relacion precipitacion - escorrentia

of 36/36
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA HIDRAULICA HIDROLOGIA GENERAL DOCENTE: ING LUIS VASQUEZ RAMIREZ INTEGRANTES: GUIVAR SANCHEZ, JAIRO LAZO DE LA VEGA TERRONES, ERICK MACHUCA OCAS, ALICIA ESTHER VASQUEZ ZELADA, HECTOR TEMA: RELACION DE PRECIPITACION Y ESCORRENTIA

Post on 17-Feb-2016

54 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

descripción del tema de hidrología respecto a relación que hay entre presipitacion y escorrentia.

TRANSCRIPT

  • UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

    ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE

    INGENIERIA HIDRAULICA

    HIDROLOGIA GENERAL

    DOCENTE: ING LUIS VASQUEZ RAMIREZ

    INTEGRANTES: GUIVAR SANCHEZ, JAIRO LAZO DE LA VEGA TERRONES, ERICK MACHUCA OCAS, ALICIA ESTHER VASQUEZ ZELADA, HECTOR

    TEMA: RELACION DE PRECIPITACION Y

    ESCORRENTIA

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina1

    INDICE

    INDICE.1

    INTRODUCCION..2

    OBJETIVOS..3

    MARCO TEORICO..4

    PRECIPITACION...5

    MEDICION DE PRECIPITACION.7

    CALCULO DE LA PRECIPITACION.9

    ESCORRENTIA.13

    ESCORRENTIA SUPERFICIAL.14

    ESCURRIMIENTO SUBSUPERFICIAL.....15

    ESCURRIMIENTO SUBTERRANEO16

    MEDICION ESCURRIMIENTO.17

    RELACION PRECIPITACION- ESCURRIMIENTO19

    METODO RACIONAL19

    HIDROGRAMAS.23

    HIDROGRAMA UNITARIO...26

    LA CURVA S..28

    HIDROGRAMAS UNITARIOS SINTETICOS.30

    HIDROGRAMAS UNITARIOS TRIANGULAR.30

    EJERCICIOS DE HIDROGRAMAS32

    CONCLUSIONES..34

    BIBLIOGRAFIA..35

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina2

    I. INTRODUCCION

    En este informe presentaremos diferentes definiciones de precipitacin y

    escorrenta y diferentes mtodos para la resolucin de problemas de

    precipitacin y como solucionarlo en la vida misma.

    La precipitacin es todo tipo de agua que cae del cielo, el estudio de esto nos

    servir para saber la precipitacin en diferentes puntos de la ciudad,

    podremos saber las intensidades, para en el futuro desarrollar una obra

    hidrulica que sea adecuada.

    Queremos saber la relacin entre la precipitacin y la escorrenta y como son

    dos elementos fundamentales para la solucin de problemas en el diseo de

    obras hidrulicas.

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina3

    II. OBJETIVOS

    Conocer los diferentes mtodos de hidrgramas.

    Comparar las diferentes definiciones de precipitacin y escorrenta.

    Conocer los diferentes tipos de precipitacin.

    Conocer los mtodos de precipitacin-escorrenta

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina4

    III. MARCO TEORICO

    A) PRECIPITACION:

    La precipitacin es toda forma de humedad que originndose en las nubes

    llegas hasta la superficie del suelo; (MAXIMO VILLON).

    La precipitacin incluye la lluvia, la nieve y otros procesos mediantes los

    cuales el agua cae a la superficie terrestre, tales como granizo y nevisca. La

    informacin de precipitacin requiere la elevacin de una masa de agua en la

    atmosfera de tal manera que se enfri y parte de la humedad se condense.

    (VEN TE CHOW).

    a) FORMACION DE PRECIPITACION

    Lluvias

    Granizadas

    Garuas

    Nevada

    (MAXIMO VILLON).

    La condensacin o congelamiento del vapor de agua se produce por el

    enfriamiento de masas de aire hmedo y por el agrupamiento de las

    molculas de agua entorno a la presencia de ncleos o partculas de varias

    sustancias de dimetros que oscilan entre 0.1 a 10 mm (ESCOBAR, 1986).

    b) TIPOS DE PRECIPITACION

    PRECIPITACION OROGRAFICA: se produce cuando el vapor de agua que se

    forma sobre superficie de agua es empujada por el viento hacia las

    montaas, aqu las nubes siguen por las laderas de las montaas y ascienden

    a grandes alturas, hasta encontrar condiciones para la condensacin y la

    consiguiente precipitacin. (MAXIMO VILLON)

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina5

    PRECIPITACION DE CONVENCION

    En un tiempo caluroso, se produce una abundante evaporacin a partir de la

    superficie del agua, formando grandes masas de vapor de agua, que por estar

    ms caliente, se elevan sufriendo un enfriamiento de acuerdo a la adiabtica

    seca o hmeda. En el curso de ascenso, se enfran segn el gradiente

    diabtico seco (1C/100M), o saturado (0.5 C/100m).

    General vienen acompaada de rayos y truenos.

    Son precipitaciones propias de las regiones tropicales, donde las maanas

    son muy calurosas, viento es calmo y hay una predominancia de movimiento

    vertical hacia arriba. (MAXIMO VILLON)

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina6

    PRECIPITACIONES FRONTALES

    La precipitacin frontal resulta del levantamiento del aire clido sobre una

    masa de aire denso y frio.

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina7

    c) MEDICION DE PRECIPITACION

    Los aparatos ms usuales para medidas de precipitacin son el pluvimetro y

    el pluvigrafo sin embargo hay otros instrumentos que sirven para medir la

    precipitacin como el radar, los satlites.

    PLUVIOMETRO: consiste en un recipiente cilndrico

    de lmina, de aproximadamente 20 cm de dimetro

    y de 60 cm de alto. La tapa del cilindro es un embudo

    receptor, el cual se comunica con una probeta de

    seccin 10 veces menor que la de la tapa.

    PLUVIOGRAFO: Es un instrumento, que registra

    la altura de lluvia en funcin del tiempo, lo cual

    permite determinar la intensidad de la

    precipitacin, dato importante para el diseo de

    estructuras hidrulicas.

    Los cilindros ms comunes son de forma

    cilndrica, y el embudo receptor est ligado a un

    sistema de flotadora, que originan el

    movimiento de una aguja sobre un papel

    registrador, montado en un sistema de reloj.

    (MAXIMO VILLON)

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina8

    En la Como podemos observar en este papel registrador de

    fecha 04-01-05 tomada en la estacin Weberbauer.

    RADAR: localiza precipitaciones, calcular sus trayectorias y estimar sus tipos

    (lluvia, nieve, granizo). Adems, los datos tridimensionales pueden analizarse

    para extraer la estructura de las tormentas y su potencial de trayectoria y de

    dao.

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina9

    NIVOMETRO: es un aparato diseado para medir la profundidad y espesor de

    la capa de nieve, aguanieve o granizo y evala un clculo de la cantidad de

    agua precipitada de esta manera en un lugar determinado, durante un

    intervalo de tiempo dado.

    d) CALCULO DE PRECIPITACION

    Para tener una idea de lo que lo precipita en una determinada rea, es

    necesario aplicar ciertos mtodos de cuasi precisin, entre los ms

    principales tenemos a mtodo aritmtico, polgono de thiessen y el de las

    isoyetas:

    MTODO ARITMTICO:

    1) Consiste simplemente en obtener el promedio aritmtico de las

    alturas de precipitacin registradas en cada estacin usada en el

    anlisis:

    ...........(1)

    Pm=

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina1

    0

    POLGONO DE THIESSEN: este mtodo consiste en lo siguiente:

    1) Unir mediante lneas rectas dibujadas en un plano de la cuenca,

    las estaciones ms prximas entre s. Con ello se forman

    tringulos en cuyos vrtices estn las estaciones pluviomtricas.

    2) Trazar lneas rectas que bisectan los lados delos tringulos. Por

    geometra elemental, las lneas correspondientes a cada

    tringulo convergern en un solo punto.

    3) Cada estacin pluviomtrica quedar rodeada por las lneas

    rectas del paso 2, que forman los llamados polgonos de

    Thiessen y en algunos casos en parte por el parte aguas dela

    cuenca.

    El rea encerrada por los polgonos de Thiessen y el parte aguas

    ser el rea de influencia de la estacin correspondiente.

    4) La lluvia media se calcula entonces como un promedio pesado

    delas precipitaciones registradas en cada estacin, usando como

    peso el rea de influencia correspondiente:

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina1

    1

    (2)

    MTODO DE LAS ISOYETAS :

    1) Este mtodo consiste en trazar, con la informacin registrada en las

    estaciones, lneas que unen puntos de igual altura de precipitacin

    llamadas isoyetas, de modo semejante a como se trazan las curvas

    de nivel en topografa.

    La precipitacin media se calcula en forma similar a la ecuacin

    anterior. Pero ahora el peso es el rea S entre cada dos isoyetas y el

    parteaguas de la cuenca y la cantidad que se pesa es la altura de

    precipitacin promedio entre las dos isoyetas:

    (3)

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina1

    2

    Escurrimiento Superficial

    Escurrimiento Subsuperficial

    Escurrimiento Subterrneo

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina1

    3

    B) ESCORRENTIA

    El escurrimiento se define como el agua proveniente de la

    precipitacin que circula sobre o bajo la superficie terrestre y que llega

    a una corriente para finalmente ser drenada hasta la salida de la

    cuenca.

    El agua proveniente de la precipitacin que llega hasta la superficie

    terrestre una vez que una parte ha sido interceptada y evaporada

    sigue diversos caminos hasta llegar a la salida de la cuenca. Conviene

    dividir estos caminos en tres clases: escurrimiento superficial,

    escurrimiento sub superficial y escurrimiento subterrneo.

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina1

    4

    Es el fenmeno ms importante

    desde el punto de vista de la ingeniera, y consiste en la

    ocurrencia y transporte de agua en la superficie transporte de

    agua en la superficie terrestre. Una gran cantidad de estudios

    hidrolgicos estn ligados al aprovechamiento del agua

    superficial y a la proteccin contra los fenmenos provocados

    por su movimiento.

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina1

    5

    Factores Climticos (Intensidad, duracin, P. Antecedente)

    Factores Fisiogrficos (rea, Permeabilidad)

    Factores Humanos (Obras hidrulicas, Rectificacin Ros)

    Caudal (Q)

    Tiempo de concentracin ( )

    Coeficiente de escorrenta

    Periodo de retorno

    Es aquel que proviene de

    una parte de la precipitacin infiltrada. El efecto puede ser

    inmediato o retardado. Si es inmediato se le da el mismo

    tratamiento que al escurrimiento superficial, en caso contrario,

    como escurrimiento subterrneo.

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina1

    6

    Es aquel que proviene del

    agua subterrnea, la cual es recargada por la parte de la

    precipitacin que se infiltra, una vez que el suelo se ha saturado.

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina1

    7

    Aforar una corriente significa determinar a travs de mediciones el gasto que Pasa por una seccin dada.

    AFOROS CON FLOTADORES

    En Este mtodo, se mide la velocidad superficial de la corriente y el

    rea de la seccin transversal (A) luego con la ecuacin de la

    continuidad se calcula el caudal (MAXIMO VILLON).

    Con la formula

    .. (4)

    Dnde:

    Q= caudal

    V= velocidad

    A= rea de la seccin transversal

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina1

    8

    AFORO VOLUMETRICO

    Consiste hacer llegar la corriente a un recipiente de volumen conocido

    y medir el tiempo que tarda en llenarse dicho volumen (MAXIMO

    VILLON).

    Se calcula el caudal con la ecuacin:

    . (5)

    Dnde:

    Q= Caudal

    V= velocidad

    T= tiempo

    AFORO CON CORRENTOMETRO

    El correntmetro es un aparato que mide la velocidad en un punto

    dado del agua.

    En el aforo con correntmetro consiste en explorar el campo de

    velocidades en la seccin en la que se quiere medir el caudal lquido.

    La ubicacin ideal

    Los filetes son paralelos entre si

    Las velocidades sean suficiente para buena utilizacin del

    correntmetro.

    Las velocidades son constantes para una misma altura de escala

    limnimetrica.(MAXIMO VILLON)

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina1

    9

    C) RELACION PRECIPITACION-ESCURRIMIENTO

    Para determinar los parmetros de diseo de obras hidrulicas es necesario

    contar con datos de escurrimiento en el lugar donde ellas estn localizadas.

    Muchas veces no se cuenta con esta informacin o se afectan por cambios en

    la cuenca como son obras de almacenamiento y derivacin, talas,

    urbanizacin, etc. Tambin teniendo en cuenta que los datos de precipitacin

    son ms abundantes que los de escurrimiento es conveniente contar con

    mtodos para determinar el escurrimiento a partir de la precipitacin que lo

    origina, teniendo en cuenta las caractersticas de la cuenca.

    Entre los mtodos ms usuales tenemos:

    La frmula racional es posiblemente el modelo ms antiguo de la relacin

    lluvia-escurrimiento. Este modelo toma en cuenta, adems del rea de la

    cuenca, la altura o intensidad de la precipitacin y es hoy en da muy

    utilizado, particularmente en el diseo de drenajes urbanos. En este mtodo

    se supone que la mxima escorrenta generada por una lluvia, se produce

    cuando esta es igual al tiempo de concentracin (Tc). Cuando as ocurre toda

    la cuenca contribuye con el caudal en el punto de salida. Si la duracin es

    mayor que el Tc, contribuye asimismo toda la cuenca pero la intensidad de

    lluvia es menor siendo tambin menor el caudal.

    Si la duracin de la lluvia es menor que el Tc la intensidad de lluvia es mayor,

    pero en este caso el agua cada en los puntos ms lejanos an no ha llegado a

    la salida; por lo tanto el caudal ser menor.

    Aceptando este planteamiento, el caudal se calcula mediante la siguiente

    frmula:

    Dnde:

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina2

    0

    Q= es el caudal mximo, en m /s;

    C= C es el coeficiente de escurrimiento, adimensional

    I= es la intensidad de lluvia para una duracin que es igual al tiempo de

    concentracin, en mm/h

    A= es el rea de la cuenca, en km2

    Dnde:

    Q= es el caudal mximo, en m /s;

    C= C es el coeficiente de escurrimiento, adimensional

    I= es la intensidad de lluvia para una duracin que es igual al tiempo de

    concentracin, en mm/h

    A= es el rea de la cuenca, en hectreas.

    Como el tiempo de concentracin es un factor importante en este mtodo es

    necesario saber cmo calcularlo. El tiempo de concentracin es el tiempo

    transcurrido desde que una gota de lluvia que cae en el punto ms alejado

    (demorado) de la cuenca objeto de estudio llega a la seccin o punto donde

    interesa cuantificar el escurrimiento producido. Para hallar el tiempo de

    concentracin existen varios mtodos

    Estimando velocidades:

    Calcular la pendiente media del curso principal, dividiendo el desnivel

    total entre la longitud total.

    De la siguiente tabla, escoger el valor de la velocidad media en funcin

    a la pendiente y la cobertura.

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina2

    1

    Pendiente (%) Vegetacin densa o cultivos

    Pastos o vegetacin ligera

    Sin vegetacin

    0-5 25 40 70 5-10 50 70 120

    10-15 60 90 150 15-20 70 110 180

    La velocidad est en m/min.

    Usando la velocidad media y la longitud total encontrar Tc.

    La frmula es:

    (

    ) .. (8)

    Dnde:

    S= Pendiente del cauce principal

    L= Longitud de mximo recorrido (m)

    La intensidad de lluvia (I) se determina con el auxilio de las curvas intensidad-

    duracin-periodo de retorno (I-d-Tr). La seleccin de la magnitud de la

    intensidad (I) se fundamenta con la estimacin de la frecuencia y de la

    duracin.

    El Coeficiente de Escorrenta representa la porcin de la precipitacin que se

    convierte en caudal, es decir, la relacin entre el volumen de Escorrenta

    superficial y el de precipitacin total sobre un rea (cuenca) determinada:

    . (9)

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina2

    2

    El Coeficiente de Escorrenta depende de factores topogrficos, edafolgicos,

    cobertura vegetal, etc.

    La siguiente tabla presenta valores de escorrenta en funcin de la pendiente,

    textura y cobertura vegetal.

    Entre las limitaciones destacadas por algunos autores acerca del Mtodo Racional se pueden referir:

    Supone que la lluvia es uniforme en el tiempo (intensidad constante) lo cual es slo cierto cuando la duracin de la lluvia es muy corta.

    El Mtodo Racional tambin supone que la lluvia es uniforme en toda el rea de la cuenca en estudio, lo cual es parcialmente vlido si la extensin de sta es muy pequea.

    Asume que la escorrenta es directamente proporcional a la precipitacin (si duplica la precipitacin, la escorrenta se duplica tambin). En la realidad, esto no es cierto, pues la escorrenta depende tambin de muchos otros factores, tales como precipitaciones antecedentes, condiciones de humedad antecedente del suelo, etc.

    Tipo de vegetacin

    Pendiente (%)

    Franco arenosa

    Franco arcillo limosa franco

    limosa

    arcillosa

    forestal

    0-5

    5-10

    10-30

    0.10

    0.25

    0.30

    0.30

    0.35

    0.50

    0.40

    0.50

    0.60

    praderas

    0-5

    5-10

    10-30

    0.10

    0.15

    0.20

    0.30

    0.35

    0.40

    0.40

    0.55

    0.60

    Terrenos cultivados

    0-5

    5-10

    10-30

    0.30

    0.40

    0.50

    0.50

    0.60

    0.70

    0.60

    0.70

    0.80

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina2

    3

    Ignora los efectos de almacenamiento o retencin temporal del agua escurrida en la superficie, cauces, conductos y otros elementos (naturales y artificiales).

    Asume que el perodo de retorno de la precipitacin y el de la escorrenta son los mismos, lo que sera cierto en reas impermeables, en donde las condiciones de humedad antecedente del suelo no influyen de forma significativa en la Escorrenta Superficial.

    Si se mide el gasto (que se define como el volumen de escurrimiento por unidad de tiempo) que pasa de manera continua durante todo un ao por una determinada seccin transversal de un ro y se grafican los valores obtenidos contra el tiempo. Obtenemos un grfico que se denomina hidrograma, como cualquiera que relacione el gasto contra el tiempo. El hidrograma es una representacin grfica o tabular de la variacin en el tiempo de los gastos que escurren por un cauce. El gasto (Q) se define como el volumen de escurrimiento por unidad de tiempo (m3/s) que escurre por un cauce. (BREA & VILLA) El rea bajo el hidrograma, es el volumen de agua que ha pasado por el punto de aforo, en el intervalo de tiempo expresado en el hidrograma. (MAXIMO VILLON).

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina2

    4

    Es la parte que corresponde al ascenso de Curva de concentracin:

    hidrogama.

    : Es la zona que rodea al caudal mximo, en la figura N Pico del hidrograma

    15 (en el punto B).

    Es la zona correspondiente a la disminucin progresiva Curva de descenso:

    del caudal.

    Es el momento en que toda la Punto de inicio de la curva de agotamiento:

    escorrenta directa por esas precipitaciones ya ha pasado. El agua que se afore desde ese momento corresponde a escorrenta bsica lo que viene a ser escorrenta subterrnea.

    Es la parte del hidrograma en que el caudal solo Curva de agotamiento:

    procede de la escorrenta bsica, adems podemos notar que la curva de agotamiento inicia ms arriba que el punto inicial de escurrimiento directo.

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina2

    5

    Es el tiempo necesario para que una gota de Tiempo de Concentracin (tc):

    agua que cae en el punto hidrolgicamente ms alejado de aquella, llegue

    a la salida.

    Es el tiempo que transcurre desde que se inicia el Tiempo de pico (tp):

    escurrimiento directo hasta el pico del hidrograma.

    Es el intervalo comprendido entre el comienzo y el fin del Tiempo base (tb):

    escurrimiento directo.

    Es el intervalo del tiempo comprendido entre los Tiempo de retraso (tr):

    instantes que corresponden, respectivamente al centro de gravedad del

    hietograma de la tormenta, y al centro de gravedad del hidrograma.

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina2

    6

    El hidrograma unitario de una cuenca se define como el hidrograma de escurrimiento debido a una precipitacin con altura con exceso unitario (mm, cm, pulgadas, etc.), repartida uniformemente sobre la cuenca, con una intensidad constante de un periodo especifico de tiempo (duracin en exceso de). El mtodo del hidrograma unitario fue desarrollado originalmente por Shermanen 1932, y est basado en las siguientes hiptesis:

    Para una cuenca dada, la duracin total de escurrimiento directo o tiempo base es la misma para todas las tormentas con la misma duracin de lluvia efectiva, independientemente del volumen total escurrido. Todo hidrograma unitario est ligado a una duracin de la lluvia en exceso.

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina2

    7

    Las ordenadas de todos los hidrograma de escurrimiento directo con el mismo tiempo base, son directamente proporcionales al volumen total de escurrimiento directo, es decir, al volumen total de lluvia efectiva. Como consecuencia, las ordenadas de dichos hidrograma son proporcionales entre

    La precipitacin en exceso, tiene una distribucin uniforme sobre la superficie de la cuenca y en toda su duracin.

    El hidrograma que resulta de un Periodo de lluvia dado puede superponerse a hidrograma resultantes de periodos lluviosos precedentes.

    Se lo hace con el siguiente procedimiento.

    Obtener el volumen de escurrimiento directo (Ve), del hidrograma de

    la tormenta, para la cual, transforma el escurrimiento directo a

    volumen y acumularlo.

    Obtener la altura de precipitacin en exceso, dividiendo el volumen de

    escurrimiento directo, entre el rea de la cuenca, es decir :

    Obtener las ordenadas del hidrograma unitario, dividiendo las

    ordenadas del escurrimiento directo entre la altura de precipitacin en

    exceso.

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina2

    8

    Se llama curva S al hidrograma de escorrenta directa que es generado por

    una lluvia continua uniforme de duracin infinita.

    El efecto de la lluvia continua se halla sumando las ordenadas de una serie

    infinita de hidrogramas unitarios de de horas segn el principio de

    superposicin.

    La curva S de una cuenca, se dibuja a partir del HU para una duracin de y

    sirve para obtener el HU para una duracin de.(MAXIMO VILLON)

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina2

    9

    PASOS A SEGUIR PARA OBTENER LA CURVA S

    Selecciona el hidrograma unitario con correspondiente duracin

    en exceso.

    En el registro de datos, las ordenadas de este HU se desplaza en

    un intervalo de tiempo igual a su duracin en exceso.

    Una vez que se haya hecho el ltimo desplazamiento, se procede a

    obtener las ordenadas de la curva S, sumando las cantidades

    desplazadas, correspondientes a cada uno de los tiempos

    considerados en el registro.

    OBTENCIN DEL HU A PARTIR DEL HIDROGRAMA O CURVA S

    Para obtener el HU para una duracin en exceso (de), a partir de la curva S,

    obtenida para una duracin en exceso de, se desplaza una sola vez la curva S

    un intervalo de tiempo igual a esa duracin en exceso de (nueva duracin en

    exceso). Las ordenadas del nuevo HU se obtienen de la siguiente manera:

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina3

    0

    1. La curva S obtenida a partir de un HU para una duracin en exceso de, se

    desplaza un intervalo de tiempo de

    2. Para cada tiempo considerado se calcula la diferencia de ordenadas entre

    las curvas S.

    3. Se calcula la relacin K, entre las duraciones en exceso de y de, es decir:

    . (11)

    4. Las ordenadas del nuevo HU se obtienen multiplicando la diferencia de

    ordenadas entre curvas S (paso 2), por la constante K (paso 3).

    Para usar el mtodo del hidrograma unitario, siempre es necesario contar

    con al menos un hidrograma medido a la salida de la cuenca, adems de los

    registros de precipitacin. Sin embargo, la mayor parte de las cuencas, no

    cuentan con una estacin hidromtrica bien con los registros pluviograficos

    necesarios.

    Es conveniente contar con mtodos con los que se pueda obtener

    hidrogramas unitarios usando nicamente datos generales de la cuenca. Los

    hidrogramas unitarios as obtenidos se denominan sintticos.

    HIDROGRAMA UNITARIO TRIANGULAR

    Mockus desarrollo un hidrograma unitario, sinttico de forma triangular, que

    lo usa el SCS (Soil Conservation Servicie), la cual a pesar de su simplicidad

    proporciona los parmetros fundamentales del hidrograma: caudal punta

    ( ), tiempo base ( ),y el tiempo en que se produce la punta ( ).

    La expresin del caudal punta ), se obtiene igualando el volumen de agua

    escurrido:

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina3

    1

    .. (12)

    Dnde:

    = volumen de agua escurrida

    = altura de precipitacin en exceso, o precipitacin efectiva.

    A= rea de la cuenca.

    Con el rea que se encuentra bajo el hidrograma

    . (13)

    Dnde:

    = volumen de agua escurrido

    = tiempo base

    = Caudal punta

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina3

    2

    IV. EJERCICIOS DE HIDROGRAMAS

    Tiempo hr. caudal

    observdo m3/s

    caudal base

    estimado m3/s

    caudal directo

    estimado m3/s

    HU de 12 hr m3/s

    0 50 50 0 0.0

    12 150 40 110 3.7

    24 800 40 760 25.3

    36 600 50 550 18.3

    48 400 55 345 11.5

    60 250 58 192 6.4

    72 150 60 90 3.0

    84 120 65 55 1.8

    96 100 70 30 1.0

    108 80 75 5 0.2

    0.0

    5.0

    10.0

    15.0

    20.0

    25.0

    30.0

    35.0

    40.0

    45.0

    50.0

    55.0

    60.0

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    700

    800

    900

    0 12 24 36 48 60 72 84 96 108

    Q(m

    3 /s)

    tiempo (hr)

    caudal observado

    caudal base

    HU

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina3

    3

    tiempo(hr) ordenadas de la curva

    S m3/s

    curva S desplasada

    a 24hr

    diferencia de

    ordenadas

    HU para 24hr

    0 0.0 0.0 0.00

    12 3.7 3.7 1.83

    24 29.0 0.0 29.0 14.50

    36 47.3 3.7 43.7 21.83

    48 58.8 29.0 29.8 14.92

    60 65.2 47.3 17.9 8.95

    72 68.2 58.8 9.4 4.70

    84 70.1 65.2 4.8 2.42

    96 71.1 68.2 2.8 1.42

    108 71.2 70.1 1.2 0.58

    0.00

    10.00

    20.00

    30.00

    40.00

    50.00

    60.00

    70.00

    80.00

    0 12 24 36 48 60 72 84 96 108

    Q(m

    3/s

    tiempo (hr)

    curva S y HU 12 y24 hr

    HU a 24hr curva S HU a 12hr

    1

    4 5

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina3

    4

    V. CONCLUSIONES

    De acuerdo a la bibliografa se logr realizar algunas

    definiciones.

    Se logr desarrollar algunos mtodos de la relacin precipitacin

    escorrenta.

    Se realiz la comparacin de los mtodos de distintas

    bibliografas.

    La importancia de los hidrogramas para calcular la escorrenta.

  • HIDROLOGIA GENERAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERI HIDRAULICA

    RE

    LA

    CI

    ON

    PR

    EC

    IP

    IT

    AC

    IO

    N Y

    ES

    CO

    RR

    EN

    TI

    A

    Pg

    ina3

    5

    VI. BIBLIOGRAFIA

    AGUSTIN FELIPE BREA PUYOL, M. A. (N/E). PRINCIPIOS Y FUNDAMENTOS DE LA HIDROLOGA SUPERFICIAL. N/E: UNIVERSIDAD AUTNOMA METROPOLITANA.

    VILLON, M. (2002). HIDROLOGIA. LIMA: VILLON

    BREA, & VILLA. (s.f.). PRINCIPIOS Y FUNDAMENTOS DE LA

    HIDROLOGIA SUPERFICIAL.

    MIJARES, F. J. (1989). FUNDAMENTOS DE HIDROLOGA DE SUPERFICIE. Mxico D.F.: LIMUSA, S.A. de C.V. GRUPO NORIEGA EDITORIALES.

    VEN TE CHOW, D. R. (1994). HIDROLOGA APLICADA. Santaf de Bogot

    - Colombia.: McGRAW-HILL INTERAMERICANA, S.A.