H 2.2

REPUBLICA DE COLOMBIA

MINISTERIO DE AGRICULTURA

INSTITUTO COLOMBIANO DE HIDROLOGIA, METEOROLOGIA Y ADECUACION DE TIERRAS

AFOROS ANGULARES

BOTE CAUTIVO

filMat:Irslitutg Hidrologli

Idecuzdún f18 Tierras

BIBLIOIECh

I' , J., .1 /"'" 1 ' 111 .1111 1 111 f ( ■ 1 v , r

MI II 01./ AD; < 1 1 '9 I( "1 111 1111'r

SUBDIRECCILIN DE ESTUDIOS E INVESTIGACIONES

DIVISION DE REDES

SECCION DE INSTALACICJN Y OPERACION DE ESTACIONES

AFOROS ANGULARES - BOTE CAUTIVO

Bogotá. 0.E.. agosto de 1988

CONTENIDO GENERA L

H H I DROLOGI A M M ETEOROLOGIA

I DATOS DE CAMPO I PRECIPITACION

I EMPLAZ AMIENTO DE ESTACIONES

HIDROMETR ICAS i ME O ILION DE PRECIPITACION

2 AFOROS

3

I AFOROS L 10 UIDOS 2 TEMPERATURA

2 AFOROS ANGULARES

BOTE CAUTIVO I TEMPERATURA Y HUMEDAD

3 S EDIM E NTOLOGIA

3 VIENTO

HIDROTOPOGRAFIA 1 VIENTO EN SUPERFICIE

4

I TOPOGRAFIA PARA HIDROMENSORES

4 RADIACION SOLAR

ESTRUCTURAS I ASPECTOS M ETEOROLOGICOS DE LA RADIACION SOLAR

5

I FA 8 R I CACION DE ESTRUCTURAS

5 PRESION ATMOSFERICA

INSTRUMENTAL u Id E DICION DE LA PRESION

ATMOSFERICA

i LIMNIMETROS, MAXIMETROS Y

L I M MIGRA Fo

2 MOLINETES, CONTADORES Y

MALACATES 6 EVAPORACION

I E VAPOTRANSPIRACION

H. HIDROLOGIA

2. AFOROS

2. 'M'oros angulares- bote cautivo.

Elaboró:

Mario Bacca Miranda

Revisó:

Guillermo Alberto Ardila Hernández

Jorge Enrique Avila Gómez

Dibujos:

Clara Inés Jordán Rodríguez

Bogotá. D.E., agosto de 1988

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCION 1

1. GENERALIDADES 2

• . -?. METODO ANGULAR TEODOLITO 3

2.1 PROCEDIMIENTO 3

- METODO ANGULAR SEXTANTE 6

3.1 PROCEDIMIENTO 6

4. AFOROS CON EL SISTEMA BOTE CAUTIVO 8

r: EJERCICIO 11

INTRODUCCION

El presente trabajo pretende dar a conocer desde un punto de

vista teórico, una idea general de la metodologla a emplearse

en la ejecución de las diversas modalidades de aforo en

grandes ries; donde no es posible aplicar las formas

tradicionales de medición.

Esta instrucción se complementa con un ejercicio que

familiarizará al cursista con las fases del método, cálculos y

obtención de resultados.

1

1. GENERALIDADES

La ejecución de aforos en grandes rios, con anchuras mayores a

200 - 250 mts., cuyas estaciones están desprovistas de puentes

o tarabitas de longitud considerable; requiere de sistemas de

medición distintos a los enunciados en temas anteriores.

Los métodos angulares como su nombre lo indica, se basan en el

cálculo de ángulos que definirá la distancia de una vertical

cualquiera respecto de una base de referencia.

2

2. METODO ANGULAR TEODOLITO

El método 17.fln5i5te Trl disponer de Un bote con motor fuera de

sl:bre el cual so montará el equipo hidrumótrico en su burda

totalidad; por medios topográficos el bote se localizará en

diverso puntos a lo laroo de la sección de M'ores; dichos

puntos corresponden a las verticales de medición, en las

cuales se tomarán parámetros tales como profundidad,

velocidades puntuales, etc.

2.1 PROCEDIMIENTOS:

- Determinar sección dr aforos, en lo posible normal a la

corriente.

- Definir por medies topográficos: taquimetria, trianoulación

o distanciómetro el ancho de la sección entre dos puntos

fijos ubicados en las dos orillFks.

- Determinar le base de medición paralela al rlo, longitud

mlnima: un tercio del ancho de la sección. Esta base

3

forMerá en lo posible un ángulo de 90 grados con la recta

que define la sección de aforos, facilitando así cálculos

posteriores; en el extremo más alejado de la base se situará

el tránsito.

Definir e] número de verticales de medición, y su distancia

a un punto fijo de referencia P. R.

Calcular utilizando función tangente los ángulos que

determinarán la posición del bote para cada una de las

verticales. Cada uno de estos ángulos se medirán utilizando

Teodolito, y estará formado por la linea base y la visual a

la embarcación.

Una vez posicionado el bote con el motor en marcha; se

4

mantendrá en el punto predeterminado mediante la visual del

Teodolito y un alineamiento establecido en una de les

orillas y en la sección de aforos, posteriormente se

procederá a la toma de profundidad y velocidades. (Ver

figura 1).

Las operaciones enunciadas se facilitan utilizando seNales

con banderolas, no obstante, para grandes rios es necesario

disponer de equipos de radio portátiles WALKIE TALKIE.

Banderolas

Alineamiento

tr— á /4 (AV

PR .«

ANCHO DEL RIO DURANTE EL AFORO

Bote

(A2)

( A3) r--- D2 ( B ) Sección de

A foros

Di Distancia PRA Orilla Izquierda

D2 Distancia entre

vert icol y vertical

D3 Distancio entre

PR y I ° Verticol

A Angulo 90°

Distancio Angulo

Di '4 1

D2 is 2

D 3 c<i 3 1 1

' D n "In

CO

RR

IEN

TE

(C)

Posición del Teodolito

DETERMINACION DE ANGULOS DIR

EC

CIO

N D

E

AA!

AC - Arco Tangente/1

5

ANCHO SECCION AFOROS 1

GRAFICA ILUSTRATIVA PARA UN TIPO DE AFORO

ANGULAR TEODOLITO

BASE 90 ° CON S ECCION DE AFOROS

Fig . N°1

- La serie de mediciones requiere el concurso del siguiente

personal.

- Un operador del Teodolito

- Un operador para motores fuera de borda

- Un aforador y anotador.

3. METODO ANGULAR-SEXTANTE

Es una variación simplificada del sistema anterior, la

posición del bote para cada una de las verticales de medición

se determina desde la embarcación por medio de un sextante,

' instrumento náutico para medir ángulos horizontales y

verticales -ayudado por banderolas situadas en puntos de

control en las orillas y base de referencia, cuya posición es

previamente determinada.

3.1 PROCEDIMIENTO

Como en el caso anterior es necesario:

- Definir con anticipación el ancho de la sección, la longitud

de la base de referencia, el ángulo formado, el número de

verticales y la distancia o espaciamiento entre éstas.

- Conocidos los datos anteriores se entrará a calcular

6

utilizando función tangente los diversos ángulos que

identifican cada vertical.

- Cada ángulo se llevará al sextante y de acuerdo a un método

de aproximación. Coincidencia de los puntos de control, y

desplazamiento del bote se determinará el punto de medición

de profundidades y velocidades, además de la distancia

respecto del P. R hasta cubrir la totalidad, de la sección de aforos.

7

4. AFOROS CON EL SISTEMA BOTE CAUTIVO

La instalación de tarabitas y puentes hidrométricos en todas

las estaciones resulta costosa, contribuye además a

obstaculizar la navegación fluvial.

Por tanto se recurre a instalaciones de tipo transitorio que

eliminan estos inconvenientes.

El sistema de bote cautivo consiste en tender un cable de una

orilla a otra del cauce; el dimetro y resistencia del misma

dependurZm do la longitud, velocidad de la corriente y

dimensiones del bote, este irá orientado contra la corriente y

sujeto al cable mediante una cuerda de longitud considerable

que permita disminuir las turbulencias, durante las

mediciones.

El avance de la embarcación se logra aprovechando el empuje

que el agua ejerce sobre los costados al colocarse en forma

oblicua a la dirección de la corriente. La distancia entre

verticales se controla mediante una cuerda adicional,

abscisada para tal fin, tal como lo indica la figura 2.

Cable de Sujeción Posición para mediciones

Posición de avance

Apoyos

Margen Izquierda

Molinete

Hilo de Distancia (obscisado)

Sentido de la corriente

Margen derecho

9

A p oyos

Y Molinete Escandallo

Coble de Sujeción

Cable de Retención

,Hilo de Distancias •

Malacate

Poleo

Sentido de lo corriente

A FOROS CON BOTE CAUTIVO

Figura 2

ra la toma de profundidades y velocidades se procederá COMO

los casos anteriores.

1 0

5. EJERCICIO

Calcular: el ancho de la sección, la longitud de la base de

referencia y definir una tabla de ángulos que se utilizarán

para el posicionamiento de un bote en un aforo tipo angular-

teodolito; dados los siguientes parámetros:

- Lecturas taquimbtricas para el cálculo del ancho de la

sección.

Hilo superior : 3,667

Hilo medio : 2,097

Hilo inferior : 0,523

- Veinte (20) verticales de medición, sabiendo que la

distancia de los puntos de referencia a las orillas

izquierda y derecha es de 30 y 15 mts., respectivamente.

- La base

I a sección de aforos forman un ángulo de

grados.

11

Desarrollo del ejercicio propuesto

a. Ancho de la sección.

Por taquimetria tenemos:

diferencia hilo superior - hilo medio

3,667 - 2,097 = 1,570

diferencia hiln medjo - hilo interior

2,097 - 0,523 = 1,574

diferencia: 1,574 - 1,570 = 0,004 aceptablo

Ancho: hilo superior - hilo inferior

- 0,523 = 3,144

3,144 * 100 (constante instrumento) = 314,40 m.

b. base de referencia.

Longitud aproximada = 1/3 del ancho

= 314,40 /3 = 100,00m

c. Tabla de ángulos dadas la distancia izquierda y derecha, 30

y 15 m. rspectivamente,

Ancho total de la sección entre puntos: 314,40 m.

Ancho de orilla izquierda a derecha = 314,4 - [30 +15]

= 269,40 m.

12

CALCULO DE CUALQUIER ANGULO

Ej: Angulo N° 1 y 14 • •

E o o

3.5 - 0.435 tgl‘ 1 00

o r c tg 0.435 -z 23 ° 30'

t g. o< 14 - 219 - 2.19 I00

a re tg 2.19: 65 ° 27'

Se solici tan 20 verticales de medición sobre ancho útil

269,40 / 20 = 13,47 = 13,5 m. entre cada vertical de

medición.

No.. DISTANCIA PARA TEODOLITO

1 30±13,5 43,5 23 30'

.4-13,5 57,0 29 41'

3 70,5 35 11'

4 84,0 40 01'

5 97,5 44 16'

6 111,0 47 59'

7 124,5 51 13 '

8 138,0 54 04'

9 151,5 56 34"

10 165,0 58 46'

11. 178,5 60 44"

:1.2 192,0 62 29'

13 205,5 64 03'

14 219,0 65 27"

15 ,,, .. ,-....),:: , .“., 66 43"

1.6 246 „ O 67 7

17 259, 5 68 55'

18 273,0 é.:)9 5 2 '

19 286,5 70 45 ,

20 7.00

13

BIBLIOGRAFIA

Manual de Hidrología para Hidromensores. HIMAT, 1975.

Aperiódica No. 24.

Aforos líquidos V. Curso de Capacitación Técnica en Mediciones Hidro-

lógicas- CIHRSA- 1986 Córdoba- Argentina.