bajos con los altos, facilitando as a los agricultores la explotacin y cultivo de todos los productos propios de la regin. Las aguas del rio Huatatas es utilizado para el consumo de los animales y el riego de las plantaciones (fauna y flora).

El paisaje natural con potencial turstico:

CATARATAS DE HUATATASEs un atractivo turstico que hace mayor concurrencia de habitantes.

3.2.2.- ASPECTOS NEGATIVOS EN RIO HUATATAS Explicando en una forma relativamente sencilla, podramos mencionar que la contaminacin en el rio Huatatas podra consistir en la incorporacin, al agua de materiales considerados como extrao tales como.- Productos Qumicos- Microorganismos.- Aguas Residuales.- Basura- Desages.estos materiales actan perjudicando la calidad del agua, de forma que la hacen intil para muchos de los usos que se llevan a cabo a da de hoy.

Fundamentalmente, el agua se contamina por culpa de la actividad humana, ya que la poblacin va creciendo cada ao. necesitando mas aguas, mas consumo, mas recursos. por todo ello, por todo ello se produce la emisin de gases txicos, la contaminacin por desechos.

Los principales contaminantes del rio Huatatas tales como: agentes infecciosos que causan trastornos gastrointestinales en baistas, otros residuos que tienden a demandar oxigeno, productos qumicos y nutrientes vegetales.

En temporadas de lluvias podemos presenciar aumento de caudal en el rio Huatas, el cual produce inundaciones principalmente en el valle de Mullurina.

Contaminacin en Rio Huatatas

Inundacin en Rio Huatatas4.- PROCEDIMIENTO DE AFORO

El mtodo flotador es el que utilizamos para realizar este proceso que consiste en un elemento natural o artificial que est en condiciones de flotar, el cual es arrastrado por las aguas ya sea parcial o totalmente sumergido a ella.

4.1.- MATERIALES A UTILIZAR

4.1.1.- Cuerda.La cuerda se utiliza para limitar el tramo del rio en el cual se va realizar el aforo.

4.1.2.- WinchaPara poder realizar la medida de cuanto estn distanciados los limites de aforo.

4.1.2.- FlexmetroSe sabe que se llama flexmetro a la cinta mtrica menor de 8 metros, este instrumento nos ayuda a seccionar la cuerda a medidas pequeas, ya sea 1 m o 0.5 m de acuerdo a criterio del responsable.

4.1.3.- CronometroInstrumento indispensable para realizar el aforo, este aparato nos ayudara a controlar el tiempo en que el flotador recorre desde punto del lmite aguas arriba de la seccin a aforarse.

4.1.4.- FlotadorObjeto que flota, puede ser una pequea pelota, envase de plstico o algn otro que tenga la caracterstica de flotar.

4.2.- SECCIN DE MEDICINEl lugar donde se va a efectuar la medicin se conoce como seccin transversal del curso de agua y donde se va medir se le conoce como la velocidad del agua, esta debe estar emplazada en un tramo del cauce o canal donde el flujo de agua tenga las siguientes caractersticas:

El tramo debe ser casi uniforme de cauce, que sus mrgenes sean rectas y paralelas.Debe tener un lecho estable.Una seccin transversal de flujo relativamente constante a lo largo del tramo recto.4.2.- LARGO DEL RIOEn este proceso realizado constamos en medir con una wincha un trayecto ms o menos recto del rio en el que no haya tantas turbulencias variantes en el agua que puedan perjudicar el trabajo. Dado las circunstancias procedimos a medir un trayecto del rio de 20 metros.4.3.- ANCHO DEL RIOEste proceso lo realizamos al medir el ancho del rio en la parte superior y final del rio con la cual obtenemos el promedio del ancho del rio con un margen de error pequeo, para nuestro caso 17.15 y 18.75 metros.4.4.- TIRANTE DEL RIOEste proceso de medicin se realiza para obtener el rea de la seccin transversal. Para obtener el rea se sumerge el bastn marcado los centmetros con un flexmetro para medir los tirantes del ro.

En la imagen se muestra la unin de los ros nio Yucaes con el rio Huatatas que forman el rio pongora el cual se tena que aforar cinco metros abajo pero como podemos observar el caudal del rio haba incrementado debido a la lluvia que un da antes del aforo se dio y segn pasaba la hora aumentaba mas.

En esta imagen podemos ver que nuestro compaero Fredy que no pudo ingresar al rio debido al incremento del caudal y tambin era inestable para nuestro compaero ya que en la orilla del rio le llegaba hasta las rodillas el agua motivo por el cual no aforamos en ese punto y por seguridad del compaero.

Se mide el ancho en dos zonas en la parte superior del rio y en el final para limitar el tramo a aforar con cuerdas y que aproximadamente estn distanciados, en este caso es de 18.7m en la parte superior y 15.6 en la parte final.

Medicin de la distancia del rio por donde har el recorrido el envase el cual para nuestro caso fue 20 metros.

Lnea de partida

Lnea de meta

Pegamos la cinta mtrica al bastn para poder medir la profundidad del rio y as poder hallar el rea y su permetro mojado.

\ Seguidamente medimos la profundidad del rio donde la parte ms profunda mide 46 centmetros siendo medido cada metro en el ancho del rio. Donde en el punto de seccionamiento sumergimos el bastn al fondo del rio para luego utilizar el flexmetro y as tomar la lectura del tirante del rio.Esta seccin Transversal del rio ser dibujado en autocad. Para poder calcular el rea.

Ahora soltamos el envase en la lnea de partida, luego cronometramos el tiempo que el envase tarda en llegar a la lnea de meta, este mismo procedimiento lo realizamos diez veces dando como resultado un promedio de 15.19 segundos.

Luego sacamos un promedio del tiempo recorrido.

5.- CALCULO DEL CAUDAL

4.1.- MEDICION DE LA SECCION A-A

A1=3.65m2P1=31.54 15.6P1=15.94m

CORTEA-A

X(m)Y(m)

00.02

10.1

20.13

30.08

40.13

50.12

60.25

70.38

80.46

90.44

100.34

110.26

120.3

130.33

140.35

150.11

15.60.03

4.2.- MEDICION DE LA SECCION B-B

A2=4.28m2P2=37.77 18.70P2=19.07m

B-B

X(m)Y(m)

00.01

10.03

20.13

30.24

40.31

50.43

60.37

70.31

80.3

90.17

100.2

110.21

120.17

130.2

140.21

150.23

160.27

170.26

180.21

18.70.09

4.3.- MEDICION DE TIEMPO

TIEMPO(s)

T1 18.75

T2 18.83

T3 17.50

T4 17.58

T5 13.00

T6 11.85

T7 12.93

T8 12.50

T9 13.78

4.4.- HALLANDO TIEMPO PROMEDIO (TP)

4.5.- HALLANDO VELOCIDAD SUPERFICIAL (Vs )

AB

L= 20m

4.6.- HALLANDO AREA PROMEDIOComo es un rea variable sacamos un promedio de las secciones

4.7.- HALLANDO PERMETRO MOJADO

4.8.- CLCULO DE RADIO HIDRALICO (R)

4.9.- INTERCEPTANDO EL FACTOR DE CORRECCION

Del cuadro de BAZINC=0.682

4.10.- CALCULO DE VELOCIDAD MEDIA (Vm)

4.11.- CAUDAL

5.- CONCLUSION

Se utiliz el promedio de velocidades debido a que las dimensiones del ro es variable entonces para obtener un caudal promedio el cual nos indique un mejor dato para la utilizacin en diseo.

Por problemas con el correntmetro no se pudo medir el caudal del rio el cual hubiera sido interesante para ver la diferencia entre los dos mtodos, y ver cuanta diferencia y/o error se tendra en este mtodo.

El valor del caudal mnimo debe ser mayor que el consumo mximo diario con la finalidad de cubrir la demanda de agua de la poblacin futura. Lo ideal sera que los aforos se efecten en las temporadas crticas de los meses de estiaje (los meses secos) y de lluvias, para conocer caudales mnimos y mximos.

Al realizar el aforamiento en las zonas ms profunda, se observa que se puede obtener obtener datos ms exactos.

Mientras la zona a aforar tenga ms vegetacin ser ms difcil la medicin del rio.

6.- RECOMENDACIONES

Se recomienda utilizar para estas pruebas el equipo de seguridad necesario : botas y zapatos que no resbalen , y chaleco salvavidas. En el momento de aforar se debe observar si el rio est muy caudaloso, todo eso para prevenir algn tipo de accidente. Al momento de aforar tener en cuenta que las mediciones tomadas deben de ser lo ms exacto posible, para asi poder hacer un buen clculo del caudal.

7.- BIBLIOGRAFIA

Catedra de hidrologia agricula/Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad pagina 22.

Guia de Hidrometria: estimacin del caudal por el mtodo de flotadores

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/aforamientocorrientes/aforodecorrientes.html pagina 12,13 tipos de mtodo de aforo.

http://www.ingenierocivilinfo.com/2010/05/metodo-del-flotador.html pagina 18,19 metodos de aforo del rio.

8.- ANEXOS

FOTO 01: Realizando Medicin Transversal en rio Huatatas.

FOTO 02:Realizando toma de datos en Aforo de Rio Huatatas.

FOTO 03: Ingresando a la parte superior del tramo a Aforar en Rio Huatatas

FOTO 03: Medicin transversal de seccin en Rio Huatatas

HIDRAULICA FLUVIAL IC - 426 E.F.P.: INGENIERIA CIVIL21