proyecto final ii(copia camp amen to 2)

Hidrología Ing. Joaquín Guardado

I. INDICE

I. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………...2

II. PROPÓSITOS………………………………………………………………………3

III. CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS………………………………………..4

1. Área de la Micro-Cuenca……………………………………….…….4

2. División o Parte Aguas……………………………………….…….. .5

3. Índice de Gravelius…………………………………………..………..5

4. Factor de Forma………………………………………….…………...6

5. Sistema de Drenaje……………………………………….…………..7

6. Densidad de Drenaje…………………………………………………9

7. Sinuosidad de las Corrientes……………………………………..…10

8. Pendiente del cauce principal……………………………………….10

9. Curva Hipsométrica….……………………………………………….12

IV. ANÁLISIS PRECIPITACIÓN Y ESCORRENTÍA…………………………….14

2. Método Racional……………………………………………..………14

3. Intensidad de Luvia Promedio ……………………………..……...15

4. Coeficiente de Escorrentía………………………………………….15

5. Tiempo de Concentración…………………………………………..16

6. Caudal Pico……………………………………………………...……16

V. CONCLUSIONES……………………………………………………..…………21

Cuenca de Río Cañas 1


I. INTRODUCCION

Para cualquier estudio necesario dentro de la cuenca es necesario conocer todas las

características morfológicas; especialmente en nuestro caso que suponemos nuestro estudio es

debido a la ubicación de un puente el análisis y diseño hidrológico de la cuenca se convierte más

que necesario.

En este informe se pretende realizar los estudios concernientes a la Cuenca del Río

Cañas, dándole énfasis a las características morfológicas de la cuenca estos siendo los de:

Area

Parteaguas o divisoria

Factor de forma

Índice de Gravelius

Sinuosidad

Densidad de Drenaje

Pendiente Media

En el informe anterior pudimos obtener lo que son las curvas de Intensidad-Frecuencia-

Duración. Muchas veces como sabemos no podemos llegar a hacer un aforo de los cauces de la

cuenca debido a falta de muchas variables siendo una el hecho de que la cuenca se encuentra

muy alejada de nuestra localización; por ende recurrimos a métodos que se basan en el cálculo

del mismo por medio de la precipitación. Esto es utilizando los métodos de Precipitación-

Escorrentía, como ser en este caso el Método Racional que utiliza como base las Curvas de

Intensidad-Frecuencia-Duración; a partir de este fue que logramos conocer el caudal.

II. PROPOSITOS



Obtener las características Morfométricas de la cuenca del Río Cañas.

Con las áreas entre las elevaciones que fueron tomadas en un rango de 100 metros de la

cuenca del Río Cañas, se utilizaron para obtener la curva Hipsométrica.

Mediante la Curva Intensidad-Frecuencia-Duración para un periodo de retorno de 100 años

encontramos el caudal pico de la cuenca del Río Cañas.



III. CARÁCTERÍSTICAS MORFOMÉTRICAS

Para obtener las características morfométricas de la micro-cuenca del Río Cañas

comenzaremos a definirlas a una a una:

1. AREA DE LA CUENCA DEL RÍO CAÑÁS

A = 76.98 Km2



2. DIVISORIA O PARTEAGUAS

Es la línea que separa las precipitaciones que caen en las cuencas inmediatamente vecinas y

que encaminan en escorrentía resultante para uno u otro sistema fluvial esa línea une los

puntos de máxima elevación entre cuencas.

Existen 2 tipos de divisorias:

1. Topográfica o Superficial

2. Freática o Subterránea

3. INDICE DE GRAVELIUS O COEFICIENTE DE COMPACIDAD (KC):

Es la relación entre el perímetro de la cuenca y la longitud de la circunferencia de área de un

círculo.

Esta fórmula aplicada a la Cuenca del Río Cañas es la siguiente:

Área: 76.98 Km2

Perímetro: 41.49 Km

1.324

4. FACTOR DE FORMA



Es la relación entre el ancho medio y la longitud axial de la cuenca. La longitud axial se mide

siguiendo el cauce más largo desde la desembocadura hasta el punto más distante de la cuenca.

B = A/L ancho medio (Km)

A = área de drenaje (Km2)

L = longitud axial (Km)

Una hoya o una cuenca con Kf pequeño esta menos sujeta a crecientes que otra cuenca con un

Kf mayor.

Esta fórmula aplicada a la Cuenca del Río Cañas es la siguiente:

A = 76.98 Km2

L = 17.86 Km, Longitud del cauce principal

B = A/L = 4.31 Km

Kf = 0.24



5. SISTEMA DE DRENAJE

Refleja el grado de ramificación dentro de la cuenca. Para asignar el orden dentro del sistema

de drenaje se siguen los siguientes criterios:

Orden 1 pequeños canales que no tiene tributario

Orden 2 cuando dos corrientes de orden 1 se unen

Orden 3 cuando dos corrientes de orden 2 se unen

Orden (n +1) cuando dos corrientes de orden n se unen

SISTEMA DE DRENAJE

ORDEN N° DE CURSOS

1 26

2 15



3 9

4 1

Nuestro Río del Salto en este caso es un río de orden 4.

6. DENSIDAD DE DRENAJE

Es la relación de la longitud de la longitud total de los cursos de agua de la cuenca y su área

total.

L: Longitud total de los cursos de agua = 72.82 Km.



A: Área de la cuenca = 76.98 Km2

Dd= 72.82/76.98= 0.94

7. SINUOSIDAD

Es la relación entre la longitud del río principal medida a lo largo del cauce (L), y la longitud del

valle del río principal medida en línea recta o curva (Lt).

L = 17.86 Km



Lt = 9.89 Km

S = 1.80



8. PENDIENTE DEL CAUCE PRINCIPAL(S)

Con la siguiente fórmula obtenemos la pendiente, asumiendo que la corriente de agua tiene la misma pendiente del terreno natural:

N Elevación (m) Elev (km)Dist entre

curvas (km)S%

1 620 0.02 2.71 0.74

2 640 0.02 2.86 0.70

3 660 0.02 0.87 2.30

4 680 0.02 1.11 1.80

5 700 0.02 1.08 1.85

6 720 0.02 1.42 1.41

7 740 0.02 0.66 3.03

8 760 0.02 1.35 1.48

9 780 0.02 1.3 1.54

10 800 0.02 0.63 3.17

11 820 0.02 0.33 6.06

12 840 0.02 0.84 2.38

13 860 0.02 0.55 3.64

14 880 0.02 0.18 11.11

15 900 0.02 0.11 18.18

16 920 0.02 0.12 16.67

17 940 0.02 0.09 22.22

18 960 0.02 0.21 9.52

19 980 0.02 0.17 11.76

20 1000 0.02 0.06 33.33

21 1020 0.02 0.06 33.33

22 1040 0.02 0.1 20.00

23 1060 0.02 0.04 50.00

24 1080 0.02 0.06 33.33

25 1100

Suma= 289.57

N=25

S (%) = 11.58

9. CURVA HIPSOMETRICA

Es el estudio de la variación de la elevación de los varios terrenos de la cuenca con referencia al

nivel medio del mar. El gráfico muestra el porcentaje de área de drenaje que existe encima y por



debajo de varias elevaciones. O sea que la curva representa el porcentaje de área acumulada

igualada o excedida para una elevación determinada.

CURVA HIPSOMÉTRICA

COTAS INTERVALO Cota Media Area Km2 Area Acum.

Km2 % de Area % Area Acum. Cota Media x Area

1200 1300 1250 2.00 2.00 2.60 2.60 2500.001100 1200 1150 3.10 5.10 4.03 6.63 3565.001000 1100 1050 4.14 9.24 5.38 12.00 4347.00900 1000 950 13.93 23.17 18.10 30.10 13233.50800 900 850 21.34 44.51 27.72 57.82 18139.00700 800 750 17.53 62.04 22.77 80.59 13147.50600 700 650 14.94 76.98 19.41 100.00 9711.00

∑ = 76.98 100 64643.00



Elevación Media

Elevación Mediana

Calculo de la Elevación Media (E):

Calculo de la Elevación Mediana

En la curva hipsométrica tomamos la lectura correspondiente al valor de 50% del área

acumulada, la cual da aproximadamente 880 msnm.



IV. ANÁLISIS PRECIPITACIÓN Y ESCORRENTÍA

Cada estudio hidrológico tiene un objetivo. El fin de esta investigación es determinar la

altura proyectada para un puente sobre el Río Cañas. Idealmente la información sobre el caudal

del Río Cañas se obtiene desde una Estación de Control ubicada estratégicamente a lo largo del

río equipada con un registro continuo o un limnígrafo que mide el nivel del Río Cañas a través

del tiempo. Esta condición y la larga distancia al sitio del puente hacen necesario generar un

caudal a partir de datos de precipitación.

“Para el ingeniero hidrólogo, el caudal es una variable dependiente en la mayoría de los

estudios, puesto que la ingeniería hidrológica se dedica principalmente a estimar tasas o

volúmenes de flujo, o los cambios en estos valores debidos a la acción del hombre.”

MANUAL DE HIDROLOGIA, RECOPILADO POR ING. JOAQUIN GUARDADO, PÁG 89.

Una de las técnicas más ampliamente usadas se para el calcular el caudal es el Método

Racional. “Este método describe empírica o semi- empíricamente la relación entre la

precipitación y el pico de descarga en cuencas pequeñas (menores a los 50- 100 km2).”

MANUAL DE HIDROLOGIA, RECOPILADO POR ING. JOAQUIN GUARDADO, PÁG 21.

Q = caudal pico en m3 / seg.

C = coeficiente de escorrentía (dependiente de las características en cuanto a

permeabilidad del terreno por zonas).

A = área de la cuenca en km2.

i = intensidad de lluvia promedio sobre la cuenca en mm / hora durante el tiempo de

concentración.

La formula está basada en las siguientes hipótesis:

La cuenca del Puente sobre el Río Cañas es impermeable.



La lluvia tiene una duración igual al período de concentración.

La lluvia cae uniformemente en toda la cuenca.

Toda la cuenca contribuye uniformemente a la escorrentía.

1. VALORES DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTIA

El Coeficiente de Escorrentía se define como la razón de la escorrentía pico entre la

intensidad máxima de precipitación. Este relación es adimensional y se atribuye al razón de

infiltración, la superficie de cobertura y la intensidad de lluvia. La fuente de los coeficientes de

escorrentía es la tabla de Horn y Schwab (1963).

TIPO DE AREA

DE DRENAJE

AREA

(km2)C A * C

Bosque 52.029 0.10 5.20Cultivo 5.91 0.56 3.31Area Pasto 12.56 0.17 2.14Semi Urbano 6.47 0.40 2.59Calles 0.011 0.80 0.01 76.98 13.24

Cp = 0.1721



2. INTENSIDAD DE LLUVIA PROMEDIO



La fuente de información para el valor de imax es la Gráfica Intensidad – Frecuencia –

Duración elaborada de acuerdo a datos pluviográficos de la cuenca del Puente Río Cañas.

3. TIEMPO DE CONCENTRACIÓN

a. Primero es necesario calcular el Tiempo de Concentración usando la Ecuación de

Kirpich.

Tc = 0.01947 * L0.77 / S0.385

Tc = 83.905 (min)

Adonde:

L = Longitude del tributario principal = 17,860 m.

S = Pendiente media del tributario principal = 0.1158

b. Posteriormente se ubica la precipitación máxima de acuerdo a la Gráfica Intensidad –

Frecuencia – Duración.

Imax = 78.50 (mm/h)

4. CAUDAL PICO

La cuenca del Puente sobre Río Cañas, según la información recolectada, presenta una

descarga pico de:

Q = (1 / 3.6) * 0.1721 * 78.50 * 76.98

Q = 288.886 (m3/seg.)

Q = 288.886 (ton/seg.)



V. CONCLUSIONES

Como podemos observar del calculo del el Índice de Gravelius obtuvimos un valor de 1.49

lo cual nos esta indicado que nuestra cuenca no esta tan propensa a inundación.

Del cálculo del factor de forma obtuvimos un Kf = 0.17 lo cual también nos esta indicado que

nuestra cuenca no esta propensa a crecientes.

La Densidad de drenaje que obtuvimos igual a 1.35 Km/Km2 nos indica que nuestra cuenca

tiene un drenaje pobre medio ya qu es mayor que 0.5 pero mucho menor de 3.5.

La Sinuosidad es igual a 1.47 podemos decir que nuestra cuenca tiene una sinuosidad no

baja o sea que no es recto sin embargo tampoco es tan curvilíneo.

De la curva Hipsométrica nos indica que la elevación media de nuestra cuenca es igual a

455.69 msnm y la mediana es aproximadamente igual a 300 msnm. El porcentaje de área

aproximadamente sobre la elevación media es de el 32% aproximadamente y bajo esa

elevación media es el 68%.

En una región dada, la cantidad de agua que fluye a través del río, riachuelos es

proporcional al tiempo, por lo que de suma importancia el conocimiento de los caudales

involucrados para una serie de necesidades humanas entre ellas, control de inundaciones,

agricultura y abastecimiento de agua entre otros. Es de nuestro interés el caudal del río

principal en nuestra cuenca, para el correcto análisis en la elección de la geometría del

puente. El caudal pico que obtuvimos de nuestra cuenca es de 0.667 m3/seg.


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