MANUAL EFECTO DE EL USO DEL
   SUELO EN LA TORMENTA
                     NTA
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Disclamer

El autor no se responsabiliza por la aplicación que se le dé a la presente herramienta
y/o por perjuicios direc...
MANUAL DEL USO Y TIPO DE SUELO EN LA
                TORMENTA
1.- DATOS DE ENTRADA

Se procede a ingresar las característi...
2.- DETERMINAR EL NÚMERO DE LA CURVA
Para determinar el número de la curva (CN); Primero se selecciona el “uso de la tierr...
Figura 3. Tabla de CN para diferente uso de la tierra y cobertura




            Fuente: “Fundamentos de Hidrología de su...
El “Tipo de suelo” que se seleccione se lo hace de acuerdo al grupo hidrológico al que
pertenece en función de la textura ...
Para determinar CN I y CN III en función de CN II se utiliza las siguientes
expresiones:

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Figura 5. Tiempo de concentración para diferentes fórmulas empíricas




Como se observa en la (Fig.5), se tiene los resul...
Fórmula de Giandotti
       4 A c + 1.5 L
tc =
        25.3 J × L

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4.- GRAFICAR HIDROGRAMAS

Para calcular y graficar los parámetros necesarios del “HIDROGRAMA TRIANGULAR” y el
“HIDROGRAMA ...
tr = 0.6 tc

    Tiempo pico (tp)
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Con los parámetros del hidrograma triangular y las coordenadas del hidrograma
unitario adimensional (Tabla 1 se llega a ob...
5.- RESULTADOS

Los resultados del Hidrograma del S.C.S se presentan en el siguiente panel:


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Figura 9. Variación del número de la curva (CN).




Luego de cambiar el valor del número de la curva (CN) se tendrá que h...
Los resultados que se muestran en el panel (Fig. 10) son:




BIBLIOGRAFÍA:


    http://web.usal.es/~javisan/hidro/temas/...
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Efecto del uso del suelo

  1. 1. MANUAL EFECTO DE EL USO DEL SUELO EN LA TORMENTA NTA Preparado por: Fredy Jipson Cueva Castillo. Dr. Fernando Rodrigo Oñate Valdivieso Efecto de el uso del suelo en la tormenta es una herramienta de cálculo del: Laboratorio Virtual de Hidrología www.hydrovlab.utpl.edu.ec Universidad Técnica Particular de Loja Ecuador - 2010
  2. 2. ÍNDICE Disclamer ............................................................................................................................. 2 MANUAL DEL USO Y TIPO DE SUELO EN LA TORMENTA ............................................ 3 1.- DATOS DE ENTRADA ............................................................................................................................. 3 2.- DETERMINAR EL NÚMERO DE LA CURVA ............................................................................................ 4 3.- CALCULAR tc ......................................................................................................................................... 7 4.- GRAFICAR HIDROGRAMAS ................................................................................................................. 10 5.- RESULTADOS ....................................................................................................................................... 13 6.- VARIACIÓN DEL NÚMERO DE LA CURVA (CN) .................................................................................. 14 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................... 16 http://www.hydrovlab.utpl.edu.ec/hydrovlexperimentos/simulaci%C3%B3n/lluviaEscorentia/hefectousosuel o.aspx 1
  3. 3. Disclamer El autor no se responsabiliza por la aplicación que se le dé a la presente herramienta y/o por perjuicios directos o indirectos que se deriven del uso inadecuado de la misma. El mismo que ha sido desarrollado con fines investigativos, y su confiabilidad está aún en proceso de evaluación. El uso y aplicación del mismo queda bajo absoluta responsabilidad del usuario. Si durante la aplicación de la herramienta “Efecto de el uso del suelo en la tormenta” surgen inconvenientes, por favor informe sobre el problema a: fjcueva@gmail.com o fronate.v@gmail.com. http://www.hydrovlab.utpl.edu.ec/hydrovlexperimentos/simulaci%C3%B3n/lluviaEscorentia/hefectousosuel o.aspx 2
  4. 4. MANUAL DEL USO Y TIPO DE SUELO EN LA TORMENTA 1.- DATOS DE ENTRADA Se procede a ingresar las características morfológicas y geométricas de la cuenca, estos parámetros son: área de la cuenca, longitud del cauce principal, pendiente media del cauce y precipitación total. Como a manera de ejemplo se toma los siguientes valores: DATOS DE ENTRADA ÁREA DE LA CUENCA (Ac) = 25 Km2. LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL (L) = 9 Km. PENDIENTE MEDIA DEL CAUCE (J) = 0.011 m/m. PRECIPITACIÓN TOTAL (Pt) = 200 mm. Estos valores se los puede cargar directamente en: Luego de hacer click en este botón se tenemos: Figura 1. Panel que contiene los datos de entrada http://www.hydrovlab.utpl.edu.ec/hydrovlexperimentos/simulaci%C3%B3n/lluviaEscorentia/hefectousosuel o.aspx 3
  5. 5. 2.- DETERMINAR EL NÚMERO DE LA CURVA Para determinar el número de la curva (CN); Primero se selecciona el “uso de la tierra y cobertura” cargados en la lista: Figura 2. Lista del uso de la tierra y cobertura. Nota: Para ver la tabla que contiene el número de la curva (CN) para diferente uso de la tierra y cobertura se hará click en: Este muestra la (Fig.3), para diferente “uso de la tierra y cobertura” que se han cargado en la lista. (Fig. 2) De acuerdo al “uso de la tierra y cobertura” que seleccione se habilitarán y deshabilitarán las opciones de: Tratamiento del suelo, Pendiente del terreno (%) y tipo de suelo. En el ejemplo cargado ya tenemos marcadas las opciones de: (Fig.4) Uso de la tierra y cobertura: Sin cultivo Tratamiento del suelo: Surcos rectos Pendiente del terreno (%): No definido Tipo de suelo: Tipo A http://www.hydrovlab.utpl.edu.ec/hydrovlexperimentos/simulaci%C3%B3n/lluviaEscorentia/hefectousosuel o.aspx 4
  6. 6. Figura 3. Tabla de CN para diferente uso de la tierra y cobertura Fuente: “Fundamentos de Hidrología de superficie”, Aparicio (1992), pág. 188 Figura 4. Selección de las opciones para determinar CN para el “Uso de la tierra y cobertura” = “Sin cultivo” http://www.hydrovlab.utpl.edu.ec/hydrovlexperimentos/simulaci%C3%B3n/lluviaEscorentia/hefectousosuel o.aspx 5
  7. 7. El “Tipo de suelo” que se seleccione se lo hace de acuerdo al grupo hidrológico al que pertenece en función de la textura del suelo (Tabla 1) A: muy permeable. B: permeable C: impermeable D: muy impermeable Tabla 1. Grupo hidrológico del suelo Tipo de Suelo Textura del Suelo A Arenas con poco limo y arcilla : Suelos muy permeables B Arenas finas y limos: Suelos permeables C Arenas muy finas, limos, suelos con alto contenido de arcilla: Suelos impermeables D Arcillas en grandes cantidades; suelos poco profundos con subhorizontes de roca sana: Suelos muy impermeables. Fuente: “Fundamentos de Hidrología de superficie”, Aparicio (1992), pág. 189 A continuación se selecciona una de las siguientes humedades del suelo al que pertenece: Relacionado con la cantidad de lluvia caída en la cuenca durante los 5 días precedentes (ll5) al evento: Tabla 2. Humedad antecedente CN I Suelos secos; Si ll5 < 2.5 cm, hacer corrección (Tabla 3.4). CN II Suelos intermedios; Si 2.5 < ll5 < 5 cm, no hacer corrección. CN III Suelos húmedos; Si ll5 > 5 cm, hacer corrección (Tabla 3.4). Fuente: “Fundamentos de Hidrología de superficie”, Aparicio (1992), pág. 189 http://www.hydrovlab.utpl.edu.ec/hydrovlexperimentos/simulaci%C3%B3n/lluviaEscorentia/hefectousosuel o.aspx 6
  8. 8. Para determinar CN I y CN III en función de CN II se utiliza las siguientes expresiones: 4.2 * CN II CN I = 10 − 0.058 * CN II 23 * CN II CN III = 10 + 0.13 * CN II El número de curva (CN) resultante estará comprendido entre 0 y 100. Cuando se haya seleccionado el CN al que pertenece, automáticamente se determina la precipitación efectiva Pe (mm) La cual se determina mediante: 2  508  P - + 5.08  Pe =   CN 2032 P+ − 20.32 CN Donde: Pe → Precipitación efectiva, (cm). P → Precipitación total para la duración de tormenta seleccionada y el periodo de retorno establecido, (cm). CN → Numero de curva o de escurrimiento, (adimensional). 3.- CALCULAR tc Para calcular el tiempo de concentración (tc) se hará click en: Luego de haber hecho click en este botón, este se deshabilita y presenta los siguientes resultados: http://www.hydrovlab.utpl.edu.ec/hydrovlexperimentos/simulaci%C3%B3n/lluviaEscorentia/hefectousosuel o.aspx 7
  9. 9. Figura 5. Tiempo de concentración para diferentes fórmulas empíricas Como se observa en la (Fig.5), se tiene los resultados del tiempo de concentración (tc) aplicando cuatro fórmulas empíricas, estas ecuaciones son: Fórmula de Kirpich L0.77 tc = 0.000325 0.385 S Donde: tc → tiempo de concentración, ( h ). L → longitud del cauce principal, (m). S → Pendiente promedio del recorrido del cauce, (m/m). Fórmula Californiana (del U.S.B.R) 0.77  L  tc = 0.066 1 / 2  J  Donde: tc → tiempo de concentración, ( h ). L → longitud del cauce principal, (Km). J → Pendiente promedio del cauce, (m/m). http://www.hydrovlab.utpl.edu.ec/hydrovlexperimentos/simulaci%C3%B3n/lluviaEscorentia/hefectousosuel o.aspx 8
  10. 10. Fórmula de Giandotti 4 A c + 1.5 L tc = 25.3 J × L Donde: tc → tiempo de concentración, ( h ). Ac → Superficie de la cuenca, (Km2) L → longitud del cauce principal, (Km). J → Pendiente promedio del cauce, (m/m). Fórmula de Témez 0.77  L  tc = 0.3 1/4  J  Donde: tc → tiempo de concentración, ( h ). L → longitud del cauce principal, (Km). J → Pendiente promedio del cauce, (m/m). En la (Fig.5) se encuentran marcados con color azul los resultados del tiempo de concentración (tc) de estas formulas empíricas. En el casillero que tiene como nombre “TIEMPO DE CONCENTRACIÓN DEFINITIVO (tc)” (Fig.5), aparece por defecto el valor del tiempo de concentración con la fórmula de Kirpich. Si se requiere se podrá modificar el valor asignado “TIEMPO DE CONCENTRACIÓN DEFINITIVO (tc)” con cualesquiera de las otras formulas empíricas mostradas (Fig.5) o si también se determinó este tiempo de concentración por algún otro método diferente a los mostrados en el panel. http://www.hydrovlab.utpl.edu.ec/hydrovlexperimentos/simulaci%C3%B3n/lluviaEscorentia/hefectousosuel o.aspx 9
  11. 11. 4.- GRAFICAR HIDROGRAMAS Para calcular y graficar los parámetros necesarios del “HIDROGRAMA TRIANGULAR” y el “HIDROGRAMA DEL S.C.S” se hará click en: Luego de haber hecho click en este botón, este presenta los siguientes resultados: Figura 6. Parámetros necesarios para graficar el hidrograma Triangular y el hidrograma del S.C.S Para determinar los parámetros necesarios para la construcción de los hidrogramas se los determina mediante las siguientes ecuaciones: Tiempo de retraso (tr) http://www.hydrovlab.utpl.edu.ec/hydrovlexperimentos/simulaci%C3%B3n/lluviaEscorentia/hefectousosuel o.aspx 10
  12. 12. tr = 0.6 tc Tiempo pico (tp) de tp = + tr 2 Tiempo base (tb) 8 tb = tp 3 Caudal pico (Qp) 0.208 * Ac * Pe Qp = tp Donde: Qp → Caudal pico, (m3/s). Ac → Superficie de la cuenca, (Km2). tp → Tiempo pico, (h). Pe→ Precipitación (mm.) → Figura 7. Parámetros del Hidrograma Triangular. Fuente: El autor http://www.hydrovlab.utpl.edu.ec/hydrovlexperimentos/simulaci%C3%B3n/lluviaEscorentia/hefectousosuel o.aspx 11
  13. 13. Con los parámetros del hidrograma triangular y las coordenadas del hidrograma unitario adimensional (Tabla 1 se llega a obtener la gráfica del hidrograma del bla 1), S.C.S. Tabla 3. Coordenadas del Hidrograma unitario adimensional del SCS. t/tp Q/Qq t/tp Q/Qq 0.0 0 1.4 0.75 0.1 0.015 1.5 0.65 0.2 0.075 1.6 0.57 0.3 0.16 1.8 0.43 0.4 0.28 2.0 0.32 0.5 0.43 2.2 0.24 0.6 0.6 2.4 0.18 0.7 0.77 2.6 0.13 0.8 0.89 2.8 0.098 0.9 0.97 3.0 0.075 1.0 1 3.5 0.036 1.1 0.98 4.0 0.018 1.2 0.92 4.5 0.009 1.3 0.84 5.0 0.004 Figura 8. Representación gráfica del hidrograma unitario adimensional del SCS. http://www.hydrovlab.utpl.edu.ec/hydrovlexperimentos/simulaci%C3%B3n/lluviaEscorentia/hefectousosuel o.aspx 12
  14. 14. 5.- RESULTADOS Los resultados del Hidrograma del S.C.S se presentan en el siguiente panel: Figura 9. Resultados del hidrograma del SCS. Como se puede observar (Fig. 9) se tiene los resultados para el número de la curva (CN = 77) con su respectiva precipitación efectiva, caudal pico, los tiempos y caudales del hidrograma; donde el tiempo (t) está dado en horas (h) , el caudal (Q) en (m3/s) y la precipitación efectiva (mm). Estos resultados son: RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN EFECTO DEL USO DEL SUELO EN LA TORMENTA HIDROGRAMA DEL S.C.S CN = 77 Pe(mm)= 131 Qp(m³/s) = 256.927 t(h) Q(m³/s) 0 0 0.265 3.854 http://www.hydrovlab.utpl.edu.ec/hydrovlexperimentos/simulaci%C3%B3n/lluviaEscorentia/hefectousosuel o.aspx 13
  15. 15. 0.53 19.27 0.795 41.108 1.061 71.94 1.326 110.479 1.591 154.156 1.856 197.834 2.121 228.665 2.386 249.219 2.651 256.927 2.916 251.788 3.182 236.373 3.447 215.819 3.712 192.695 3.977 167.003 4.242 146.448 4.772 110.479 5.303 82.217 5.833 61.662 6.363 46.247 6.893 33.401 7.424 25.179 7.954 19.27 9.28 9.249 10.605 4.625 11.931 2.312 13.257 1.028 6.- VARIACIÓN DEL NÚMERO DE LA CURVA (CN) Si se requiere comparar la simulación de los hidrogramas y el efecto que produce el cambio del Número de la curva (CN) en la tormenta. Se cambiara el valor del Número de la curva (CN) en los datos de entrada: http://www.hydrovlab.utpl.edu.ec/hydrovlexperimentos/simulaci%C3%B3n/lluviaEscorentia/hefectousosuel o.aspx 14
  16. 16. Figura 9. Variación del número de la curva (CN). Luego de cambiar el valor del número de la curva (CN) se tendrá que hacer click en: Se podrá realizar 5 simulaciones con los hidrogramas cambiando el número de la curva (CN). Al final tenemos los resultados para las 5 simulaciones: Figura 10. Resultados para la 5 variaciones del número de la curva (CN). http://www.hydrovlab.utpl.edu.ec/hydrovlexperimentos/simulaci%C3%B3n/lluviaEscorentia/hefectousosuel o.aspx 15
  17. 17. Los resultados que se muestran en el panel (Fig. 10) son: BIBLIOGRAFÍA: http://web.usal.es/~javisan/hidro/temas/T070.pdf Hidrología en la Ingeniería, Germán Monsalve Sáenz (2006) http://ocw.upm.es/ingenieria-agroforestal/hidrologia-de-superficies-y- conservacion-de-suelos/ocw-marta-pdf/Tema12.pdf http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/6083/8/CAPITULO 3.- CAUDAL.pdf Fundamentos de Hidrología de superficie, Aparicio(1992) Hidrología aplicada, Ven Te Chow, 1994. http://www.hydrovlab.utpl.edu.ec/hydrovlexperimentos/simulaci%C3%B3n/lluviaEscorentia/hefectousosuel o.aspx 16

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