TEMA DESARROLLADO EN EL CURSO: LA HIDROLOGIA APLICADA AL DISEÑO DE LAS OBRAS HIDRAULICAS, REALIZADO EN LA ESCUELA DE POST GRADO DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

1. Ing: Giovene Pérez Campomanes
La molina, 08 de Octubre del 2016

2. CONTENIDO
2
1. Marco teórico.
2. Diseño Hidrológico.
3. Aplicaciones
4. Hidroesta.
5. Conclusiones finales

3. 1. INTRODUCCION
3
A través de esta conferencia, daré una breve
explicación de los conceptos mas importantes para el
desarrollo del tema: ciclo hidrológico, recopilación de
la información de datos en el campo, Diseño
hidrológico, y aplicaciones en el diseño hidráulico.
A continuación realizare una breve explicación sobre
el manejo del software Hidroesta, y algunos ejemplos
de aplicación, terminare con las conclusiones del
tema.

4. 2. MARCO TEORICO

5. 5
o Circulación del agua en cualquiera de sus estados físicos
(líquido, sólido o gaseoso).
o Conjunto de procesos que ocurren en forma continua, no
tiene principio ni fin.
o Sol es fuente de energía.
Ciclo hidrológicoCiclo hidrológico
Ecuación del ciclo hidrológico:
Precipitación = escurrimiento +
infiltración + evaporación +
transpiración + almacenaje

6. CicloCiclo
hidrológicohidrológico
Superficie
oceánica
Precipitación
Escurrimiento
y almacenamiento
Infiltración
Evapotranspiración
Evaporación
Precipitación
Precipitación

7. 7
PrecipitaciónPrecipitación
InfiltraciónInfiltración
Flujo superficialFlujo superficial
Flujo subterráneoFlujo subterráneo
Divisoria deDivisoria de
aguasaguas
IntercepciónIntercepción
Ciclo hidrológico en cuencaCiclo hidrológico en cuenca
EvapotranspiraciónEvapotranspiración
InterflujoInterflujo
Nivel freáticoNivel freático
Divisoria de aguasDivisoria de aguas
RíoRío
Agua subterráneaAgua subterránea
Agua subterráneaAgua subterránea
Nivel freáticoNivel freático
InterflujoInterflujo

11. Recopilación de datos en campo:

14. Rio Casma

17. Rio Viru

18. Estación de Condorcerro

19. ESTACION CONDORCERRO

20. Año Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic
1956 166.1 216.1 356.3 366 105.7 64.4 45.2 45.9 46.1 71.5 66.9 74.6
1957 116.7 139.5 295.3 538.8 135.1 95.9 59.8 53.5 63 87 66.9 119.7
1958 191.1 206.5 274.1 245.3 83.9 60.8 59.2 60.2 74.2 97.2 109.5 125.7
1959 140.7 247 418.2 304.9 152.5 64.2 51.2 52.9 46.3 82.2 86 170.1
1960 245.5 330.6 371.1 264.7 129.6 72.5 50.9 50.6 49.9 64.4 96.4 114.5
1961 252.9 209 357.1 324.6 117 65.3 42.4 40.4 38.8 51.9 104.7 179.4
1962 360.5 520.3 471.5 284.1 106.2 70.4 50.9 47.5 53.8 54.5 77.6 84.6
1963 160.4 200.7 456.8 361.4 111.7 58.3 46.6 44.4 50.6 63.9 128.1 226
1964 183.4 234.8 298.7 269.3 127.5 62.7 52.7 49.1 44.3 73.1 104.3 75.7
1965 101.4 162.1 361.1 191.7 107.5 58.4 46.5 45.3 64.5 96.5 102.7 144.7
1966 239.8 214.8 182.1 129.9 97.3 61.1 64.3 62.8 68 115.5 125.9 125
1967 198.4 512.8 469.6 165.4 101.5 72.7 60.4 49.2 50.1 122 105.3 113.6
1968 134.2 141.5 198.5 105.2 60.6 46.6 41.5 39.7 49.7 78.4 87 95
1969 108.7 142.1 280.1 296.4 96 64.5 47.7 45.7 49.2 81.9 108.8 239.4
1970 403.2 193.7 236.3 224.1 188.7 69.1 68.1 67.2 64.9 74.1 110.5 138.1
1971 112.7 245.5 345.4 379.5 110.6 71 63.6 63.1 48.8 85.9 84.7 154.2
1972 173.2 262.4 339 345.4 161.8 78.7 67.8 60.2 60.6 70.8 93.5 135.5
1973 220.6 295.8 403.2 415.4 159 84.9 69 61.3 72 131.7 164.3 202.4
1974 302 409.4 337.7 254.1 100 76.4 57.9 51.5 50.1 69.2 83.1 96.9
1975 178.2 306 506.4 257.8 168.9 87.1 61.4 56.2 64.9 92.5 98 87.3
1976 232.6 305 352.1 196.3 73.9 64 48.4 43.7 46.2 68.2 75.5 85.9
1977 159.7 424.5 330.7 186.7 93.8 68.7 52 53.2 53.9 66.7 113.7 127
1978 122.1 223.2 173.9 140.7 113.9 64.1 53.2 42.8 65.9 66.8 100.2 118.4
1979 125.8 248.5 505.3 231.3 102.1 63.1 51.6 50.6 61.7 73.9 100.8 113.3
1980 128.8 142.3 129.5 130 72.2 64.7 50.7 54.1 72.4 108.7 138.9 238.6
1981 159.4 477.1 394 177.7 86.7 66.9 54.7 47.6 44.4 89.6 171 195
1982 175.8 350.2 190 192.8 97.7 65.5 48.9 43 48.7 107.1 181.8 257.1
1983 341.4 202.6 386.1 330.8 153.5 89.5 63.8 53.4 54 70.5 94.3 176.9
1984 137.4 711 600 346.4 171.3 93.5 58.6 45 45.1 106.7 78.8 144
1985 142.5 158.5 172.5 174.5 83.5 46.7 35.3 34.4 52.2 53.2 62.7 89.8

22. 2.1Tratamiento de la información2.1Tratamiento de la información
Análisis de saltos. Los saltos son formas
determinísticas transitorias que permiten a una
serie hidrológica periódica pasar desde un estado a
otro, como respuesta a cambios hechos por el
hombre debido al continuo aprovechamiento de los
recursos hídricos en la cuenca o a cambios
naturales continuos que puedan ocurrir. Los saltos
se presentan principalmente en los parámetros
media y desviación estándar.

23. UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO
FACULTAD DE INGENIERIA
Procedimiento de análisis:
i.Identificación.
ii.Evaluación y/o cuantificación.
iii.Corrección y/o eliminación.
Consistencia en la media (prueba de medias).
Prueba T
Consistencia de la desviación estándar (pruebas de
variancias)
Prueba F

26. - Diagrama de doble masa entre el promedio acumulado de las
estaciones Condorcerro, Huacapongo y Quirihuac y cada una de
ellas

27. 0
50
100
150
200
250
300
350
400
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic
50% 75% 90%
Período de Estiaje
m3/s
Descargas promedio mensuales del río Santa 1956
– 2012, para diversos percentiles

28. T (años) Gumbel Gamma 2 Gamma 3
Log Normal
2
Log Normal
3 Promedio
100 2,036 1,991 1,849 2,355 1,833 2,013
50 1,831 1,814 1,713 2,065 1,697 1,824
25 1,624 1,630 1,567 1,784 1,552 1,632
10 1,345 1,368 1,351 1,423 1,340 1,366
Distribuciones de las descargas máximas
instantáneas anuales (m³/s)(*)

29. 2.2 Diseño Hidrológico:
Es el proceso de evaluación del impacto de los
eventos hidrológicos en un sistema deeventos hidrológicos en un sistema de
recursos hidráulicosrecursos hidráulicos y de escoger valores para
las variables importantes del sistema para que
este se comporte adecuadamente.
Se puede usarse para desarrollar esquemas de
una nueva estructura, como un dique para elnueva estructura, como un dique para el
control en crecientescontrol en crecientes, o para diseñar programas
de manejo y administraciónmanejo y administración para controlar mejor
un sistema existente.

30. La principal preocupación es el flujo de agua a
través de un sistema.
Escala del diseño hidrológico: Se pueden
clasificar en dos categorías:
El control del agua: El drenaje, el control de
crecientes, la disminución de contaminación, el
control de sedimentación y el control de salinidad.
 El uso de agua y su manejo: El suministro de
agua domestica e industrial, la irrigación, la
generación hidroeléctrica, etc.

31. El valor limite estimado: Se define como la
máxima magnitud posible de un eventomáxima magnitud posible de un evento
hidrológico en un lugar dadohidrológico en un lugar dado utilizando la mejor
información hidrológica disponible.
El valor limite estimado esta implícita en las
comúnmente usadas precipitación máximaprecipitación máxima
probable (PMP)probable (PMP): una cantidad de precipitacióncantidad de precipitación
que es cercana al limite físico superior paraque es cercana al limite físico superior para
una duración dadauna duración dada sobre una cuenca particular y
la correspondiente creciente máxima
probable(CMP)

33. Diseño de uso de agua: El diseño para el uso de
agua se maneja en forma similar, excepto que el
problema es de agua insuficiente en lugar de aguaagua insuficiente en lugar de agua
en exceso.en exceso.
Es mas difícil determinar los niveles de diseño deniveles de diseño de
sequías a través de análisis de frecuenciassequías a través de análisis de frecuencias,
especialmente si el evento de diseño dura varios
años, como es el caso de diseño de suministros de
agua. Una base para el diseño de sistemas de
suministro de agua, es la sequia critica de registrosequia critica de registro.
Es decir la peor sequia presentada.

34. Criterios de diseño generalizados para estructuras de control de aguaCriterios de diseño generalizados para estructuras de control de agua
Tipos de estructuras Periodo de retorno ELV
Alcantarillas de carreteras: Volúmenes de trafico bajos; volúmenes de trafico
intermedios; volúmenes de trafico altos
5-10 -
10-25 -
50-100 -
Puentes de carreteras : Sistema secundario , Sistema primario
10-50 -
50-100 -
Drenaje agricola: Alcantarillas, Surcos
5-50 -
5-50 -
Drenaje Urbano: Alcantarillado con ciudades pequeñas, Alcantarillados en ciudades grandes
2-25 -
25-50 -
Aeropuertos: Volúmenes bajos, Volúmenes intermedios, Volúmenes altos
5-10
10-25 -
50-100 -
Diques: En fincas, Alrededor de ciudades
2-50 -
50-200 -
Presas con poca probabilidad de perdidas de vidas( bajo amenaza): Presas pequeñas,
Presas intermedias, Presas Grandes
50-100 50 %
100 50-100%
- 100 %
Presas con probabilidad de perdidas de vidas(Amenazas significativas): Presas pequeñas,
Presas intermedias, Presas Grandes
100
-
-
Presas con poca probabilidad de altas perdidas de vidas(Alta Amenazas): Presas pequeñas,
- 50-100%
- 100 %

35. El diseño hidrológico para el uso del agua
esta estrictamente regulado por los aspectos
de derecho de aguaderecho de agua, especialmente en
regiones áridasregiones áridas.
La ley específicamente que usuarios deben
reducir sus consumos de agua en el evento
de una sequia ( LRH).
.

37. Selección del nivel de diseño:Selección del nivel de diseño:
Existen tres formas de uso común para
determinar el valor de diseño hidrológico:
 Aproximación empírica
 Análisis de riesgo
 Análisis hidroeconomico.

38. Aproximación empíricaAproximación empírica

39. 39
LAGUNA DE ANTACOTO
Análisis de riesgo

41. Análisis hidroeconomico.Análisis hidroeconomico.

43. CALCULO DEL PERIODO DE RETORNO DE DISEÑO OPTIMO DE ANALISIS HIDROECONOMICO
1
( Increm
ento)
2 ( Periodo de
retorno)
3
( Probababilid
ad de
excedencia
anual)
4 Daño
5 Daño
incremental
esperado
( $/año)
6 ( Costo de
riesgo de
daño)
7 ( Costo de
capital)
8 Costo
anual
( $/año)
1 1.000 0 49098 49098
1 2 0.500 20000 5000 44098 3000 47098
2 5 0.200 60000 12000 32098 14000 46098
3 10 0.100 140000 10000 22098 23000 45098
4 15 0.067 177000 5283 16815 25000 41815
5 20 0.050 213000 3250 13565 27000 40565
6 25 0.040 250000 2315 11250 29000 40250
7 50 0.020 300000 5500 5750 40000 45750
8 100 0.010 400000 3500 2250 60000 62250
9 200 0.005 500000 2250 0 80000 80000
49098

45. Cuenca del Rio Mala

51. APLICACIONES:APLICACIONES:

52. LA ESPERANZA (Manabí)

53. CONSIDERACIONES A TENER ENCONSIDERACIONES A TENER EN
CUENTA EN EL DISEÑOCUENTA EN EL DISEÑO
HIDRAULICOHIDRAULICO

54. 54
ESQUEMA GENERALESQUEMA GENERAL
SISTEMA MAYORSISTEMA MAYOR

55. 55
ESQUEMA GENERAL
SISTEMA MENOR

56. 56

57. 57

58. 58
Acueducto – canal Chimbote- PE Chinecas

61. 61
Sifón – Viru- PE Chavimochic

62. 62
Sifón – Viru- PE Chavimochic

63. Sifón – Viru- PE Chavimochic

67. 67

70. RAPIDA DE LA MORA- PE CHINECASRAPIDA DE LA MORA- PE CHINECAS

71. Problemas presentados enProblemas presentados en
la construcción y diseñola construcción y diseño..

72. 72
CANAL SAN JOSE- CANAL CHIMBOTE PE CHINECASCANAL SAN JOSE- CANAL CHIMBOTE PE CHINECAS
ENTRADAENTRADA

73. CANAL SAN JOSE- CANAL CHIMBOTE PE CHINECASCANAL SAN JOSE- CANAL CHIMBOTE PE CHINECAS
SALIDASALIDA

74. CUANDO ENCONTRAMOS OBJETOS EXTRAÑOS A LACUANDO ENCONTRAMOS OBJETOS EXTRAÑOS A LA
CONSTRUCCION DEL CANAL DESVIANDO EL CURSO DELCONSTRUCCION DEL CANAL DESVIANDO EL CURSO DEL
AGUA, DEBEMOS PENSAR NO SOLO EN SANCIONARLOS,AAGUA, DEBEMOS PENSAR NO SOLO EN SANCIONARLOS,A
LOS RESPONSABLES, SI NO EN QUE INFORMACION NOLOS RESPONSABLES, SI NO EN QUE INFORMACION NO
HEMOS CONSIDERADO EN EL DISEÑO DEL CANAL.HEMOS CONSIDERADO EN EL DISEÑO DEL CANAL.

75. CANAL IRCHIM-PE CHINECASCANAL IRCHIM-PE CHINECAS

81. CANAL CHACHAPOYAS- PE CHINECASCANAL CHACHAPOYAS- PE CHINECAS

84. TESIS: “Evaluación del Diseño HIDRAULICO Existente de las Caídas delTESIS: “Evaluación del Diseño HIDRAULICO Existente de las Caídas del
Canal Carlos Leight ubicadas en las progresivas 0+200 a 0+380 - 2016”Canal Carlos Leight ubicadas en las progresivas 0+200 a 0+380 - 2016”

87. 87
TESIS: CAUSAS HIDRÁULICAS QUE GENERAN EROSIÓN EN EL CANALTESIS: CAUSAS HIDRÁULICAS QUE GENERAN EROSIÓN EN EL CANAL
“CARLOS LEIGTH” EN EL TRAMO 8+670 AL 9+025 Y PROPUESTA DE“CARLOS LEIGTH” EN EL TRAMO 8+670 AL 9+025 Y PROPUESTA DE
SOLUCIÓN – CHIMBOTE - 2016SOLUCIÓN – CHIMBOTE - 2016

88. BOCATOMA PE Chavimochic

89. BOCATOMA PE Chavimochic

90. BOCATOMA PE Chavimochic

91. BOCATOMA PE ChavimochicBOCATOMA PE Chavimochic

93. 4 HIDROESTA

94. 4.1 Definición:
Es una herramienta que facilita y simplifica los
cálculos laboriosos y el proceso del análisis
de la abundante información que se debe
procesar en los estudios hidrológicos.

96. Este software permite:
• El calculo de los parámetros estadísticos, para
datos agrupados y no agrupados, tanto con los
momentos tradicionales como son momentos
lineales.
• Cálculos de regresión lineal, no lineal, simple y
múltiple así como regresión polinomial.

98. • Evaluar si una serie de datos se ajustan a una
serie de distribuciones: Normal, log, Normal,
gamma, log Pearson, tipo III, Gumbel y Log
Gumbel, tanto con momentos ordinarios, como
con momentos lineales. Si la serie de datos se
ajusta a una distribución, permite calcular por
ejemplo caudales o precipitaciones de diseño,
con un periodo de retorno dado o con una
determinada probabilidad de ocurrencia.

99. • Calcular a partir de la curva de variación estacional
o la curva de duración, eventos de diseño con
determina probabilidad de ocurrencia.
• Realizar el análisis de una tormenta y calcular
intensidades máximas, a partir de datos de
pluviogramas, así como intensidad máxima de
diseño para una duración y periodo de retorno
dado, a partir del periodo de intensidades
máximas.

101. Permite el calculo de la precipitación
promedio por los métodos promedio
aritmético, polígono de Thiessen e Isoyetas.
Los cálculos de los aforos realizados con
molinetes o correntometros.

103. El calculo de caudales máximos, con
métodos empíricos( racional, y Mac math) y
estadísticos( Gumbel y Nash).
Cálculos de la evapotranspiración con los
métodos de Thorhwaite, Blaney – Criddle,
Penman, Hargreves y calculo del balance
hídrico.

105. 4.2 Importancia
Proporciona de fácil utilización para el ingeniero
civil, hidrólogos y otros especialistas que trabajen
en el campo de la hidrología.
Permite cálculos estadísticos con mucha
información para el uso en hidrología y cálculos
hidrológicos en general.

106. Permite calcular los parámetros estadísticos, para
los datos agrupados y no agrupados, tanto con los
momentos ordinarios como con momentos
lineales ( L- Moments).
Permite calcular la regresión lineal, no lineal
simple y múltiple así como regresión polinomial.

107. Permite evaluar si una serie de datos se ajustan
a una serie de distribuciones: normal, Log
normal con 2 y 3 para metros, gamma con 2 y 3
parámetros, Log pearson tipo III, Gumbel y Log
Gumbel, tanto con momentos ordinarios, como
con momentos lineales.
Si la serie de datos, se ajusta a una distribución,
permite calcular por ejemplo caudales o
precipitaciones de diseño, con un periodo de
retorno dado o con una determinada
probabilidad de ocurrencia.

109. Permite calcular a partir de la curva de variación
estacional o la curva de duración, eventos de
diseño con determinada probabilidad de
ocurrencia.
Permite realizar el análisis de tormentas y
calcular las intensidades máximas, a partir de
datos de pluviogramas , así como la intensidad
máxima de diseño para una duración y periodo
de retorno dado, a partir de registro de
intensidades máximas.

111. Permite el calculo de la precipitación promedio
por los métodos promedio por los métodos
promedio aritmético, polígono de Thiessen e
isoyetas.
Permite los cálculos de aforos realizados con
molinetes o correntometros.

112. Permite los cálculos de aforos realizados con
molinetes o correntometros.
Permite el calculo de caudales máximos, con
métodos empíricos ( racional y Mac Math) y
estadístico( Gumbel y Nash).
Permite cálculos de la evapotranspiración con los
métodos de Thorthwaite, Blaney–Criddle,
Penman, Hargreaves y calculo del balance
hídrico.

114. Permite reducir enormente el tiempo de calculo,
por que en todos los casos, se tiene que trabajar
con el procesamiento de mucha información.
Permite realizar simulaciones rápidas, variando
cualquier parámetro en las formulas de las
diferentes opciones ofrecidas en la aplicación.

115. Es posible almacenar la información de entrada
en archivos , a fin de repetir los cálculos las
veces que se desee.
Los datos procesados y resultados obtenidos,
se almacenan en archivos de textos en formato .
RTF, de donde se puede agregar a un
documento . DOC cuando se quiera elaborar un
informe.

119. 5. CONCLUSIONES FINALES
Es necesario involucrar a los beneficiarios en el
diseño de las obras hidráulicas.
Es necesario trabajar mas y de manera conjunta,
con todos los integrantes de la cuenca, para
cuidarla, poder tener buena información,
planificarla, y hacer un buen uso de sus aguas.
Es importante que los ingenieros dedicados al
estudio del recurso hídrico, manejen software que
nos facilitan el trabajo en el procesamiento de
datos hidrológicos.

120. 120
FIN DE LA
EXPOSICION
EMAIL: gpcampomanes@gmail.com
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