ESTUDIO HIDROLOGICO PARA EL PUENTE A UBICARSE EN EL CRUCE DEL ARROYO NUEVO HULERO EN EL Km 6+680 DE LA CARRETERA XXXXX - XXXXX

INFORME DEL ESTUDIO HIDROLÓGICO

ELABORADO POR:XXXXXXXXX, S.A. DE C.V.XXXXX, VER. XXXXXXX DE 2012

1.- ESTUDIO HIDROLÓGICO

En estudio se considera el análisis hidrológico de la zona con el fin de determinar el área hidráulica y demás elementos que confluyen en el cruce en el Km 6+680 de la carretera Tanquian de Escobedo – Tancanhuitz de Santos con el arroyo Nuevo Hulero, donde actualmente se los elaboran estudios para el proyecto de un puente de xxx m.

Para la obtención del área hidráulica de la cuenca de este cruce vial se tomo información de carta topográfica de INEGI, Tampamolón Corona clave F14D21, escala 1:50,000.

Las precipitaciones se obtuvieron a partir de la estación climatológica Tampamolón Corona localizada cerca de la localidad del mismo nombre, en el estado de San Luis potosí.

En las páginas siguientes se describe el proceso de éstos trabajos.

1.1.-OBTENCIÓN DE LA CUENCA.

Para definir la cuenca de aportación del río hasta la zona de cruce con la carretera se hizo uso, como ya se indico de la carta topográfica de INEGI, Tampamolón Corona clave F14D21, escala 1:50,000 del INEGI, en donde se trazo el parte aguas, definido de la si-guiente manera:

La cuenca está delimitada de la siguiente manera: al norte y noroeste con la carretera Tanquian de Escobedo – Tancanhuitz de Santos también se localizan al norte las localidades de Tanchumaque, La Finca de Miraflores al sur y sureste con el parteaguas que divide esta cuenca con la cuenca del Arroyo Tanquian, donde también se localizan las comunidades de San Miguel y Chupadero; al este con una cadena de elevaciones que dividen el parteaguas de esta cuenca con la cuenca que forma el arroyo Las Juntas, así como las localidades de Nuevo Jalpillo, Nuevo Hulero al este con la carretera que va a la localidad de El Cedral y así como con las localidades de San Coloteo, Las Víboras y Las Viboritas, Santa Cecilia y San Jorge.

La superficie de la cuenca se midió gráficamente de la carta resultando una superficie de:

SUP TOTAL DE LA CUENCA 35’464,215.143 m2 = 35.464 Km2

Lo anterior se refiere a la superficie total de la cuenca donde se localiza el cruce de la carretera Tanquian de Escobedo – Tancanhuitz de Santos; la cuenca descrita se muestra en el plano CUENCA HIDROLOGICA, del cruce de la carretera Tanquian de Escobedo – Tancanhuitz de Santos con el Arroyo Nuevo Hulero.

PLANO DE LA CUENCA HIDROLOGICA

PLANO DE LA CUENCA HIDROLOGICA

1.2.- PENDIENTE DEL CAUCE

Con el objeto de estimar el perfil del cauce, se construyó una grafica de elevaciones contra distancias desde el punto de salida de la cuenca hasta la parte más alta de la misma, so-bre el cauce principal. En ella puede observarse que la pendiente del cauce se puede to-mar de la siguiente manera.

Utilizando el criterio propuesto por Taylor y Schwarz, que considera que el cauce está formado por tramos con pendiente uniforme, cuyo tiempo de recorrido es igual al de la parte más baja de la cuenca. Con este criterio la expresión propuesta es:

Pendiente del cauce (Scauce): [m/(1/S1+1/S2+......1/Sm)2]

Donde:

m Número de segmentos iguales, en los cuales se subdivide el tramo en estudioS Pendiente media del tramo en estudioS1, S2....Sm pendiente media de cada tramo, en que se subdividió el cauce principal

Longitud del cauce: 10.613 KmValor de la pendiente: Scauce = 0.34 %

El cálculo de la pendiente del cauce se observa en la tabla denominada pendiente media del cauce que se presenta en las páginas siguientes.

ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA CUENCA DEL ARROYO NUEVO HULEROCALCULO DE LA PENDIENTE MEDIA DEL CAUCE UTILIZANDO EL CRITERIO DE TAYLOR Y SCHWARZ

TRAMO LONGITUD DESNIVEL Si

1 1131.536 1131.536 102 0.0901 0.3002 3.33112 1131.536 2263.071 12 0.0106 0.1030 9.70873 1131.536 3394.607 8 0.0071 0.0843 11.86244 1131.536 4526.142 6 0.0053 0.0728 13.73635 1131.536 5657.678 6 0.0053 0.0728 13.73636 1131.536 6789.213 3 0.0027 0.0520 19.23087 1131.536 7920.749 2 0.0018 0.0424 23.58498 1131.536 9052.284 1 0.0009 0.0300 33.33339 1131.536 10183.820 1 0.0009 0.0300 33.3333

10 1131.536 11315.355 1 0.0009 0.0300 33.3333142 195.1904

PENDIANTE MEDIA DEL CAUCE:

Donde: Nt = Número de TramosSc = Pendiente Media del Cauce

0.03149Sc = 0.0512 0.00262144 0.00262144SUPERFICIE 35.4642151 KM 2

LONGITUD ACUMULAD

ASi05 1/Si05

Sc = Nt / 1/Si05

0.00 2000.00 4000.00 6000.00 8000.00 10000.00 12000.000.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

PERFIL DEL CAUCE

PERFIL DEL CAUCE

LONGITUD EN METROS

DE

SN

IVE

L E

N M

ET

RO

S

1.3.- DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE CONCENTRACIÓN.

Para el cálculo del tiempo de concentración existe una gran variedad de criterios, aquí solamente se plantean los más conocidos.

A continuación se presentan los diferentes resultados de los tiempos de concentración obtenidos, calculando para fines de proyecto un promedio ponderado.

DETERMINACION DEL TIEMPO DE CONCENTRACION

Nota:

FORMULA DE KIRPICH : Tc =

DONDE: L = Longitud del cauce en m.S = Pendiente del Cauce Principal.

Tc = 0.0003245 221003.027 13037.2692 4.231 4.231 Horas

CALCULO DEL TIEMPO DE CONCENTRACION

Tc promedio= 4.231 = 4.231 Horas

DURACION DE LA TORMENTA IGUAL AL TIEMPO DE CONCENTRACION

D= 4.231 Horas

Para la determinación del tiempo de concentración existe una diversidad de criterios, aquí se plantean los más conocidos.

0.0003245*(L/S1/2)0.77

1.4.- CÁLCULO DE LA INTENSIDAD DE LLUVIA.

El objetivo principal es obtener la precipitación máxima que pueda presentarse en el sitio de estudio para con ello valorar los gastos que se generan dentro de la cuenca y ser utilizados posteriormente en el diseño de la ampliación del puente que se llevará a cabo en el cruce del rio El Conchero.

La relación grafica entre los parámetros intensidad de lluvia, duración y periodo de retorno, son las llamadas curvas I-D-Tr, que son un apoyo esencial para la determinación de la magnitud de los escurrimientos pluviales.

Para el cálculo de la intensidad de lluvia se utilizo el apoyo de la distribución de la lluvia la cual fue calculada con el método propuesto por el U.S. Weather Bureau que toma en cuenta el valor medio de las lluvias máximas anuales en 24 horas.

Para el cálculo de la distribución de la lluvia fue necesario el apoyo de las precipitaciones máximas en 24 horas las cuales fueron calculadas por diferentes métodos (Gumbel, Nash y Fuller).De los resultados obtenidos se seleccionaron, las precipitaciones obtenidas por el método de Gumbel.

En las páginas siguientes se presentan los diferentes métodos.

Ya con la distribución de la lluvia y generada la tabla de precipitaciones en 1 hora se distribuyeron en el tiempo mediante el método de la U.S. Conservation Service.

Y en base a los valores obtenidos de precipitaciones mediante la expresión del Soil Conservation Service, se procedió al cálculo de las intensidades máximas.

En la tabla 1.1 que se presenta en las páginas siguientes se pueden observar el cálculo de intensidades de lluvia para diferentes duraciones y periodos de retorno de la cuenca. También se anexan las curvas Intensidad – Duración – Periodo de retorno (I-D-Tr)

ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA CUENCA DEL ARROYO NUEVO HULEROMETODO DE GUMBELESTACION TAMPAMOLON CORONA, SAN LUIS POTOSÍ

AÑOS LLUVIA MAX 24 HR Mimm mm

1979 380 144400 11980 346.5 120062.25 21981 192 36864 31982 160.4 25728.16 41983 155.7 24242.49 51984 145 21025 61985 140.2 19656.04 71986 137.4 18878.76 81987 134.2 18009.64 91988 130.5 17030.25 101989 128 16384 111990 126 15876 121991 120.4 14496.16 131992 120 14400 141993 120 14400 151994 119.8 14352.04 161995 114.6 13133.16 171996 97 9409 181997 94 8836 191998 94 8836 201999 88 7744 212000 82.4 6789.76 222001 81 6561 232002 75 5625 242003 73 5329 252004 72.7 5285.29 262005 72 5184 272006 70 4900 282007 40.5 1640.25 29

SUMA = 3710.3 625077.2529

METODO DE GUMBEL Mi = NUMERO DE EVENTOS

PARA LA APLICACION DE ESTE METODO ES NECESARIO CONTAR CON REGISTROS DE LLUVIAS MÁXIMAS EN 24 HORASPRESENTADAS EN EL ARROYO, ENTRE MAS DATOS SE TENGAN LA APROXIMACIÓN EN EL CÁLCULO SERÁ MAYOR

TANTO ESTE METODO COMO EL DE NASH CONSIDERAN UNA DISTRIBUCION DE VALORES EXTREMOS

PARA EL CALCULO DE LA LLUVIA MAXIMA QUE PUEDE PRESENTARSE PARA UN PERIODO DE RETORNO DETERMINADOSE HACE EL USO DE LA ECUACION:

DONDE:LLmax : LLUVIA MAXIMA 24 HR PARA UN PERIODO DE RETORNO (Tr) DETERMINADO

lluv max 24 hr2

TrNYN

LLmLL loge

LL max

LLm : LL MEDIA (mm)

DESVIACION ESTANDARD DE LAS LLUVIAS

CONSTANTE FUNCION DE N (TABLA No I)

N = NUMERO DE AÑOS DE REGISTROTr = PERIODO DE RETORNOLLm = 127.941379LLm2 = 16368.9965 m3/seg

625077.25

73.284268

DE LA TABLA No.I ENTRANDO CON "N = 29"

0.5353 1.1086

e = 2.71828183LL = 138.375905 m3/seg

Tr Llmax 24 Hr LLmaxaños (mm) (mm)

2 138.375905 0.5 75.3599725 213.73587720 290.588843 0.95 75.3599725 365.94881625 305.339801 0.96 75.3599725 380.69977350 351.160461 0.98 75.3599725 426.520433

100 396.981121 0.99 75.3599725 472.341093200 442.801781 0.995 75.3599725 518.161754500 503.373399 0.998 75.3599725 578.733371

1000 549.194059 0.999 75.3599725 624.554032

INTERVALO DE CONFIANZA :

0.5

σN

ΔΔLL

N

LLLLm i

N

i

1

1L

22

1

N

NLLLLL mi

N

i

N YN,

2

1 i

N

iLL

LL

11

Tr

TrNYNL

LLmLLe

logL

max

NLL

LL

14.1

LLm : LL MEDIA (mm)

DESVIACION ESTANDARD DE LAS LLUVIAS

CONSTANTE FUNCION DE N (TABLA No I)

N = NUMERO DE AÑOS DE REGISTROTr = PERIODO DE RETORNOLLm = 127.941379

LLm2 = 16368.9965

625077.25

73.284268

DE LA TABLA No.I ENTRANDO CON "N = 29"

0.5353 1.1086e = 2.71828182846

LL = 138.375905 m3/seg

Tr Llmax 24 Hr DLL LLmaxaños (mm) (mm)

2 138.375905 0.5 75.3599725 213.735877520 290.588843 0.95 75.3599725 365.948815525 305.339801 0.96 75.3599725 380.699773350 351.160461 0.98 75.3599725 426.5204334

100 396.981121 0.99 75.3599725 472.3410935200 442.801781 0.995 75.3599725 518.1617536500 503.373399 0.998 75.3599725 578.7333714

1000 549.194059 0.999 75.3599725 624.5540315

INTERVALO DE CONFIANZA :

0.5

m3/seg

σN

N

LLLLm i

N

i

1

1L

22

1

N

NLLLLL mi

N

i

N YN,

2

1 i

N

iLL

LL

YN

TrNYNL

LLmLLe

logL

max

11

Tr

NLL

LL

14.1

ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA CUENCA DEL ARROYO NUEVO HULEROMETODO DE NASH

ESTACION TAMPAMOLON CORONA, SAN LUIS POTOSÍ

AÑO Tr Tr/Tr-1

1979 97 380.0 1 30.000 1.034 -1.832 144400.00 -696.15852 3.35621980 72.7 346.5 2 15.000 1.071 -1.523 120062.25 -527.86207 2.32081981 120 192.0 3 10.000 1.111 -1.340 36864.00 -257.19126 1.79441982 73 160.4 4 7.500 1.154 -1.207 25728.16 -193.53439 1.45581983 70 155.7 5 6.000 1.200 -1.101 24242.49 -171.48450 1.21301984 94 145.0 6 5.000 1.250 -1.014 21025.00 -146.97655 1.02741985 145 140.2 7 4.286 1.304 -0.938 19656.04 -131.48222 0.87951986 126 137.4 8 3.750 1.364 -0.871 18878.76 -119.62552 0.75801987 75 134.2 9 3.333 1.429 -0.810 18009.64 -108.69436 0.65601988 94 130.5 10 3.000 1.500 -0.754 17030.25 -98.43122 0.56891989 128 128.0 11 2.727 1.579 -0.703 16384.00 -89.92373 0.49351990 380 126.0 12 2.500 1.667 -0.654 15876.00 -82.39682 0.42761991 192 120.4 13 2.308 1.765 -0.608 14496.16 -73.18870 0.36951992 88 120.0 14 2.143 1.875 -0.564 14400.00 -67.66024 0.31791993 346.5 120.0 15 2.000 2.000 -0.521 14400.00 -62.56683 0.27181994 120.4 119.8 16 1.875 2.143 -0.480 14352.04 -57.52567 0.23061995 114.6 114.6 17 1.765 2.308 -0.440 13133.16 -50.41031 0.19351996 140.2 97.0 18 1.667 2.500 -0.400 9409.00 -38.81769 0.16011997 160.4 94.0 19 1.579 2.727 -0.361 8836.00 -33.91369 0.13021998 119.8 94.0 20 1.500 3.000 -0.321 8836.00 -30.20890 0.10331999 137.4 88.0 21 1.429 3.333 -0.282 7744.00 -24.78071 0.07932000 82.4 82.4 22 1.364 3.750 -0.241 6789.76 -19.86371 0.05812001 134.2 81.0 23 1.304 4.286 -0.199 6561.00 -16.14062 0.03972002 120 75.0 24 1.250 5.000 -0.156 5625.00 -11.66561 0.02422003 155.7 73.0 25 1.200 6.000 -0.109 5329.00 -7.95233 0.01192004 130.5 72.7 26 1.154 7.500 -0.058 5285.29 -4.21380 0.00342005 72 72.0 27 1.111 10.000 0.000 5184.00 0.00000 0.00002006 81 70.0 28 1.071 15.000 0.070 4900.00 4.93087 0.00502007 40.5 40.5 29 1.034 30.000 0.169 1640.25 6.86135 0.0287

3710.3 -17.246 625077.25 -3110.87776 16.9784

LLi LLi Mi Xi LLi2 LLiXi Xi

2

DECRECIENTE

Ʃ = Ʃ =

N = 29N = NUMERO DE OBSERVACIONESLL = 127.941

841.000

METODO DE NASH

EL METODO DE NASH UTILIZA LA SIGUIENTE FORMULA PARA EL CALCULO DE LA LLUVIA MAXIMA EN 24 HR PARA UN DETERMINADO PERIODO DE RETORNO.

a , c : SON CONSTANTES EN FUNCION DEL REGISTRO DE LLUVIAS MAXIMAS EN 24 HR, SE CALCULAN DE LASIGUIENTE FORMA :

a = LLm - CXm

EN LAS QUE :Tr = PERIODO DE RETORNON = NUMERO DE AÑOS DE REGISTROLLi = LLUVIA MAXIMA EN 24 HR REGISTRADOS, EN mm

Xi = CONSTANTE CORRESPONDIENTE A CADA LLUVIA MAX 24 HR LLi REGISTRADA, ENFUNCIÓN DE SU PERIODO DE RETORNO CORRESPONDIENTE.

VALOR MEDIO DE LAS X CORRESPONDIENTE A CADA LLi

PARA EL CALCULO DE Xi SE DEBEN ORDENAR LAS LLUVIAS MAX 24 HR LLi EN FORMA DECRECIENTE, ASIGNÁNDOLE CADA UNO UN NUMERO DE ORDEN Mi ; EL VALOR DEL Tr CORRESPONDIENTE A CADALLi , SE CALCULA A PARTIR DE LA SIGUIENTE EXPRESION :

EL VALOR CORRESPONDIENTE DE Xi SE CALCULA SUSTITUYENDO EL VALOR DEL Tr EN LA EXPRESIONSIGUIENTE :

N2=

GASTO MEDIO EN m3/seg

LLcaLL 1-Tr

Trloglogmax

22

1

1

mi

N

i

N

i

NXX

NXmLLmXiLLiC

Xi loglogTr

Tr -1

N

LLiLLm

N

i 1

XmXi

Ni

N

1

TrN

Mi

1

Xi loglogTr

Tr -1

LA LLUVIA MAX 24 HR SE CALCULARA CON LA SIGUIENTE EXPRESION :

SIENDO :

Sxx = 194.96Sqq = 4360914.16Sxq = -26228.82

X = -1.33954Xm = -0.59468

33.04003

127.941

-134.53398

47.937

EN LA QUE DQ (INTERVALO DE CONFIANZA) REPRESENTA EL RANGO EN EL QUE PUEDE VARIAR Qmax , ESTE SE CALCULA POR MEDIO DE LA EXPRESION SIGUIENTE :

DE LA ECUACION DE QUE SE OBSERVA QUE VARIA CON Xi EL CUAL VARIA PARA CADA PERIODO DE RETORNO CALCULADO. LOS DEMAS TERMINOS SE OBTIENEN DE LOS DATOS.

FINALMENTE LA LLUVIA MAX 24 HR DE DISEÑO PARA UN DETERMINADO PERIODO DE RETORNO ES IGUAL A LA LLUVIA MAXIMA DE 24 HR OBTENIDA MAS O MENOS EL INTERVALO DE CONFIANZA.

EL CALCULO DE LA LLUVIA MAXIMA SE CALCULARA FORMANDO UNA TABLA EN LA QUE SE VARIARA EL PERIODO DE RETORNO; EL INTERVALO DE CONFIANZA SE CALCULARA MEDIANTE UNA EXPRESION REDUCIDA, DE LA ANTERIOR, SUSTITUYENDO LOS DATOS CONOCIDOS.

ΔLL =

LLTrTr

CahrLL

1

log*log*24maxmax

SxxSxq

SqqSxxx

NXX

NNSqq

LLm

22

2

12

11*

2

Sxx N X Xi i * 2 2

22*ii

LLLLNSqq

iiii XLLXLLNSxq **

X

log * logTr

Tr -1

XmX

N

ii

N

1

N

LLLL

N

ii

m1

22

1

1

mi

N

i

mmii

N

i

NXX

LLNXLLXC

mm

CXLLa

LLUVIA MAXIMA 24 HR:

R E S U M E N

Tr LL

mm

10 228.1520 270.2125 283.5550 324.65

100 365.44200 406.09500 459.71

1,000 500.24

10,000 634.80

Tr X LLaños (mm)

10 -1.34 33.0420 -1.65 38.05225 -1.75 39.83550 -2.06 45.747

100 -2.36 52.074200 -2.66 58.686500 -3.06 67.726

1,000 -3.36 74.725

10,000 -4.36 98.577

Tr llmax 24 hr

años

10 261.1920 308.2625 323.3850 370.39

100 417.52200 464.77500 527.44

1,000 574.97

10,000 733.38

m3/seg

1log*log*

TrTr

CaLL

METODO DE FULLERDATOS HIDROLOGICOS

AÑOS ENERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO

1979 16 7.5 97 20 71 62 70 52 47 361980 15 72.7 35.5 6.5 41.5 5 19 52 60 60 9 271981 20 15 28 10 30 120 70 92 50 8.5 0 1051982 11 30 15 73 51 20 23 4 55 72 12 101983 12 17 8 0 60 14 67 40 70 62 10 151984 32 28 0 14 94 33 90 48 88 6 13 261985 12 22 65 108 94 145 25 48 45 38 181986 25 0 10 16 72 126 47 16 46 42 52 201987 0 14 27 20 40 57 75 42 32 15 12 171988 8 20 58 94 44 42 39 80 22 24 20 81989 12 18 0 62 10 87 84 128 126 64 51 201990 80 12 22 58 136 50 60 380 180 58 30 01991 10 1 0 52 24 107 192 43 90 120 10 581992 36 23 45 30 75 60 88 67 45 80 27.8 34.71993 15.8 8.7 12.4 16.4 106.3 180.6 63.4 52.4 346.5 105.6 58 01994 8.4 19.4 8.6 58.4 10.5 40.6 20 80.6 120.4 24.6 20.6 48.21995 12.6 28.6 16.4 18.6 10.6 95.6 64.5 114.6 14.6 26.2 12.4 14.61996 4.4 17.6 14.2 20.4 0 48.6 16.4 120.5 140.2 66.4 0 60.21997 8.9 20.4 42.5 84.2 64.2 46.4 55.2 42.4 52.5 160.4 27.2 7.21998 4.2 14.2 42.5 12.6 0 49.5 23.7 42.5 119.8 78.2 48 8.41999 0 0 18.5 10 0 62.5 137.4 48.6 102.4 25.4 2.3 18.62000 18.5 5.2 6.2 31.6 75.5 82.4 10.2 50.5 50.1 62.4 20.4 8.62001 15.4 17.4 14.7 20.6 82.4 45.2 100.4 72.4 60.2 134.2 40.6 02002 18.2 3.6 0 6 14 120 94 12 65 80 36 42003 26 6 21 6 25 36 45 36 155.7 133.3 36 4.62004 14.2 8.5 32.5 109 86.5 130.5 48 82 41 26 02005 29.5 15.5 35 0 26 67 67 47.3 48 72 0 02006 12 0 0 0 36 70 41 66 44 81 46 362007 4 40 3.5 19.5 40.5 12.9 29

FEBRERO

SEPTIEMBRE

OCTUBRE

NOVIEMBRE

DICIEMBRE

METODO DE FULLERESTACION TAMPAMOLON CORONA, SAN LUIS POTOSÍ

AÑO LL m Xi Xi2 Yi Yi2 Xi YiDECRECIENTE log Tr LL/LL

1979 380 1 30.00000 1.47712 2.18189 2.97011 8.82155 4.387211980 346.5 2 15.00000 1.17609 1.38319 2.70827 7.33473 3.185171981 192 3 10.00000 1.00000 1.00000 1.50069 2.25206 1.500691982 160.4 4 7.50000 0.87506 0.76573 1.25370 1.57176 1.097061983 155.7 5 6.00000 0.77815 0.60552 1.21696 1.48100 0.946981984 145 6 5.00000 0.69897 0.48856 1.13333 1.28444 0.792161985 140.2 7 4.28571 0.63202 0.39945 1.09581 1.20081 0.692581986 137.4 8 3.75000 0.57403 0.32951 1.07393 1.15332 0.616471987 134.2 9 3.33333 0.52288 0.27340 1.04892 1.10023 0.548461988 130.5 10 3.00000 0.47712 0.22764 1.02000 1.04040 0.486661989 128 11 2.72727 0.43573 0.18986 1.00046 1.00092 0.435931990 126 12 2.50000 0.39794 0.15836 0.98483 0.96988 0.391901991 120.4 13 2.30769 0.36318 0.13190 0.94106 0.88559 0.341771992 120 14 2.14286 0.33099 0.10956 0.93793 0.87971 0.310451993 120 15 2.00000 0.30103 0.09062 0.93793 0.87971 0.282341994 119.8 16 1.87500 0.27300 0.07453 0.93637 0.87678 0.255631995 114.6 17 1.76471 0.24667 0.06085 0.89572 0.80232 0.220951996 97 18 1.66667 0.22185 0.04922 0.75816 0.57481 0.168201997 94 19 1.57895 0.19837 0.03935 0.73471 0.53980 0.145741998 94 20 1.50000 0.17609 0.03101 0.73471 0.53980 0.129381999 88 21 1.42857 0.15490 0.02399 0.68782 0.47309 0.106542000 82.4 22 1.36364 0.13470 0.01814 0.64404 0.41479 0.086752001 81 23 1.30435 0.11539 0.01332 0.63310 0.40082 0.073062002 75 24 1.25000 0.09691 0.00939 0.58621 0.34364 0.056812003 73 25 1.20000 0.07918 0.00627 0.57057 0.32555 0.045182004 72.7 26 1.15385 0.06215 0.00386 0.56823 0.32288 0.035312005 72 27 1.11111 0.04576 0.00209 0.56276 0.31670 0.025752006 70 28 1.0714286 0.0299632 0.0008978 0.5471256 0.2993464 0.01639362007 40.5 29 1.0344828 0.0147233 0.0002168 0.3165512 0.1002047 0.0046607

LL = 3710.3 S = 11.889978 8.6683275 29 38.186657 17.386201N = 29 LL = 127.94138

N = NUMERO DE OBSERVACIONES

Sxy = 159.39Sxx = 110.01

1.4488737

Trn

m

1

)log( TrBALLLLi

y Bx Sxy Sxx/

Xn

xi1

( ) Yn

yi1

( )

Sxy n xiyi xi yi ( )( ) Sxx n xi xi 2 2( )

BSxy

Sxx

0.3896622

Tr = 10 añosLL = 235.22 mm

Tr = 20 añosLL = 291.03 mm

Tr = 50 añosLL = 364.79 mm

Tr = 100 añosLL = 420.60 mmTr = 200 añosLL = 476.40 mm

Tr = 500 añosLL = 550.16 mm

Tr = 1000 añosLL = 605.97 mm

Tr = 10000 añosLL = 791.34 mm

Syy = 266.413042

1.2037

RESUMEN

Tr Llmax 24hren años mm

10 235.22481320 291.02701250 364.793507

100 420.595706200 476.397906500 550.164401

1000 605.966610,000 132.72

A Y BX

RxySxy

SxxSyy Syy n yi yi 2 2

Rxy

ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA CUENCA DEL ARROYO NUEVO HULEROPRECIPITACIONES MAXIMAS EN 24 HORAS EN mm

METODO 50 AÑOS 100 AÑOS 200 AÑOS 500 AÑOS 1000 AÑOSGUMBEL 426.520 472.341 518.162 578.733 624.554NASH 370.394 417.516 464.773 527.438 574.965FULLER 364.794 420.596 476.398 550.164 605.967

CORRECCION POR INTERVALO FIJO DE OBSERVACION50 AÑOS 100 AÑOS 200 AÑOS 500 AÑOS 1000 AÑOS

hpm 481.968 533.745 585.523 653.969 705.746

DISTRIBUCION DE LA LLUVIA DE 24 HORAS DE DURACION

la grafica se observa en la pagina siguiente Fig. 4.32.dias con lluvia 177

P 1 H = 127.941379P 2 H = 59

El factor de corrección es de: 0.46114869

Los cálculos de los diferentes métodos aparecen en las paginas siguientes. Para el estudio, se utilizaron las precipitaciones obtenidas por el método de Gumbel por tener un resultado mas conservador

Para la distribución de la lluvia, en primera instancia se determino la relación entre la lluvia de duración 1 hora y la de 24 horas.

Por carecer de registros de lluvia de duración de 1 hora, esta se calculó por el método propuesto por el U.S. Weather Bureau que toma en cuenta el valor medio de lluvias máximas anuales en 24 horas

Y de la figura relacion empirica para estimar la lluvia de una hora y periodo de retorno de 2 años, en ausencia de registros pluviograficos, se obtobo los siguiente:

Por lo que relacionando la precipitación de 24 horas y período de retorno de 2 años con la encontrada de 1 hora y mismo período de retorno se tiene:

Al multiplicar la constante obtenida por cada una de las precipitaciones de 24 horas se obtienen las precipitaciones de 1 hora buscadas.

TABLA DE PRECIPITACIONES EN 1 HORA BUSCADASTR años P 24 H CTE P 1 H mm

50 481.968 0.461 222.259100 533.745 0.461 246.136500 653.969 0.461 301.577

1000 705.746 0.461 325.454

DONDE :

PTt= Precipitación de la duraciónt = Tiempo en HorasT = Periodo de retorno en años.

PERIODO DE RETORNO EN AÑOS

50 100 500 10001 114.154 128.509 161.840 161.8402 146.521 164.946 207.728 207.7283 168.223 189.378 238.497 238.4974 185.012 208.277 262.298 262.2985 198.891 223.902 281.976 281.9766 210.820 237.332 298.888 298.888

12 261.477 294.359 370.706 370.70624 321.719 362.175 456.113 456.113

0.280049

DONDE :I= INTENSIDAD DE LLUVIA PARA UNA DURACION Y PERIODO DE RETORNO mm/hrP24= PRECIPITACION MAXIMA 24 HORAS PARA UN TR EN, mm.Tc= TIEMPO DE CONCENTRACION, EN HORAS

TABLA 1.1 I- D - TR

PERIODO DE RETORNO EN AÑOS

50 100 500 10000.5 204.583361 226.561545 277.593308 299.571493

1 134.974682 149.474876 183.143283 197.6434772 89.05008 98.6166403 120.829505 130.3960663 69.8199541 77.3206413 94.7366978 102.2373854 58.7511425 65.0627185 79.7177442 86.0293202

4.23 56.8130482 62.9164167 77.0879994 83.19136795 51.3890168 56.9096871 69.7282865 75.24895676 46.0639909 51.0125989 62.5029111 67.4515192

12 30.3909002 33.6557639 41.2365428 44.5014066

Una vez obtenidas las precipitaciones de 1 hora se distribuyeron en el tiempo mediante el método de la U.S. Soll Conservation Service mediante la siguiente expresión como se aprecia en la siguiente tabla:

PTt= (0.35lnT + 0.76)(0.54 t0.25 - 0.50)p260

TIEMPO EN HORAS

EN BASE A LOS VALORES OBTENIDOS DE LAS PRECIPITACIONES SE HAN GENERADO LAS INTENSIDADES MÁXIMAS MEDIANTE LA EXPRESION DEL SOIL CONSERVATION SERVICE (SCS). LA CUAL ES LA SIGUENTE:

I=(0.280049*P24)/(Tc0.6)

DURACION EN HORAS

CURVAS I - D - TR ESTACIÓN TAMPAMOLON CORONAIN

TE

NSI

DA

D E

N m

m/h

r

DURACION EN hrs.

DURACION EN hrs.

0 5 10 15 20 25 300.0000

50.0000

100.0000

150.0000

200.0000

250.0000

TR= 50 añosTR= 100 añosTR = 500 añosTR = 1000 años

LA OBTENCION DE LA INTENSIDAD DE LLUVIA SE TOMA DE LA LA TABLA 1.1 DE I-D-Tr

PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 100 AÑOS:I = 62.9164167

PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 500 AÑOS:I = 77.0879994

PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 1000 AÑOS:I = 83.1913679

CÁLCULO DE GASTOS

METODO RACIONAL AMERICANOPARA UN PERIODO DE RETORNO DE 100 AÑOS.

Q= 0.278CIA

Q= 0.278 0.1 62.9164167 35.4642151

Q= 62.02962 m³/seg

PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 500 AÑOS.

Q= 0.278CIA

Q= 0.278 0.1 77.0879994 35.4642151

Q= 76.001 m³/seg

PARA UN PERIODO DE RETORNO DE 1000 AÑOS.

Q= 0.278CIA

Q= 0.278 0.1 83.1913679 35.4642151

Q= 82.019 m³/seg

RESUMEN DE GASTOSPERIODO DE RETORNO GASTO100 AÑOS 62.02962500 AÑOS 76.0011000 AÑOS 82.019

OBTENCION DE LA INTENSIDAD DE LLUVIA PARA DIFERENTES PERIODOS DE RETORNO Y UNA DURACIÓN DE 4.23 HORAS

CONCLUSIONES DEL ESTUDIO HIDROLÓGICO.

La cuenca de aportación al Arroyo Las Juntas al punto donde cruzará el puente en proyecto resultó de35.464 Km² con una longitud del cauce de 11.315 Km y una pendiente media de 0.26 %.

Las precipitaciones se calcularon a partir de los registros de lluvias máximas en 24 horas (se anexan registros.

El tiempo de concentración resulto de 4.23 Horas que equivale a la duración de una tormenta; con lo anterior se hizo el cálculo de la intensidad de lluvia para un periodo de retorno de 1000 años, la cual resultó de 83.191 mm/hora.

El usar un periodo de retorno de 1000 años se debe principalmente al tipo de estructura a proyectar, pero principalmente a los cambios de clima que se han presentado en los últimos años, ya que las lluvias han rebasado en muchos casos las estadísticas de proyección que se tenían para la elaboración de proyectos.

Con los resultados de esta intensidad, el gasto que nos resulta para el diseño del puente es de 82.019 m³/seg, gasto con el cual se efectuó el tránsito de la avenida resultando un tirante en la zona de cruce de xxx. m.

Nivel de Aguas Máximas Extraordinario Calculado: XXXXXXX mNivel de fondo del cauce: XXXXXXX m