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CURSO DE HIDROLOGÍA APLICADACURSO DE HIDROLOGÍA APLICADA
HIDROGRAMAS
Ing. Jaime Ing. Jaime ProañoProaño S. S. M.Sc.M.Sc.
Definición. Componentes.
• Se llama Hidrograma a cualquier gráfico que
relaciona alguna propiedad del flujo de agua en la
sección de un cauce con el tiempo.
• La propiedad más común del flujo de agua es el
caudal y al Hidrograma que relaciona la variación de caudal y al Hidrograma que relaciona la variación de
altura de agua, respecto a un datum, contra el tiempo
se llama fluviograma h = f(t).
• El Hidrograma es de gran utilidad porque muestra el
efecto integral de las características físicas y
climáticas que gobiernan las relaciones entre
precipitación y escorrentía en una cuenca dada.
• Componentes de la
Escorrentía Total de un
Hidrograma
• Escurrimiento: es el agua que escurre
sobre la superficie del terreno hasta
los cauces, y solamente se produce
cuando la precipitación excede la
capacidad de infiltración del suelo.
• Corriente Subsuperficial o Interflujo:
puede volver al escurrimiento, llegar
a la escorrentía a través del interflujo a la escorrentía a través del interflujo
a del flujo subterráneo.
• Corriente Subterránea: se incorpora a
la escorrentía por debajo del nivel
freático.
• A la suma del escurrimiento más la corriente
subsuperficial se le llama Escorrentía Directa y
a la corriente subterránea Caudal Base.
Forma del Hidrograma.
• La figura 7.1, representa un hidrograma típico
producido por una lluvia aislada, de intensidad
uniforme que originó todos los componentes de
la escorrentía.
• El caudal de desagüe o descarga del río estaba en franco
descenso al iniciarse la lluvia. Una vez satisfecha la
retención superficial se produce un rápido aumento del
escurrimiento en el cauce. Aumento que se llama
creciente o avenida.
• Los caudales aumentan hasta un máximo llamado punta
o pico según una rama ascendente o curva de
concentración.
• Después del pico se tiene la curva de descenso o rama
descendente que termina en la curva de agotamiento
donde termina la escorrentía directa y comienza el flujo
subterráneo ó caudal base.
Análisis de la forma de un
hidrograma.
• De acuerdo a la figura 7.1 se observa que al
hidrograma lo forman:
• Rama ascendente o curva de concentración.
• Pico o punta.• Pico o punta.
• Curva de descenso o rama descendente.
• Curva de agotamiento o estiaje.
Curva de Concentración:
• Representa la subida (AB) de la creciente y
depende de:
– La duración, intensidad y distribución en el espacio
y en el tiempo de la precipitación.
– La forma y extensión de la cuenca receptora.– La forma y extensión de la cuenca receptora.
• Las condiciones de humedad iniciales y del
manto vegetal.
• Pico, punta o cresta del hidrograma (B).
• Corresponde al caudal máximo.
• La curva de descenso (BC):
• Se debe a la disminución gradual de la escorrentía
superficial e hipodérmica y es función de las superficial e hipodérmica y es función de las
características físicas de la red hidrográfica.
• Se inicia después del pico y termina cuando el único
componente del hidrograma es el escurrimiento
subterráneo.
• Este último punto es de difícil ubicación porque el
cambio de pendiente de la curva de descenso en esta
parte no es muy definido.
• Las lluvias que caen en las cercanías de la
salida del escurrimiento producen un descenso
rápido del hidrograma, distinto al caso cuando
las lluvias se concentran en las zonas alejadas las lluvias se concentran en las zonas alejadas
de la cuenca receptora ya que el descenso se
hará más lento.
• La rama descendente sintetiza los diversos
descensos debido a los escurrimientos
superficial e intermedio.
Curva de agotamiento (Se
inicia en C):
• Es la parte del hidrograma que continúa a la
curva descendente en disminución lenta y
progresiva debido al aporte del escurrimiento
subterráneo. La fórmula que define la curva de subterráneo. La fórmula que define la curva de
agotamiento es:
• Qt = Qoe-α t (7.1)
Esta fórmula da el caudal Qt en m3/seg en el instante t en
segundos a partir del origen del agotamiento (punto C); α es
llamado coeficiente de agotamiento (se expresa en unidades de
tiempo) y depende de la morfología de la cuenca receptora y de su
naturaleza geológica, e es la base de los logaritmos neperianos
(2,718).
Si a la ecuación anterior se aplica logaritmos tenemos:Si a la ecuación anterior se aplica logaritmos tenemos:
Aplicación.
• Si se desea calcular el aporte subterráneo al cauce
de una cuenca determinada, se le miden, durante
el período de agotamiento, los gastos en m3/seg,
los cuales se plotean en papel semilogarítmico en los cuales se plotean en papel semilogarítmico en
las ordenadas logarítmicas y los tiempos
correspondientes en abscisas aritméticas;
• los puntos definen una recta cuya intercepción
con el eje de las ordenadas de Qo (debe
responder al punto C de la figura 7.1).
• Se busca cuál es el valor de t para Q para • Se busca cuál es el valor de t para Qt para
sustituirlos en la ecuación (7.2) y obtener α.
Para el cálculo de la capacidad de
almacenamiento (Volumen almacenado de
agua subterránea en m3) se integra la ecuación
(7.1) entre to e infinito:
Ejemplo 7.1.• En el hidrograma
mostrado si Qo = 20
m3/seg, hallar la
ecuación de la curva
de agotamiento y la
capacidad total de capacidad total de
almacenamiento de la
cuenca.
Aplicando la Ec. 7.2 obtenemos α
y la suministramos en la Ec. 7.1 y 7.3
respectivamente Log15=Log20–0,4343α (3h)(60min/h)(60seg/min)
=> α = 2,6636x10-5
seg
entonces
e
B
Q m
3/s
eg
30
40
50
Qt = 20 e -0,000026636t
= = 750863,50 m3
20
2,6636x10-5
Q A
C
t (Hrs)
Q m
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
10
20
Análisis del hidrograma:
• A continuación se hará un análisis de las distintas
formas cómo influye la intensidad de la
precipitación, i, en los componentes del hidrograma
en relación a la capacidad de infiltración fi, al
volumen de agua infiltrada Fi y a la deficiencia de volumen de agua infiltrada Fi y a la deficiencia de
humedad del suelo, Hs (volumen de agua requerido
para elevar el contenido de humedad del suelo hasta
un punto tal que cualquier cantidad de agua
adicional determinará el comienzo de una
percolación profunda hacia los acuíferos).
Se distinguen cuatro casos.
• Caso 1 (i < fi y Fi < Hs):
• No se presentan escurrimientos superficial,
hipodérmica ó subterráneo.
• El agua que se infiltra queda retenida como
humedad en el suelo.
• La parte de la lluvia que llega al río es la que
cae directamente sobre su superficie.
• Caso 2 (i < fi y Fi > Hs):
• Al saturarse el suelo se inicia la escorrentía
hipodérmica y subterránea.
• Llegan al río todos los componentes menos el • Llegan al río todos los componentes menos el
superficial y producen un incremento en su
caudal.
• Caso 3 (i > fi y Fi < Hs):
• Los componentes del escurrimiento que llegan
al río es el superficial y el agua que cae sobre
la superficie del río.la superficie del río.
• Caso 4 (i > fi y Fi > Hs):
• Ocurre durante una gran precipitación. Los
cuatro componentes llegan al río.
• En la Tabla 7.1 se resumen los cuatro casos y • En la Tabla 7.1 se resumen los cuatro casos y
en la Figura 7.2, se representa gráficamente la
composición del hidrograma para cada caso.
Figura 7.2.- Composición del
Hidrograma
Factores que determinan la forma
general del Hidrograma.• Los factores que determinan la forma del Hidrograma
como producto de la precipitación son:
• Intensidad de la lluvia (i).
• Duración de la lluvia (TLL).
• Distribución espacial de la precipitación.
• Tiempo de Concentración (Tc).
• Condición de Humedad Inicial.
• Características morfológicas y geológicas de la cuenca.
• Características de almacenamiento de la cuenca.
• Distribución de la red hidrográfica de la cuenca.
• Cobertura Vegetal.
•
• En los Hidrogramas es necesario diferenciar; el
“tiempo base”, Tb, que es el tiempo transcurrido
entre el comienzo de la crecida y el final de la
escorrentía directa; escorrentía directa;
• el “tiempo al pico”, Tp, que es el tiempo entre el
comienzo de la crecida y el pico del
Hidrograma;
• el “tiempo de concentración”, Tc, es el tiempo
requerido por una gota de agua en viajar desde
el punto más remoto de la cuenca hasta la
salida de la misma; salida de la misma;
• y el “tiempo de respuesta o Lag”, TL, que es la
diferencia entre el centro de gravedad de la
lluvia neta y el centro de gravedad del
Hidrograma.
• El Tc es menos significativo en el estudio de
hidrogramas que el TL, y además, el Lag es
fácilmente determinable para cualquier
tormenta y cuenca, mientras que el tiempo de tormenta y cuenca, mientras que el tiempo de
concentración no.
• Debido a la dificultad que envuelve determinar
el centro de gravedad del Hidrograma es una
práctica común usar como tiempo de
respuesta, el tiempo entre el centro de respuesta, el tiempo entre el centro de
gravedad de la lluvia neta y el tiempo al pico o
bien el tiempo al cual ha ocurrido la mitad de
la escorrentía, tal como se muestra en la figura
7.3.
Figura 7.3. Tiempos Presentes en un
Hidrograma
Influencia de la Duración de la Lluvia en la
Forma del Hidrograma.
• Para estudiar la influencia del tiempo de
duración de la lluvia, TLL, sobre el hidrograma
consideraremos el caso ideal de una Cuenca
Impermeable de forma Semicircular con
descarga en o, tal como se muestra en la figura descarga en o, tal como se muestra en la figura
7.4 y en la cual la pendiente es tal que las
Isocronas, o curvas que unen puntos de igual
tiempo de viaje, encierran áreas iguales, y que
Tc = 4 Hr.
• Caso 1. Lluvia Uniforme. I = 3,6 mm/hr, TLL
= 1 hr. (TLL < Tc).
• La escorrentía de la Zona A comenzará con el
inicio de la lluvia y se irá incrementando hasta
llegar al final de la primera hora, donde toda esta llegar al final de la primera hora, donde toda esta
área esta contribuyendo, a la Intensidad de 3,6
mm/hr, como la lluvia dura solamente 1 hr, la
contribución de esta área cesa al final de la 2da
hr.
• Entonces lo que se tiene es un Hidrograma de
forma triangular cuya base es igual al Tv = Tc
de la Zona A, más TLL, y cuya ordenada
máxima es proporcional a la Intensidad de la máxima es proporcional a la Intensidad de la
Lluvia.
•
• Como el área de cada una de las 4 zonas es la misma,
producirán Hidrogramas idénticos, cada uno de los
cuales comenzará una hora más tarde que el anterior
obteniéndose como resultado un hidrograma de forma
trapezoidal cuya base es igual a
• Tb = Tc + T = 4 Hr + 1 Hr = 5 Hr • Tb = Tc + TLL = 4 Hr + 1 Hr = 5 Hr
• y cuya ordenada máxima es:
• donde A (una sola zona) esta expresada en m2
y Q en m3/seg.
• En la Figura 7.5 se muestra el hidrograma • En la Figura 7.5 se muestra el hidrograma
correspondiente a estas condiciones.
•
Figura 7.5. Hidrograma
Correspondiente a I = 3,6 mm/hr y
TLL = 1 Hr.
• Caso 2. Lluvia Uniforme. I = 3,6 mm/Hr,
TLL = 4 Hr. (TLL = Tc).
• Siguiendo el mismo razonamiento anterior
se tiene que las 4 zonas producirán se tiene que las 4 zonas producirán
hidrogramas idénticos, cada uno desplazado 1
Hr después del 1ro y con Tb = Tc + TLL = 5 Hr
y Qmax = 10-6 A (Area de una sola Zona) esta
expresada en m2 y Q en m3/seg.
• En la Figura 7.6 se presenta el hidrograma
correspondiente a estas condiciones.
• La suma de los hidrogramas parciales genera
un Hidrograma Triangular y su valor de un Hidrograma Triangular y su valor de
• Qmax = 10-6 AT;
• donde AT (área de las 4 zonas) esta expresada
en m2 y Q en m3/seg.
Figura 7.6. Hidrograma
Correspondiente a I = 3,6 mm/hr y
TLL = 4 Hr.
• En función de los casos anteriores podemos
resumir:
• Si TLL < Tc el Hidrograma es trapecial con un
pico en TLL
• Si T = Tc el Hidrograma es triangular con • Si TLL = Tc el Hidrograma es triangular con
un pico en TLL = Tc
• Si TLL > Tc el Hidrograma es trapecial con un
pico en Tc
•
• Si TLL < Tc entonces el caudal máximo va a
permanecer constante el tiempo que exceda la
duración de la lluvia al tiempo de concentración y
será en forma trapecial con un pico en TLL.
• Si T >Tc el caudal máximo va a permanecer • Si TLL>Tc el caudal máximo va a permanecer
constante el tiempo que exceda el tiempo de
concentración a la duración de la lluvia y será en
forma trapecial y el pico se encontrará en Tc.
Figura 7.7. Hidrograma con
TLL = Tc = 4 Hrs
• Si TLL=Tc el hidrograma será triangular y el
pico estará en TLL = Tc.
• Todas estas consideraciones ocurren siempre y
cuando el área entre Isocronas sea constante.
• La Figura 7.7 ayuda al entendimiento de la
influencia de la duración de la lluvia en la forma
del hidrograma (Caso 2 TLL = Tc).
Gota
s
1
10 2 3 4
tiempo
t0
t0
t1t1
t0
t2
t4
t1
t2
t0
t3
t4
t5
t1
t2
t3
t4
t2 t1
t0
t3t1
1
t2
t0
t3
2
3
4
5
0 1 2 3 4 5 6 7 8
t6
t2
t3
t4
t7t3
t4
t8
t4
tiempo
Gota
s
Separación de los Componentes del
Hidrograma.
• Lo que se pretende con separar los
componentes del hidrograma es diferencia en el
hidrograma el escurrimiento superficial (flujo
superficial y subsuperficial) del escurrimiento
subterráneo.subterráneo.
• Los escurrimientos así diferenciados en el
hidrograma reciben los nombres de: al
superficial, escurrimiento directo y al
subterráneo caudal base.
• En la mayoría de los casos no es difícil determinar el
punto donde comienza el escurrimiento superficial
debido al modo brusco con que suben los hidrogramas,
el problema suele estar en localizar el punto donde la
rama descendente se une a la de agotamiento.
• Es oportuno afirmar que la separación de los • Es oportuno afirmar que la separación de los
escurrimientos es aproximada y cada hidrólogo se
identifica con su procedimiento.
• Para fines prácticos, entre otros, se utilizan los
siguientes métodos:
Método de la línea recta
• Es el más elemental de todos; consiste en unir
con una línea recta los puntos A, de comienzo
de incremento del caudal del hidrograma, y B’,
de comienzo de la curva de agotamiento (Figura
7.8 y tomado el Ejemplo 7.1).7.8 y tomado el Ejemplo 7.1).
• El caudal por debajo de la línea AB’
corresponde al aporte de agua subterránea y por
encima de esta a la escorrentía superficial total.
• El punto B’ donde comienza la curva de agotamiento se
puede obtener por cualquiera de estas formas:
– Que se note el cambio de pendiente en el hidrograma
trazado en papel aritmético.
– Ploteando la curva de descenso y la de agotamiento – Ploteando la curva de descenso y la de agotamiento
en coordenadas semilogaritmicas el cual se pone de
manifiesto por un brusco cambio de pendiente.
• Calculando el tiempo T en días que transcurre desde el
pico del hidrograma hasta el punto B’ por la fórmula
de Linsley:
• T = 0,827S0,2
• Donde:• Donde:
• S = Area de la cuenca receptora en Km2
• T = Tiempo en días que transcurre desde el
pico de hidrograma hasta el punto B’
Figura 7.8. Método de la Línea
Recta
Método de las dos líneas rectas
• En este método se dan por correctos los puntos
A y B’ que se consiguieron por el método
anterior y uniéndolos mediante dos rectas.
• La primera AC sigue la tendencia de la curva
de agotamiento y termina en la vertical de la de agotamiento y termina en la vertical de la
punta del hidrograma.
• La segunda CB’ es una recta (Figura 7.9 y
tomado del Ejemplo 7.1).
Figura 7.9. Método de las Dos
Líneas Rectas
Método de S. Barnes
• Este método se basa en que la curva de
agotamiento se manifiesta como una recta en
papel semilogarítmico y que su ecuación es la
señalada en la ecuación (7.1).
• En la Figura 7.10 se ha representado en papel • En la Figura 7.10 se ha representado en papel
semilogarítmico el hidrograma de la Figura 7.8 ó
el de la Figura 7.9 (ambas representan el mismo
hidrograma tomado el ejemplo 7.1).
• En la Figura 7.10 se observa que la curva de
agotamiento es una recta la cual si se prolonga
hacia la izquierda hasta que intercepte a la
vertical del pico del hidrograma (total, global o vertical del pico del hidrograma (total, global o
bruto) se obtiene la recta AB que viene a
significar el descenso del escurrimiento
subterráneo. Se une B con C y se obtiene la
rama ascendente del escurrimiento
subterráneo.
• ABC es el hidrograma de escurrimiento
subterráneo.
• Al restar a las ordenadas del hidrograma global
las del hidrograma del escurrimiento las del hidrograma del escurrimiento
subterráneo se obtiene el hidrograma del
escurrimiento superficial más el subsuperficial.
• Todo el procedimiento señalado por S. Barnes
es de mucho trabajo y de una precisión relativa.
Estimación de la escorrentía
superficial a través de los datos de
lluvia.
• Usualmente la escorrentía superficial que se
desea conocer es aquella que resulta de una
lluvia capaz de producir una creciente en el
curso o corriente de agua, es decir conocer la curso o corriente de agua, es decir conocer la
escorrentía superficial resultante de una lluvia
cualquiera.
• La estimación de esta escorrentía superficial se
puede realizar mediante: fórmulas empíricas
(Germán Monsalve Sáenz (1999) p.235),
métodos convencionales que se describen a métodos convencionales que se describen a
continuación y con la elaboración de
hidrogramas unitarios (Germán Monsalve
Sáenz (1999), Bolinaga (1979) y Aparicio
(2001)).
Métodos Convencionales de
Estimación de Gastos Máximos.
• Desde hace muchos años ha sido práctica
tradicional el utilizar fórmulas empíricas para
calcular los gastos de proyectos de un sistema de
drenaje.
• Existen multitud de fórmulas de este tipo, siendo • Existen multitud de fórmulas de este tipo, siendo
la más antigua la desarrollada en 1859 conocida
mundialmente como el método o fórmula racional
• A pesar de que en los últimos años se han
desarrollado un buen número de metodologías
utilizando simulación, las fórmulas o métodos
convencionales se siguen y seguirán utilizando en
el futuro cercano, debido básicamente a su el futuro cercano, debido básicamente a su
sencillez y a la limitación de datos necesarios
para aplicar modelos de simulación.
• A continuación se han seleccionado sólo
aquellos métodos que se consideran más
ajustables a Ecuador, con las limitaciones
señaladas en cada caso:
Método Directo
• Este método, por ser solo aplicable a aquellas
áreas donde existan registros de escurrimientos,
se descarta no solamente para las áreas netamente
urbanas, sino también en muchas otras cuencas.
• El método consistiría en seleccionar de los • El método consistiría en seleccionar de los
registros los gastos máximos instantáneos para
cada año y aplicar el procedimiento indicado en
el Capitulo V, referido a la estimación de la
frecuencia de la lluvia a partir de una serie
suficientemente larga de datos medidos.
• Además de su sencillez, su principal ventaja
radica en que utiliza frecuencia de gastos y no
de precipitaciones.
• Desafortunadamente, como se mencionó antes,
su aplicación está muy limitada por la carencia su aplicación está muy limitada por la carencia
de información.
• Sin embargo, las técnicas que se han venido
desarrollando sobre simulación han ampliado su
área de aplicación, como técnica
complementaria.
Método Racional
• Se utiliza normalmente para calcular el caudal de
diseño de obras de drenaje urbano y rural en
cuencas de hasta 500 Ha (5Km2) y duración
máxima de las lluvias de 30 minutos (Franceschi
A, Luis. 1984), de acuerdo a la siguiente A, Luis. 1984), de acuerdo a la siguiente
expresión:
• (7.5)
•
• Donde:
• Q = Gasto Máximo en m3/seg
• C = Coeficiente de escorrentía, dado en la Tabla
6.4, para drenaje rural y en las tabla 6.5, 6.6 y 6.7
para drenaje urbano.para drenaje urbano.
• i = Intensidad de lluvia máxima previsible en
mm/Hr correspondiente a una precipitación igual
a la duración del tiempo de concentración Tc.
• A = Area de la cuenca en Ha.
• La fórmula anterior también puede ser
expresada por la ecuación 7.6 donde Q vendría
en lts/seg, i en lts/seg/Ha (Ver ejemplo figura
7.11, tomada de Franceschi. 1984), y las otras 7.11, tomada de Franceschi. 1984), y las otras
variables en las unidades citadas.
•
Q = C. I. A (7.6)
Donde: (mm/Hr) x 2,78 = lts/seg/Ha
Figura 7.11.- Curvas Intensidad – Duración
– Frecuencia Región XIII Oriente
Tiempo de Concentración (Tc)
• Según Franceschi (1984) el tiempo de
concentración se puede estimar sumando dos
términos:
• tc = tcs + tv (7.7)
• donde tcs (Figura 7.12) es el tiempo
correspondiente al flujo superficial y tv (Figura
7.13) es el tiempo de viaje a través de los cauces
naturales.
Figura 7.13. Tiempo de Viaje
5.1 Tiempo de Concentración
• Para pequeñas cuencas el tiempo de
concentración se define como el tiempo
requerido para que todos los puntos de la
cuenca contribuyan a la escorrentía y después de
lo cual se mantiene constante, mientras la
lluvia se mantiene constante.lluvia se mantiene constante.
• El tiempo de concentración se puede
obtener por diversas fórmulas que tomen en
cuenta las características físicas de la
cuenca Es el diseñador que puede elegir el
mejor método de cálculo para cada caso.
• Entre las distintas ecuaciones y los métodos para
calcular el tiempo de concentración
incluyen: Kirpich, Ven Te Chow, el método de la
onda cinemática, SCS, y la ecuación Giandottionda cinemática, SCS, y la ecuación Giandotti
encontrados en la (Tabla 5.1) a continuación.
Tabla 5.1.- Ecuaciones para estimar el
tiempo de concentración.
En donde:• tc= tiempo de concentración, minutos.
• L= longitud del cauce, km
• H = diferencia entre las cotas superiores e inferiores (de salida) de la
cuenca, m;
So = pendiente media del cauce, m m -1
• n = coeficiente de rugosidad de Manning, m s -1/3
S = pendiente de la superficie, m m-1;S = pendiente de la superficie, m m-1;
• I = intensidad de la lluvia, mm h-1
• D = distancia recorrida en el tramo considerado, km;
• V = velocidad media en el tramo considerado, m s-1 (Cuadros5.2 y
5.3);
• CN = curva número;
• A = superficie de la cuenca, ha:
• HM = diferencia entre las cotas medias y la más baja (salida) de la
cuenca. m.
• La resolución de la ecuación de
onda cinemática está dado por el proceso
iterativo, ya que el "tc" depende de "i" y este a
su vez, depende de "tc" (ecuación IDF - lasu vez, depende de "tc" (ecuación IDF - la
intensidad, duración y frecuencia), teniendo en
cuenta la duración de la precipitación (t) igual
a la "tc"
• La fórmula se basa en el hecho de que el
tiempo de concentración es la suma de los
tiempos de tránsito de las distintas partes que
componen la longitud de la vaguada. En la
parte superior de las cuencas, que domina elparte superior de las cuencas, que domina el
flujo en la superficie o en los canales bien
definidos, la velocidad se puede estimar por
medio de los cuadros 5.2 y 5.3. En canales
bien definidos se debe utilizar la fórmula de
Manning.
Tabla 5.2.- Velocidades medias en
función del tipo de cobertura, en m/s
• Tabla 5.3
• La velocidad del flujo (V) en m3s-1, dependiendo de la
pendiente (S), en porcentaje, y el tipo de cobertura.
El CN (curva numero del escurrimiento
superficial), depende del uso y manejo de la
tierra, tipo de suelo, humedad del suelo y las
condiciones hidrológicas; refleja la cantidad de
la escorrentía, es decir, cuanto mayor seala escorrentía, es decir, cuanto mayor sea
el valor de CN mayor es la cantidad de la
escorrentía superficie de una
determinada precipitación esperada
directa. Los tipos y características de los
suelos por este método se consideran,
según Tucci (2001):
a) Suelo A: suelos con escasa capacidad de
producción de la escorrentía, con alta
infiltración Ejemplos típicos de los suelos arenosos
profundos con poco limo y arcillaprofundos con poco limo y arcilla
b) Suelo B: Suelos con baja permeabilidad de la
clase anterior, siendo suelos arenosos menos
profundos que los del tipo A.
• c) Suelo C son los que producen escurrimiento
superficial por encima del promedio y la
capacidad de infiltración por debajo de la
misma. Por lo general son el tipo franco-
arcilloso y poco profundo.
d) Suelo D: suelos que contienen arcillas
expansivas, con la menor capacidad de
infiltración y mayores condiciones de flujo
• En las tablas de 5,4 a 5,7 presentan valores
para CN, teniendo en cuenta las diferentes
situaciones
Tabla 5.4 -
Valores de CN para
cuencas de uso agrícola
para condiciones de
humedades de
antecedente AMC II
Uso del Tratamiento Condición Tipo de Suelo
Suelo Hidrológica A B C D
Barbecho Hileras rectas 77 86 91 94
Hileras rectas Malas
Buenas
72
67
81
78
88
85
91
89
Cultivo enhileras
Con curvas de
nívelMalas
Buenas
70
65
79
75
84
82
88
86
Con curvas de
nível y terrazasMalas
Buenas
66
62
74
71
80
78
82
81
Hileras rectas Malas
Buenas
65
63
76
75
84
83
88
87
Cultivo
en hileras
estrechas
Con curvas de
nívelMalas
Buenas
63
61
74
73
82
81
85
84
Con curvas de nível y terrazas
Malas
Buenas
61
59
72
70
79
78
82
81antecedente AMC II
(próximo a capacidad
de campo)
59 70 78 81
Leguminosas
en
hileras estrechas
Hileras rectas Malas
Buenas
66
58
77
72
85
81
89
85
Con curvas de
nívelMalas
Buenas
64
55
75
69
83
78
85
83
Con curvas de
nível y terrazasMalas
Buenas
63
51
73
67
80
76
83
80
Pastos parapastoreo
Malas
Regulares
Buenas
68
49
39
79
69
61
86
79
74
89
84
80
Con curvas de
nívelMalas
Regulares
Buenas
47
25
06
67
59
35
81
75
70
88
83
79
Malas 45 66 77 83
Bosques Regulares 36 60 73 79
Buenas 25 55 70 77
Tabla 5.5 Valores
de CN para cuencas
de ocupación
urbanas para
condiciones de
húmedad previa
AMC IIAMC II
• Tabla 5.6 - Clases de humedad previa del
suelo conforme a la lluvia que se produjo en los
cinco días de lluvia en el período crítico
decrecimiento de los cultivos
Tabla 5.7 -Corrección de CN para las
condiciones iniciales diferentes del contenido medio de
humedad (AMC)
• Entre los varios métodos para estimar el flujo
máximo son: Método Racional, Método
Racional Modificado Burkle-
Ziegler,MacMath y el método del hidrograma
unitario triangular.
• Donde:
• Q = caudal máximo de escurrimiento,
superficial m3 s -1;
• C = coeficiente de escorrentía, sin
dimensiones (Tablas 5.10 y 5.11);
• i = intensidad media máxima de precipitación, mm/h;• i = intensidad media máxima de precipitación, mm/h;
• S = pendiente media, m /m;
• A = área de la cuenca de drenaje,
• ᵠ = coeficiente de retardo (0,278 - 0.0000034.A);
• CMM = coeficiente de
escorrentía de McMath (Tabla 5.12).
Tabla 5.11 Valores de coeficientes
de escurrimiento superficial (C)
Tabla 5.12 - Coeficientes de escurrimiento
superficial para la ecuación de McMath
• El método del hidrograma unitario triangular o
hidrograma sintético del SCS (Soil
Conservation Service) es un artificio para el
cálculo de los eventos extremos, especialmentecálculo de los eventos extremos, especialmente
indicado para las cuencas con áreas de menos
de 2.600 km2 (260.000ha), que no disponen de
datos, y que el caudal máximo se debe
principalmente a la escorrentía de la
lluvia natural.
• Figura 5.2.- Hidrograma Unitario Triangular (HUT)