estudio hidrologico rio atenco dic 2012

ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA CUENCA DEL RIO ATENCO

ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA CUENCA DEL RIO

ATENCO.

1.- MACROLOCALIZACIÓN

Fig. 1Cuenca del río Atenco, fuente: Simulador de flujos de Agua de Cuencas hidrográficas, INEGI.

SIMBOLOGÍA

AREA DE LA CUENCA EN ESTUDIO

CUERPOS DE AGUA EXISTENTES

POBLACIONES EXISTENTES

RED HIDROGRAFICA

H. AYUNTAMIENTO DE TETLA DE LA SOLIDARIDAD, TLAX. 2011 - 2013


2.- AREA DE ESTUDIO

Fig. 2Área de la cuenca del río Atenco, fuente: Google Earth sitio web.

Lugar de estudio

Área de la cuenca en estudio

Área de la cuenca de estudio: 33.43 Km²



Tabla No 1.- Coeficientes de Escurrimiento.CUBIERTA (O USO) DEL SUELO TIPO DE SUELO

A B C BARBECHO, AREAS INCULTAS O DESNUDAS 0.26 0.28 0.30

CULTIVOS En Hilera 0.24 0.27 0.30 Legumbres o rotación de pradera 0.24 0.27 0.30 Granos pequeños 0.24 0.27 0.30

PASTIZAL % de suelo cubierto y pastoreo Mas del 75% - poco 0.14 0.20 0.28 Del 50% al 75% - regular 0.20 0.24 0.30 Menos del 50% - excesivo 0.24 0.28 0.30

BOSQUE Cubierto más del 75% 0.07 0.16 0.24 Cubierto del 50% al 75% 0.12 0.22 0.26 Cubierto del 25% al 50% 0.17 0.26 0.28 Cubierto menos del 25% 0.22 0.28 0.30 Cascos y zonas con edificaciones 0.26 0.29 0.32 Caminos incluyendo derecho de vía 0.27 0.30 0.33 Pradera permanente 0.18 0.24 0.30

Fuente: Procesos del Ciclo Hidrológico, Francisco Campos Arana, Pag. 8.62

Tabla No 2.- Coeficientes de Escurrimiento.

MINIMO MAXIMO

ZONAS COMERCIALES Zona comercial 0.70 0.95 Vecindarios 0.50 0.70ZONAS RESIDENCIALES Unifamiliares 0.30 0.50 Multifamiliares con espacios 0.40 0.60 Multifamiliares conmpactas 0.60 0.75 Semiurbanas 0.25 0.40 Casas habitacion 0.50 0.70ZONAS INDUSTRIALES Espaciado 0.50 0.80 Compacto 0.60 0.90CEMENTERIOS Y PARQUES 0.10 0.25CAMPO DE JUEGO 0.20 0.35PATIOS DE FERROCARRIL 0.20 0.40ZANAS SEMIURBANAS 0.10 0.30CALLES Asfaltadas 0.70 0.95 De concreto Hidraulico 0.80 0.95 Adoquinadas 0.70 0.85ESTACIONAMIENTOS 0.75 0.85TECHADOS DIVERSOS 0.75 0.95PRADERAS Suelos arenosos planos (0.02) 0.05 0.10 Suelos arenosos pendientes 0.02 - 0.07 0.10 0.15 Suelos arenosos escarpados mayor a 0.07 0.15 0.20 Suelos arcillosos planos (0.02) 0.13 0.17 Suelos arcillosos pendientes 0.02 - 0.07 0.18 0.22 Suelos arcillosos escarpados mayor a 0.07 0.25 0.35

COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTOTIPO DE AREA DRENADA

Fuente: Estudio Hidrológico para obras de protección, Capitulo 3 Manual de Ingeniería de Ríos, Pag. 26.



Tabla No 3.- Determinación del Coeficiente “C”.

TIPO DE SUELO C ÁREA %ÁREA Zonas residenciales (unifamiliares) 0.20 2.86 9% 0.57Zonas semiurbanas 0.40 4.27 13% 1.71Cultivos (en hilera) 0.24 10.25 31% 2.46Pastizal (Más del 75%-Poco) 0.14 4.30 13% 0.60Bosque (Cubierto más del 75%) 0.07 8.40 25% 0.59Praderas (suelo arenosos, S=2%-7%) 0.13 3.35 10% 0.42

33.43 100% 6.35

c= 0.190

Para determinación del Coeficiente “C”, C = 6.35 / 33.43 = 0.19

Tabla No 4.- Determinación del Periodo de Retorno para 5 y 10 años.ESTACION METEOROLOGICA: TLAXCO

PRECIPITACION MAXIMA DIARIA (mm)

AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUAL

1961 2.0 0.0 0.7 1.7 1.5 26.5 47.5 21.5 11.0 12.0 3.5 1 2008 116.00 4,511.36 40.001962 0.0 1.5 0.5 21.5 9.0 29.5 10.2 9.0 38.5 20.0 1.5 10.8 38.5 2 1999 103.90 3,032.34 20.001963 0.0 0.0 7.3 9.2 30.0 22.3 26.5 13.8 18.8 6.0 9.0 3 1997 97.00 2,320.03 13.331964 0.0 65.5 64.7 13.8 21.4 24.0 44.0 7.3 2.0 4 2003 77.80 839.07 10.001965 21.0 3.3 6.0 5.5 20.3 24.0 11.0 29.9 5.2 3.8 5 1974 74.30 648.55 8.001966 5.8 5.3 42.8 13.7 19.0 18.6 26.0 6 1978 73.40 603.52 6.671967 29.0 0.2 9.8 17.0 46.4 20.0 15.5 37.5 56.2 19.8 12.5 7.9 56.2 7 2007 65.00 261.36 5.711968 24.5 13.6 0.4 22.3 20.6 40.7 14.1 16.2 12.8 6.7 7.3 1.6 40.7 8 2004 62.50 186.78 5.001969 5.5 0.6 8.4 8.8 33.5 0.0 9.4 9 1991 59.30 109.55 4.441970 2.8 2.5 0.0 2.2 19.5 35.8 13.3 14.0 40.5 37.8 1.7 0.0 40.5 10 2001 59.10 105.40 4.001971 9.8 2.0 8.2 20.8 23.0 15.2 14.2 18.2 32.2 8.5 1.5 11 2002 58.60 95.39 3.641972 6.4 2.4 10.2 6.9 14.7 17.8 19.2 15.8 17.5 17.8 21.0 1.6 21.0 12 1967 56.20 54.27 3.331973 0.0 0.9 4.6 10.2 7.7 45.0 38.6 19.8 34.3 21.7 7.1 2.0 45.0 13 1980 50.20 1.87 3.081974 1.0 4.4 10.0 10.2 16.1 33.5 52.3 11.3 74.3 6.8 11.4 0.8 74.3 14 1979 49.60 0.59 2.861975 5.1 30.2 0.8 10.9 26.3 25.6 30.0 31.0 12.7 33.9 0.2 0.0 33.9 15 1996 49.50 0.44 2.671976 0.6 2.6 5.2 16.4 27.5 17.2 25.6 33.7 50.2 28.8 5.1 16 2005 49.00 0.03 2.501977 6.1 6.2 0.0 11.4 32.3 36.6 22.8 43.7 3.4 3.5 17 2010 45.50 11.11 2.351978 1.8 4.5 26.0 2.5 22.5 73.4 30.2 27.0 17.2 15.9 11.2 6.0 73.4 18 1973 45.00 14.69 2.221979 3.7 7.8 9.0 21.0 23.0 26.2 20.5 38.0 49.6 6.5 7.9 7.1 49.6 19 1988 44.60 17.92 2.111980 16.1 2.6 2.3 9.7 28.1 28.2 34.7 50.2 14.1 22.4 11.4 0.0 50.2 20 2000 44.00 23.36 2.001981 9.6 16.6 10.5 11.7 12.5 25.3 21.0 23.0 13.3 26.0 3.5 3.7 26.0 21 1983 43.00 34.03 1.901982 0.0 10.0 27.0 15.0 23.0 21.0 29.0 40.0 25.0 10.5 0.0 0.0 40.0 22 1968 40.70 66.15 1.821983 10.0 15.0 6.0 0.0 11.5 13.0 21.0 29.0 43.0 10.5 27.0 0.0 43.0 23 1970 40.50 69.44 1.741984 6.0 6.0 8.0 4.0 15.0 33.0 22.0 13.0 15.0 4.0 0.0 7.0 33.0 24 1995 40.20 74.53 1.671985 1.0 1.0 20.0 14.0 44.0 16.0 13.0 15.0 34.5 6.4 0.6 25 1982 40.00 78.03 1.601987 0.0 1.8 6.0 7.2 22.0 19.0 29.8 22.3 12.3 0.0 8.4 0.0 29.8 26 1962 38.50 106.78 1.541988 0.0 9.3 27.0 24.3 20.7 23.7 28.9 44.6 23.9 24.9 0.0 0.0 44.6 27 2009 38.00 117.36 1.481989 6.0 6.5 9.9 9.6 21.2 30.1 25.5 17.9 15.5 14.8 2.8 11.5 30.1 28 2006 37.00 140.03 1.431990 0.0 9.8 5.2 13.7 17.8 19.0 18.1 25.2 19.3 27.0 0.0 3.0 27.0 29 1975 33.90 223.00 1.381991 3.0 3.9 0.0 52.0 59.3 16.9 35.4 20.8 37.0 20.5 7.4 2.4 59.3 30 1984 33.00 250.69 1.331992 25.0 8.0 5.9 15.1 18.7 12.4 15.0 12.2 13.7 12.2 6.3 0.0 25.0 31 1998 32.60 263.52 1.291993 7.6 7.4 13.3 18.8 9.1 24.1 22.0 22.8 17.3 7.3 8.1 0.0 24.1 32 1989 30.10 350.94 1.251994 7.1 7.0 4.0 9.0 9.4 13.6 21.0 23.5 23.0 14.3 1.0 0.0 23.5 33 1987 29.80 362.27 1.211995 12.0 8.0 9.8 16.9 13.2 19.2 21.3 40.2 20.4 8.5 8.0 30.0 40.2 34 1990 27.00 476.69 1.181996 0.0 5.0 9.0 15.8 49.5 18.2 27.6 33.0 14.0 39.8 0.0 12.3 49.5 35 1981 26.00 521.36 1.141997 3.0 3.6 21.0 19.2 26.5 97.0 25.4 35.2 20.0 16.6 26.9 8.0 97.0 36 1992 25.00 568.03 1.111998 2.6 0.0 0.0 4.5 0.0 6.6 9.5 32.2 32.6 16.5 1.9 0.0 32.6 37 1993 24.10 611.74 1.081999 0.0 0.0 7.6 16.9 7.5 13.9 30.0 42.0 59.3 103.9 4.3 0.2 103.9 38 1994 23.60 636.72 1.052000 0.0 0.0 9.5 7.0 15.0 24.0 44.0 20.0 11.0 9.6 28.6 10.3 44.0 39 1972 21.00 774.69 1.03

2001 0.2 2.7 3.5 18.4 59.1 25.1 21.5 25.5 39.0 41.0 0.0 14.9 59.1 MEDIA 48.83 18,563.652002 3.4 5.3 2.4 8.7 18.4 25.1 58.6 12.0 28.0 24.5 24.0 0.0 58.6 DESVIACION ESTANDAR 2.9619

2003 0.0 0.0 1.0 20.4 11.0 42.7 34.8 28.5 77.8 20.0 1.6 0.0 77.82004 10.3 8.5 31.3 12.3 22.3 20.3 13.0 62.5 14.5 22.0 1.4 0.0 62.52005 0.0 15.3 4.5 32.5 12.3 42.1 28.0 19.4 10.0 49.0 3.0 0.0 49.02006 13.2 0.0 9.2 26.6 24.5 23.0 37.0 30.5 20.2 27.0 5.9 0.0 37.02007 5.4 17.0 2.4 15.0 53.0 16.7 14.7 65.0 36.7 39.0 4.0 15.2 65.02008 0.0 0.5 2.0 23.5 20.3 116.0 32.0 28.7 16.0 17.7 0.0 0.0 116.02009 7.0 18.1 3.0 0.0 19.8 33.0 34.0 17.0 29.0 38.0 0.0 5.0 38.02010 6.0 12.5 4.0 13.7 7.1 24.0 45.5 17.5 19.1 16.9 0.0 0.0 45.5

ORDEN AÑO MAX. 24 HRS ( X - x ) ² PERIODO DE RETORNO

Para un Periodo de Retorno de 10 años corresponde 77.80 mm

Para un Periodo de Retorno de 5 años corresponde 62.50 mm.



TIEMPO DE CONCENTRACION

1. Formula de Kirpich

Tc = 0.39 [L2 / S ] 0.385 =

L = Longitud Total del cauce principal = 8,470 metros.S = Pendiente aritmética en % = 0.24%

Tc = 0.39 [8,470 2 / 0.24] 0.385 = 3.509 hrs.

2.- Formula de Rowe

Tc = [0.86 L3 / H] 0.385 = [0.86* (8.47)3/202]0.385 = 1.442 hrs.

L = Longitud Total del cauce principal = 8,470 metros.H = Desnivel = 202.00 metros

3.- Formula de Forest Resources Division (FAO)

Tc = L 1.15 / 1.5 H 0.38 = 8.47 1.15 / 1.5 (0.202) 0.38 = 14.287 hrs.

L = Longitud Total del cauce principal = 8.47 km.H = Desnivel = 0.202 km

4.- Formula de Ven Te Chow

Tc = 0.005 (L / S ½) 0.64 = 0.005 (8,470 / 0.24 0.5) 0.64 = 2.582 hrs.

L = Longitud Total del cauce principal = 8,470 metros.S = Pendiente aritmética en % = 0.24%

El Tiempo de concentración es igual al promedio de los 4 resultados:

Tc = 5.455 hrs.



DETERMINACION DE LA INTENSIDAD DE LA LLUVIA

Para una intensidad de lluvia se utiliza la lluvia máxima en 24 horas y se divide entre el Tiempo de Retención, por lo tanto queda como a continuación se indica.


i = 77.80 mm / 5.455 hrs = 14.262 mm/hrs.


i = 62.50 mm / 5.455 hrs = 11.457 mm/hrs.

DETERMINACION DEL GASTO DE DISEÑO

Para el cálculo del gasto, se utiliza el método racional, para ello se utiliza la siguiente ecuación:

Qp = 0.278 C i A

Qp = Gasto = C = Coeficiente de escurrimiento adimensional = 0.19i =Intensidad de lluvia para un Tr = 10 años, 5 años = 14.262, 11.457 mm/hrsA = área de la cuenca = 33.43 km2

Para un Periodo de Retorno de 10 años, el Gasto es:

Qp = 0.278 * (0.19) * (14.262 mm/hr) * (33.43 km2) = 25.17 m3/seg

Para un Periodo de Retorno de 5 años, el Gasto es:

Qp = 0.278 * (0.19) * (11.457 mm/hr) * (33.43 km2) = 20.22 m3/seg

Con estos gastos se integran al programa HEC-RAS para el Estudio Hidráulica y determinar si las características del cauce tienen la capacidad para conducir estos Gastos.



MODELADO DE RÍO EN EL PROGRAMA HEC-RAS

TABLAS DE DATOSTabla 5.- PERFIL DE SALIDA A 10 AÑOS

Tabla 6.- PERFIL DE SALIDA A 5 AÑOS

FIG. 3 VISTA EN PERSPECTIVA DEL RÍO ATENCO



MODELADO DE SECCIONES TRANSVERSALES, A CADA 20 METROS.

Fig. 4 SECCIÓN 0+000.00

Tabla 7.- DATOS DE SALIDA EN LA SECCIÓN A 5 AÑOS




Fig. 9 SECCIÓN 0+100.00, PUNTO DE CONTROL (DESCARGA)





Fig. 10 SECCIÓN 0+120, SECCIÓN DESPUES DEL PUENTE




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