01.09-4 precipitacion efectiva

05/05/2013

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CURSO:

HIDROLOGIA GENERAL

SEMESTRE 2013-I

DOCENTE:

ING CARLOS LUNA LOAYZA

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CURSO:

HIDROLOGIA

SEMESTRE 2013-I

CALCULO DE LA PRECIPITACION NETA MEDIANTE EL METODO DE

LA S.C.S.

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7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.1.- INTRODUCCIN

Supongamos que disponemos de un hietograma que refleja laprecipitacin cada, obteniendo directamente de unpluvigrafo. El objetivo es separar la parte de esa precipitacinque ha generado escorrenta directa.

A esta parte la llamamos Pneta, Pefectiva o Pen exceso

La P que no genera escorrenta queda como retencinsuperficial y/o infiltracin. Posteriormente esta agua terminarevapotranspirndose o llegando a la escorrenta subterrnea.


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La capacidad de infiltracin del suelo va disminuyendo con el

tiempo, por esta razn al separar de un hietograma que

constituye un P neta, se realiza siguiendo una curva descendente,

que refleja la disminucin de la capacidad infiltracin.

Este mtodo supone que el suelo retine una cierta cantidad ciada

al principio (ejemplo 23 mm.) y despus de eso el porcentaje que

genera escorrenta va aumentando con el tiempo (Figura 1b)

Al igual que en el caso anterior se tiene en cuenta que la

capacidad de abstraccin del suelo disminuye con el tiempo, pero

en esta hiptesis en todos los incrementos de tiempo se genera

escorrenta y en proporcin creciente.

7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.2.- PROCEDIMEINTO DE CALCULO

El procedimiento establecido por la SCS se expone de acuerdo a

los criterios indicados en la versin espaola.

a.- Clculo para un nico dato de pluviometra

Los pasos son los siguientes:

a.1.- Clculo del umbral de escorrenta Po

Es un dato que aparece tabulado en funcin del uso de la

superficie (bosque, cultivo, etc.) de la pendiente y del tipo

del suelo (A, B, C D desde el ms arenoso y permeable al

ms arcilloso e impermeable)

Finalmente hay que modificarlo si los das anteriores han

sido muy secos o muy hmedos.

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a.2.- Clculo de la Precipitacin neta PnetaSe utiliza la siguiente expresin:

Donde:

P = Precipitacin total registrada

Pn = Precipitacin neta

Po = Abstraccin inicial o umbral de escorrenta

( )24

o

n

o

P PP

P P

=


a.2.- Clculo de la Precipitacin neta PnetaEjemplo:

Calcular la precipitacin neta de una precipitacin diaria

total de 31 mm.

Solucin.

Supongamos que hemos consultado las tablas y hemos

obtenido un valor de Po de 12 mm, entonces tendramos:

( ) ( )2 23 1 1 2 4 .64 3 1 4 * 1 2

4 .6 .

o

n

o

n

P PP

P PP m m

= = =

=

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El procedimiento establecido por la SCS se expone de acuerdo a

los criterios indicados en la versin espaola.

b.- Clculo para un hietograma completo

El proceso es el mismo, peros se trabaja con las precipitaciones

acumuladas:

b.1.- Clculo del umbral de escorrenta Po

Supongamos que hemos consultado las tablas y hemnos

obtenido un valor de Po = 43 mm.


b.2.- Clculo de la Precipitacin P

A partir de los datos de precipitacin (P), se calcula la

precipitacin acumulada (P), como se indica en la siguiente

tabla:

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b.3.- Clculo de la Precipitacin neta PnetaSi Pt es menor que la abstraccin inicial (que para el caso

del ejemplo la hemos evaluado en 43 mm)

La precipitacin neta Pn es 0 (Caso de las primeras horas)

Si la precipitacin total cada hasta ese momento (Pt)

supera la abstraccin inicial aplicaremos la formula (1),

siendo la siguiente expresin:

En el ejemplo, para la hora 3 la aplicacin de la formula

sera

( )24

o

n

o

P PP

P P

=

( )25 9 4 3 1 .1 15 9 4 * 4 3n

P

= =


b.3.- Clculo de la Precipitacin neta Pneta

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b.4.- Clculo de la Precipitacin acumulada PnHay que desacumular esos datos en la ltima columna,

simplemente restando cada valor de la columna Pn del

anterior.

Como resultado final obtenemos que han generado

escorrenta superficial de 31.7 mm de un total de 143 mm,

el cual se ha distribuido de acuerdo a la ltima columna.

Su representacin grfica se presenta en la figura 1b


b.4.- Clculo de la Precipitacin acumulada Pn

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b.4.- Clculo de la Precipitacin acumulada Pn

7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.3.- EVALUACION DEL Po

Este valor se consulta en tablas que con diversa variaciones

aparece en manuales y documentacin tcnica.

Este valor depende de las siguiente caractersticas:

Tipo y utilizacin de la superficie (rea pavimentada, cultivos

densos, bosques, )

La pendiente del suelo

El tipo de suelo mas o menos permeable (Dividido en cuatro

categoras A, B, C, D)

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Ejemplo:

En un caso real podemos considerar diversas parte

75% Bosque espeso, suelo tipo B Po = 47

25 % Barbecho, pendiente < 3%, suelo tipo C Po = 11

Solucin

Determinando la media ponderada as:

4 7 * 0 . 7 5 1 1 * 0 . 2 5 3 8o

P = + =


Las tablas que proporcionan el valor de Po suponen un grado de

humedad del suelo medio. Si los das anteriores a la precipitacin

estudiada se produjeron precipitaciones abundantes, las

abstracciones (retenciones superficiales, infiltracin, ) seran

menores, por lo que el valor de Po ser menor al proporcionado

por la tabla.

Anlogamente lo contrario si los das anteriores no ha llovido

nada, el suelo est seco y todas las abstracciones seran mayores,

hay que corregir el valor de Po aumentndolo.

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A partir de la tabla ltima se ha elaborado las siguientes

relaciones, que proporcionan unos resultados muy similares a lso

de dicha tabla.

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Para usar las talbas indicadas anteriormente, la relacin entre

ambos (Po en mm y CN) es inmediata.

Donde:

CN = Po para condiciones de humedad media

Po = Condicin de humbral

2 5 4 0 0

2 5 40 . 2 0

2 5 0 00 . 2 0 2 5 4

o

o

C N P

PC N

=

+

=


Las tablas de los valores de CN, son los presentados en las tablas

anteriores y corresponde a valores medios de la humedad de los

das anteriores. Para el caso de das anteriores si son secos o

hmedos podemos aplicar las siguientes expresiones:

Donde:

CN(II) = Po para condiciones de humedad previa II

(Normal) (obtenido de tablas)

CN(I) = Po para condiciones de humedad previa I (seco)

CN(III) = Po para condiciones de humedad previa III

(hmedo)

( ) ( )( )( ) ( )( )

4 . 21 0 0 . 0 5 8 *

4 2 31 0 0 . 1 3 *

C N I IC N I

C N I I

C N I IC N I I I

C N I I

=

=

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Si las anteriores expresiones convertimos los valores CN en Po,

utilizando las equivalencias obtendremos las siguientes

expresiones:

Donde:

Po(II) = Po para condiciones de humedad previa II

(Normal)

Po(I) = Po para condiciones de humedad previa I (seco)

Po(III) = Po para condiciones de humedad previa III

(hmedo)

( ) ( )( ) ( )

2 . 3 8 *0 . 4 3 *

o o

o o

P I P I I

P I I I P I I

=

=

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