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DISEÑO DE OBRAS    HIDRAULICAS1   UNIDAD 1: HIDROLOGIA
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  1. 1. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS1 UNIDAD 1: HIDROLOGIA
  2. 2. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CICLO HIDROLOGICO¿QUE ES EL CICLO HIDROLOGICO? EL CICLO HIDROLÓGICO O CICLO DEL AGUA ES EL PROCESO DE CIRCULACIÓN DEL AGUA ENTRE LOS DISTINTOS COMPARTIMENTOS DE LA HIDRÓSFERA. SE TRATA DE UN CICLO BIOGEOQUÍMICO EN EL QUE HAY UNA INTERVENCIÓN MÍNIMA DE REACCIONES QUÍMICAS, Y EL AGUA SOLAMENTE SE TRASLADA DE UNOS LUGARES A OTROS O CAMBIA DE ESTADO 2 FÍSICO. ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  3. 3. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CICLO HIDROLOGICOCICLO DEL AGUA EL AGUA EXISTE EN LA TIERRA EN TRES ESTADOS:SÓLIDO (HIELO, NIEVE), LÍQUIDO Y GAS (VAPOR DEAGUA). OCÉANOS, RÍOS, NUBES Y LLUVIA ESTÁN ENCONSTANTE CAMBIO: EL AGUA DE LA SUPERFICIE SEEVAPORA, EL AGUA DE LAS NUBES PRECIPITA, LALLUVIA SE FILTRA POR LA TIERRA, ETC. SIN EMBARGO,LA CANTIDAD TOTAL DE AGUA EN EL PLANETA NOCAMBIA. LA CIRCULACIÓN Y CONSERVACIÓN DE AGUAEN LA TIERRA SE LLAMA CICLO HIDROLÓGICO, O CICLO3DEL AGUA. ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  4. 4. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CICLO HIDROLOGICOCICLO DEL AGUA EL CICLO HIDROLÓGICO COMIENZA CON LAEVAPORACIÓN DEL AGUA DESDE LA SUPERFICIE DELOCÉANO. A MEDIDA QUE SE ELEVA, EL AIREHUMEDECIDO SE ENFRÍA Y EL VAPOR SE TRANSFORMAEN AGUA: ES LA CONDENSACIÓN. LAS GOTAS SE JUNTAN CONDENSACIÓNY FORMAN UNA NUBE. LUEGO, CAEN POR SU PROPIOPESO: ES LA PRECIPITACIÓN. SI EN LA ATMÓSFERA HACE PRECIPITACIÓNMUCHO FRÍO, EL AGUA CAE COMO NIEVE O GRANIZO. SI 4ES MÁS CÁLIDA, CAERÁN GOTAS DE LLUVIA. ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  5. 5. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CICLO HIDROLOGICOCICLO DEL AGUA UNA PARTE DEL AGUA QUE LLEGA A LA SUPERFICIE TERRESTRESERÁ APROVECHADA POR LOS SERES VIVOS; OTRA ESCURRIRÁ POREL TERRENO HASTA LLEGAR A UN RÍO, UN LAGO O EL OCÉANO. AESTE FENÓMENO SE LE CONOCE COMO ESCORRENTÍA. OTROPORCENTAJE DEL AGUA SE FILTRARÁ A TRAVÉS DEL SUELO,FORMANDO CAPAS DE AGUA SUBTERRÁNEA, CONOCIDAS COMOACUÍFEROS. ESTE PROCESO ES LA PERCOLACIÓN. TARDE OTEMPRANO, TODA ESTA AGUA VOLVERÁ NUEVAMENTE A LAATMÓSFERA, DEBIDO PRINCIPALMENTE A LA EVAPORACIÓN. 5 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  6. 6. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CICLO HIDROLOGICO 6 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  7. 7. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS HIDROLOGIA-CICLO HIDROLOGICO FASES DEL CICLO DEL AGUA LOS PRINCIPALES PROCESOS IMPLICADOS EN EL CICLO DEL AGUA SON:P EVAPORACIÓN. EL AGUA SE EVAPORA EN LA SUPERFICIE OCEÁNICA, SOBRE EVAPORACIÓN LA SUPERFICIE TERRESTRE Y TAMBIÉN POR LOS ORGANISMOS, EN EL FENÓMENO DE LA TRANSPIRACIÓN EN PLANTAS Y SUDORACIÓN EN ANIMALES. LOS SERES VIVOS, ESPECIALMENTE LAS PLANTAS, CONTRIBUYEN CON UN 10% AL AGUA QUE SE INCORPORA A LA ATMÓSFERA. EN EL MISMO CAPÍTULO PODEMOS SITUAR LA SUBLIMACIÓN, CUANTITATIVAMENTE MUY POCO IMPORTANTE, QUE OCURRE EN LA SUPERFICIE HELADA DE LOS GLACIARES O LA BANQUISA.A CONDENSACIÓN. EL AGUA EN FORMA DE VAPOR SUBE Y SE CONDENSA CONDENSACIÓN FORMANDO LAS NUBES, CONSTITUIDAS POR AGUA EN PEQUEÑAS GOTAS. 7 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  8. 8. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CICLO HIDROLOGICO FASES DEL CICLO DEL AGUAD PRECIPITACIÓN. SE PRODUCE CUANDO LAS GOTAS PRECIPITACIÓN DE AGUA QUE FORMAN LAS NUBES SE ENFRÍAN ACELERÁNDOSE LA CONDENSACIÓN Y UNIÉNDOSE LAS GOTITAS DE AGUA PARA FORMAR GOTAS MAYORES QUE TERMINAN POR PRECIPITARSE A LA SUPERFICIE TERRESTRE EN RAZÓN A SU MAYOR PESO. LA PRECIPITACIÓN PUEDE SER SÓLIDA (NIEVE O GRANIZO) O LÍQUIDA (LLUVIA). 8 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  9. 9. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CICLO HIDROLOGICO FASES DEL CICLO DEL AGUAD INFILTRACIÓN OCURRE CUANDO EL AGUA QUE ALCANZA EL SUELO, PENETRA A TRAVÉS DE SUS POROS Y PASA A SER SUBTERRÁNEA. LA PROPORCIÓN DE AGUA QUE SE INFILTRA Y LA QUE CIRCULA EN SUPERFICIE (ESCORRENTÍA) DEPENDE DE LA PERMEABILIDAD DEL SUSTRATO, DE LA PENDIENTE Y DE LA COBERTURA VEGETAL. PARTE DEL AGUA INFILTRADA VUELVE A LA ATMÓSFERA POR EVAPORACIÓN O, MÁS AÚN, POR LA TRANSPIRACIÓN DE LAS PLANTAS, QUE LA EXTRAEN CON RAÍCES MÁS O MENOS EXTENSAS Y PROFUNDAS. OTRA PARTE SE INCORPORA A LOS ACUÍFEROS, NIVELES QUE CONTIENEN AGUA ESTANCADA O CIRCULANTE. PARTE DEL AGUA SUBTERRÁNEA ALCANZA LA SUPERFICIE ALLÍ DONDE LOS ACUÍFEROS, POR LAS CIRCUNSTANCIAS TOPOGRÁFICAS, INTERSECAN (ES DECIR, CORTAN) LA SUPERFICIE DEL TERRENO. 9 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  10. 10. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CICLO HIDROLOGICO FASES DEL CICLO DEL AGUAD ESCORRENTÍA: ESTE TÉRMINO SE REFIERE A LOS DIVERSOS MEDIOS POR LOS QUE EL AGUA LÍQUIDA SE DESLIZA CUESTA ABAJO POR LA SUPERFICIE DEL TERRENO. EN LOS CLIMAS NO EXCEPCIONALMENTE SECOS, INCLUIDOS LA MAYORÍA DE LOS LLAMADOS DESÉRTICOS, LA ESCORRENTÍA ES EL PRINCIPAL AGENTE GEOLÓGICO DE EROSIÓN Y DE TRANSPORTE DE 10 SEDIMENTOS. ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  11. 11. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CICLO HIDROLOGICO FASES DEL CICLO DEL AGUAD CIRCULACIÓN SUBTERRÁNEA: SE PRODUCE A FAVOR DE LA GRAVEDAD, COMO LA ESCORRENTÍA SUPERFICIAL, DE LA QUE SE PUEDE CONSIDERAR UNA VERSIÓN. SE PRESENTA EN DOS MODALIDADES:  PRIMERO, LA QUE SE DA EN LA ZONA VADOSA, ESPECIALMENTE EN ROCAS KARSTIFICADAS, COMO SON A MENUDO LAS CALIZAS, Y ES UNA CIRCULACIÓN SIEMPRE PENDIENTE ABAJO.  SEGUNDO, LA QUE OCURRE EN LOS ACUÍFEROS EN FORMA DE AGUA INTERSTICIAL QUE LLENA LOS POROS DE UNA ROCA PERMEABLE, DE LA CUAL PUEDE INCLUSO REMONTAR POR FENÓMENOS EN LOS QUE INTERVIENEN LA PRESIÓN Y LA CAPILARIDAD. 11 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  12. 12. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CICLO HIDROLOGICO FASES DEL CICLO DEL AGUAD FUSIÓN: ESTE CAMBIO DE ESTADO SE PRODUCE CUANDO LA NIEVE PASA A ESTADO LÍQUIDO AL PRODUCIRSE EL DESHIELO. 12 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  13. 13. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CICLO HIDROLOGICO FASES DEL CICLO DEL AGUAD SOLIDIFICACIÓN: AL DISMINUIR LA TEMPERATURA EN EL INTERIOR DE UNA NUBE POR DEBAJO DE 0° C, EL VAPOR DE AGUA O EL AGUA MISMA SE CONGELAN, PRECIPITÁNDOSE EN FORMA DE NIEVE O GRANIZO, SIENDO LA PRINCIPAL DIFERENCIA ENTRE LOS DOS CONCEPTOS QUE EN EL CASO DE LA NIEVE SE TRATA DE UNA SOLIDIFICACIÓN DEL AGUA DE LA NUBE QUE SE PRESENTA POR LO GENERAL A BAJA ALTURA: AL IRSE CONGELANDO LA HUMEDAD Y LAS PEQUEÑAS GOTAS DE AGUA DE LA NUBE, SE FORMAN COPOS DE NIEVE, CRISTALES DE HIELO POLIMÓRFICOS (ES DECIR, QUE ADOPTAN NUMEROSAS FORMAS VISIBLES AL MICROSCOPIO), MIENTRAS QUE EN EL CASO DEL GRANIZO, ES EL ASCENSO RÁPIDO DE LAS GOTAS DE AGUA QUE FORMAN UNA NUBE LO QUE DA ORIGEN A LA FORMACIÓN DE HIELO, EL CUAL VA FORMANDO EL 13 GRANIZO Y AUMENTANDO DE TAMAÑO CON ESE ASCENSO ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  14. 14. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CICLO HIDROLOGICO FASES DEL CICLO DEL AGUAD SOLIDIFICACIÓN: CUANDO SOBRE LA SUPERFICIE DEL MAR SE PRODUCE UNA MANGA DE AGUA (ESPECIE DE TORNADO QUE SE PRODUCE SOBRE LA SUPERFICIE DEL MAR CUANDO ESTÁ MUY CALDEADA POR EL SOL) ESTE HIELO SE ORIGINA EN EL ASCENSO DE AGUA POR ADHERENCIA DEL VAPOR Y AGUA AL NÚCLEO CONGELADO DE LAS GRANDES GOTAS DE AGUA EL PROCESO SE REPITE DESDE EL INICIO, CONSECUTIVAMENTE POR LO QUE NUNCA SE 14 TERMINA, NI SE AGOTA EL AGUA. ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  15. 15. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CICLO HIDROLOGICO 15 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  16. 16. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CAUDALSE DENOMINA CAUDAL EN HIDROLOGÍA Y, EN GENERAL, ENGEOGRAFÍA FÍSICA, AL VOLUMEN DE AGUA QUE CIRCULAPOR EL CAUCE DE UN RIO EN UN LUGAR Y TIEMPODETERMINADOS. SE REFIERE FUNDAMENTALMENTE ALVOLUMEN HIDRÁULICO DE LA ESCORRENTÍA DE UNACUENCA HIDROGRÁFICA, HIDROGRÁFICA CONCENTRADA EN EL RÍOPRINCIPAL DE LA MISMA. SUELE MEDIRSE EN M³/SE, LOCUAL GENERA UN VALOR ANUAL MEDIDO EN M³ O EN HM³(HECTÓMETROS CÚBICOS: UN HM³ EQUIVALE A UN MILLÓNDE M³) QUE PUEDE EMPLEARSE PARA PLANIFICAR LOS 16RECURSOS HIDROLÓGICOS Y SU USO A TRAVÉS DEEMBALSES Y OBRAS DE CANALIZACIÓN ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  17. 17. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CAUDALEn Dinámica de los Fluidos, caudal es la cantidad defluido que pasa en una unidad de tiempo.Normalmente se identifica con el flujo volumétrico ovolumen que pasa por un área dada en la unidad detiempo. Menos frecuentemente, se identifica con elflujo másico o masa que pasa por un área dada en launidad de tiempo. El caudal de un rio puede calcularse a través de lasiguiente fórmula: Q= Av dondeQ Caudal ([L3T−1]; m3/s)A Es el área ([L2]; m2) 17Es la velocidad lineal promedio. ([LT ]; m/s) −1 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  18. 18. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS HIDROLOGIA-CAUDALLa medición práctica del caudal líquido para asipode diseñar las diversas Obras Hidraulicas, tiene Hidraulicasuna importancia muy grande, ya que de estasmediciones depende muchas veces el buenfuncionamiento del sistema hidráulico como untodo, y en muchos casos es fundamental paragarantizar la seguridad de la estructura. Existendiversos procedimientos para la determinación delcaudal instantáneo, entre las que se presentan elbasado en la geometría de la sección y la velocidadmedia del flujo, en la velocidad media de un flujo yaquellos basado en la dilución de trazadores. 18 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  19. 19. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CAUDALCaudal instantáneo: como su nombre lodice, es el caudal que se determina en uninstante determinado. Su determinaciónse hace en forma indirecta, determinadoel nivel del agua en el río (N0), einterpolando el caudal en la curvacalibrada de la sección determinadaprecedentemente. Se expresa en m3/s.Donde : Q0 = F0 (N0) 19 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  20. 20. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CAUDAL Sección de aforo: de un rio, o canal es rioun local, ya sea natural o preparado paratal efecto, en el cual se ha determinado lacurva cota - caudal. De esa forma, cuandose requiere, midiendo el nivel, con unaregla graduada implantada en el lugar,por interpolación en la curva, se podrádeterminar el caudal líquido en la sección. 20 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  21. 21. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CAUDAL Sección de aforo: se encuentra equipada con limnígrafo y dispositivo para efectuar mediciones directas de caudal. 21 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  22. 22. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CAUDAL Caudal medio mensual: Elcaudal medio mensual es lamedia de los caudales mediosdiarios del mes en examen (M =número de días del mes, 28; 30; o,31, según corresponda) y seexpresa en m3/s. 22 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  23. 23. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-CAUDALCaudal medio anual: El caudal medio anual es la media de los caudales medios mensuales y se expresa en m3/s. 23 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  24. 24. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Limnigrafo: Se trata de un instrumento de precisión adecuado para registrar, en función del tiempo, las fluctuaciones del nivel de la superficie de: lagos, cursos de agua, depósitos, niveles freáticas, etc. Las características de diseño lo hacen especialmente aplicable en aquellas zonas donde no se cuenta con la posibilidad de atención frecuente y las condiciones atmosféricas pueden ser severas. 24 ING. WILLIAM LOPEZ
  25. 25. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO 25 ING. WILLIAM LOPEZ
  26. 26. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Obtencion de Precipitaciones y Periodo deRetorno: La estimación de la lluvia con undeterminado periodo de retorno se realiza a partir delos valores de lluvia diarias, entre otras cosas porqueel número de estaciones que realizan medidas diariastienen mayor densidad. La designación de los periodosde retorno a las lluvias se hace mediante cálculosestadísticos, y el modelo que utilicemos y la forma deestimar sus parámetros serán determinantes a la horade obtener los resultados. 26 ING. WILLIAM LOPEZ
  27. 27. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Obtencion de Precipitaciones yPeriodo de Retorno: Los cálculos sepueden realizar con los datos deprecipitaciones, caudales máximosanuales instantáneos obtenidos de unaestación meteorológica, a los cuales hasido necesario aplicar una serie demétodos estadísticos para el cálculo delos caudales de avenida. En nuestro casohemos aplicado el método de Gumbel. 27 ING. WILLIAM LOPEZ
  28. 28. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Metodo de Gumbel: La distribución Gumbel se utiliza para el cálculo de valores extremos de variables meteorológicas (entre ellas precipitaciones y caudales máximos) y es uno de los métodos más empleados para el estudio de las precipitaciones máximas en 24 horas. El "valor máximo" que se quiere determinar para un determinado período de retorno se determina por medio de la expresión:    Xt = ms + Kt*S. Donde:   • Xt = Valor máximo (caudal o precipitación) para un periodo de retorno.• ms = Media de la muestra.• Kt = Factor de frecuencia. 28• S = Desviación típica ING. WILLIAM LOPEZ de la muestra.
  29. 29. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Metodo de Gumbel: El valor de la variable Kt se estima a partir del conocimiento del período de retorno en años y del número de años disponibles en la serie. K = (Yt –my)/Sy.• Yt : variable de Gumbel para el período de retorno T, se determina a partir del valor del período de retorno. Yt = -ln ln ( ). Ver Ejemplo Modelo 29 ING. WILLIAM LOPEZ
  30. 30. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Crecida del Rio Crecida del Rio Año Año Arauca (metros) Arauca (metros) 1934 1,55 1959 3,18 1935 1,95 1960 2,14 1936 1,95 1961 2,05 1937 1,58 1962 2,2 1938 2,07 1963 2,63 1939 2,07 1964 1,54 1940 3,02 1965 2,05 1941 2 1966 2,7 1942 2 1967 2 1943 1,78 1968 1,98 1944 1,99 1969 1,9 1945 1,84 1971 2,07 1946 2,05 1972 2,41 1947 2 1973 2,48 1948 2 1974 2,11 1949 1,71 1975 2,22 1950 2,02 1976 2 1951 2,17 1977 2,14 1952 1,93 1978 2,11 1953 1,82 1979 2,11 1954 2,02 1979 1,95 1955 1,85 1980 2,11 1956 1,85 1981 2,14 1957 2,07 1982 2,18 30 1958 2,57 1983 3,45 ING. WILLIAM LOPEZ
  31. 31. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Periodo de Variable Reducida Crecida del Rio N° Año Retorno (i/n+1)= Arauca (metros) xi (pi) a=(1/1-pi) yi=-ln(lna) ln xi 1 3,45 1983 0,020 1,020 3,922 1,238 2 2,18 1982 0,039 1,041 3,219 0,779 3 2,14 1981 0,059 1,063 2,803 0,761 4 2,11 1980 0,078 1,085 2,505 0,747 5 2,11 1979 0,098 1,109 2,271 0,747 6 1,95 1979 0,118 1,133 2,078 0,668 7 2,11 1978 0,137 1,159 1,913 0,747 8 2,14 1977 0,157 1,186 1,768 0,761 9 2 1976 0,176 1,214 1,639 0,693 10 2,22 1975 0,196 1,244 1,522 0,798 11 2,11 1974 0,216 1,275 1,415 0,747 12 2,48 1973 0,235 1,308 1,316 0,908 13 2,41 1972 0,255 1,342 1,223 0,880 14 2,07 1971 0,275 1,378 1,137 0,728 15 1,9 1969 0,294 1,417 1,055 0,642 16 1,98 1968 0,314 1,457 0,977 0,683 17 2 1967 0,333 1,500 0,903 0,693 18 2,7 1966 0,353 1,545 0,832 0,993 19 2,05 1965 0,373 1,594 0,763 0,718 20 1,54 1964 0,392 1,645 0,697 0,432 21 2,63 1963 0,412 1,700 0,634 0,967 22 2,2 1962 0,431 1,759 0,572 0,788 23 2,05 1961 0,451 1,821 0,511 0,718 24 2,14 1960 0,471 1,889 0,453 0,761 31 25 3,18 1959 0,490 1,962 0,395 1,157 ING. WILLIAM LOPEZ
  32. 32. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Periodo de Variable Reducida Crecida del Rio N° Año Retorno (i/n+1)= Arauca (metros) xi (pi) a=(1/1-pi) yi=-ln(lna) ln xi 26 2,57 1958 0,510 2,040 0,338 0,944 27 2,07 1957 0,529 2,125 0,283 0,728 28 1,85 1956 0,549 2,217 0,228 0,615 29 1,85 1955 0,569 2,318 0,173 0,615 30 2,02 1954 0,588 2,429 0,120 0,703 31 1,82 1953 0,608 2,550 0,066 0,599 32 1,93 1952 0,627 2,684 0,013 0,658 33 2,17 1951 0,647 2,833 -0,041 0,775 34 2,02 1950 0,667 3,000 -0,094 0,703 35 1,71 1949 0,686 3,188 -0,148 0,536 36 2 1948 0,706 3,400 -0,202 0,693 37 2 1947 0,725 3,643 -0,257 0,693 38 2,05 1946 0,745 3,923 -0,313 0,718 39 1,84 1945 0,765 4,250 -0,369 0,610 40 1,99 1944 0,784 4,636 -0,428 0,688 41 1,78 1943 0,804 5,100 -0,488 0,577 42 2 1942 0,824 5,667 -0,551 0,693 43 2 1941 0,843 6,375 -0,616 0,693 44 3,02 1940 0,863 7,286 -0,686 1,105 45 2,07 1939 0,882 8,500 -0,761 0,728 46 2,07 1938 0,902 10,200 -0,843 0,728 47 1,58 1937 0,922 12,750 -0,934 0,457 48 1,95 1936 0,941 17,000 -1,041 0,668 49 1,95 1935 0,961 25,500 -1,175 0,668 32 50 1,55 1934 0,980 51,000 -1,369 0,438 ING. WILLIAM LOPEZ
  33. 33. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Metodo Racional : Es utilizado en Hidrología para determinar el Caudal Instantáneo Máximo de descarga de una Cuenca Hidrográfica. La fórmula básica del método racional es: Qp = C.ic.Ad Donde: Qp = Caudal máximo expresado en m3/s C = Coeficiente de escurrimiento (o coeficiente de escorrentía) ic = Intensidad de la precipitación concentrada en m/s en un período igual al tiempo de concentración tc Ad = Área de la cuenca hidrográfica en m2. ic = i.tc/ ti Donde: i = Intensidad de precipitación en m/s tc = Tiempo de concentración en segundos ti = Tiempo durante el que se midió la Intensidad de 33 precipitación en segundos. ING. WILLIAM LOPEZ
  34. 34. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Yetogramas: de diseño se construyen a partir de los datos anteriores. Para esto se construyen las curvas de intensidad duración frecuencia (IDF) asociadas a los periodos de retorno antes considerados. Estas curvas IDF nos dan una idea de la intensidad media máxima para un periodo de retorno determinado que se puede esperar de una duración de lluvia. Para calcular estas IDF se aplicó en método de Témez (1978):(It / Id )= ( Il /Id )(28^0.1- t^0.1) / (28^0.1-1), donde - It es la intensidad media máxima en mm / h - Id es la intensidad media diaria de precipitación mm / h - Pd es la precipitación diaria en mm- Il es la intensidad horaria de precipitación mm/ h- T es la duración en horas del intervalo al que se refiere la intensidad 34- Il / Id es un parámetro que depende de la zona de estudio Así se obtienen las curvas IDF sin tener datos de precipitación ING. WILLIAM LOPEZ
  35. 35. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Hidrogramas: Con estos datos de precipitación efectiva se calcula el hidrograma unitario, que expresa la circulación del agua por la cuenca. Hemos utilizado varios métodos para el cálculo de este hidrograma:• Hidrograma adimensional del SCS,• Hidrograma triangular de Témez,• Hidrograma triangular del SCS ( USBR ). Hay que realizar al menos dos métodos para poder contrastar los resultados. Además calcularemos el caudal punta mediante el método racional para poder compararlo con los obtenidos en los métodos 35 anteriores. ING. WILLIAM LOPEZ
  36. 36. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Hidrograma: es un gráfico que muestra la variación en el tiempo de alguna información hidrológica tal como: nivel de agua, caudal, carga de sedimentos, etc. para un rio, o canal, si bien sedimentos rio canal típicamente representa el caudal frente al tiempo; esto es equivalente a decir que es el gráfico de la descarga (L3/T) de un flujo en función del tiempo. Éstos pueden ser hidrogramas de tormenta e hidrogramas anuales, los que a su vez se dividen en 36 perennes y en ING. WILLIAM J. LOPEZ A. intermitentes.
  37. 37. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Hidrograma: Los hidrogramas son útiles, entre otras cosas, para comparar los tiempos de descarga y caudales pico de varias corrientes o cuencas hidrográficas, para así conocer las diferencias entre sus capacidades de 37 respuesta ante avenidas. A. avenidas ING. WILLIAM J. LOPEZ
  38. 38. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO 38 ING. WILLIAM LOPEZ
  39. 39. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS BIBLIOGRAFIA Roca, Vila (1978) INTRODUCCION A LA MECANICA DE LOS FLUIDOS. Editorial Limusa. México. Bolinaga, Juan. (1999). PROYECTOS DE INGENIERIA HIDRAULICA. Tomo I. Fundación Polar. Caracas. Venezuela. http://es.wikipedia.org/wiki/Canal_(hidr%C3%A 39 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  40. 40. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASBIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFIA: http://es.wikipedia.org/wiki www.geovirtual.cl/Geoestructural http://edafologia.fcien.edu.uy/archivos/EROSION.pdf http://www.aplicaciones.info/naturales/natura05.htm GUEVARA PÉREZ, Edilberto / CARTAYA DI LENA, Humberto. (1991). “Hidrología para Ingenieros”. Editorial McGraw Hill. Segunda Edición. México MONSALVE SAENZ, GERMÁN. (1999). “Hidrología en la Ingeniería”. Alfaomega Grupo Editor, S.A. Segunda Edición. Bogota, Colombia. http://www.bing.com/search?q=Limnigrafo&src=IE- 40 SearchBox&FORM=IE8SRC ING. WILLIAM LOPEZ
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