Analisis de Maximas Avenidas
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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ANÁLISIS DE MÁXIMAS AVENIDAS
ASIGNATURA: ASIGNATURA: TACNA – PERU HIDROLOGIA 2015
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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA TACNA FACULTAD DE INGENIERIA Contenido
pág. Resumen ............................................ ................................................................... .............................................. .....................................3 ..............3 Introducción .................................................................................................4 1.
2.
3. 4. 5. 6.
OBJETIVOS.............................................................................................5 1.1............................................................ Objeti!" #e$e%&'e" 5 1.2.................................... 1.2.......................................................... ...................... Objeti!" e"(e)i*)!" 5 C+LCULO DEL GASTO ,+-I,O O DE LA AVENIDA ,+-I,A .......6 2.1...................................................................... Ge$e%&'i.&.e" 6 2.2...................................................... O%i#e$ .e '&" &e$i.&" 7 2.3.F&)t!%e" /e i$e$ e$ '& 3!%4&)i$ .e '&" &e$i.&" 7 2.4..................................... I4(!%t&$)i& .e '&" (%e.i))i!$e" 9 2.5............. ,6t!.!" )!4$e" .e (%e.i))i$ .e &e$i.&" 9 2.6. De*$i)i!$e" #e$e%&'e" e$ e' te4& .e '& &e$i.& 478i4& 10 2.7. De*$i)i!$e" #e$e%&'e" e$ e' te4& .e '& &e$i.& 478i4& 10 ,9TODOS DE ESTI,ACIN DE LAS AVENIDAS ,+-I,AS........16 CONCLUSIONES.............................................. ..................................................................... .....................................40 ..............40 RECO,ENDACIONES ..........................................................................41 BIBLIOGRAFIA.....................................................................................42
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RESU,EN
El presente estudio, denominado “ESTUDIO DE MÁXIMAS AVENIDAS EN LAS CUENCAS DE LA VETIENTE DEL !AC"#ICO $ CUENCAS DE LA COSTA SU%, tiene &omo o'(eti)o prin&ipal estimar los &audales e*tr e*trem emos os o &a &aud udal ales es de m+ m+*i *ima mass a)en a)enid idas as en los los ros ros de la Vertiente del !a&-&o Sur . disponer de /erramientas 0ue permitan esta es ta'l 'le& e&er er los los &a &aud udal ales es de dise dise1o 1o para para el dime dimens nsio iona nami mien ento to ade&uado de las in2raestru&turas /idr+uli&as . de una plani-&a&i3n /idrol34i&a ade&uada5 !ara es !ara esti tima marr los los &a &aud udal ales es de &re& &re&id idas as m+ m+*i *ima mass de los los e)en e)ento toss /idrol34i&os . su 2re&uen&ia, se utili6aron t7&ni&as estadsti&as5 #inalmente &on la estima&i3n de estos &audales en los ros de la &osta sur del !er8 se 'us&a pre)enir los desastres al interior de las &uen&as5
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INTRODUCCION El o'(e o'(eto to del del pres presen ente te es es esti tima marr la ma ma4n 4nit itud ud de los los &a &aud udal ales es m+*imos 0ue &on una &ierta pro'a'ilidad se presentaran en las di2erentes &uen&as en estudio9 &on el -n de esta'le&er un plan de pre)en&i3n en las 6onas 6onas inunda'les5 En la ela'ora&i3n del estudio se /a apli&ado t7&ni&as de &+l&ulo /idr /idrom omet eteo eoro rol3 l34i 4i&o &o de a)en a)enid idas as,, 'asa 'asado do en la simu simula la&i &i3n 3n del del pro&eso pre&ipita&i3n$es&orrenta pre&ipita&i3n$es&orrenta a partir de los datos de llu)ia so're la &uen&a . de las &ara&tersti&as 2si&as de la misma5
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1;OBJETIVOS 1;1;OBJETIVO GENERAL ________________________ •
Des&ri'ir, e)aluar . &uanti-&ar los pro&esos /idrol34i&os en perodos de a)enidas en las &uen&as de la )ertiente del !a&-&o en la 6ona Sur del pas5
1;2;OBJETIVOS ESPECi.%!'#i)!" son a0uellos &omo los desli6amientos de laderas, &omo es el &aso de la De2ensa ri'ere1a del ro se&o en Ta&na @de la &ual in&lusi)e se /i6o una pel&ula, 2orma&i3n de 'arreras naturales en ros . los 4la&iales5 !or 8ltimo, las o'ras arti-&iales en la &uen&a, l34i&amente modi-&an las a)enidas, pudiendo ser sus e2e&tos positi)os o ne4ati)os9 dentro de las o'ras arti-&iales se tienen; &ulti)os . 'os0ues, puentes, em'alses, en&au6amientos, et&5
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2;?;I4(!%t&$)i& .e '&" (%e.i))i!$e"; _____________________________________
En la a&tualidad, la predi&&i3n /idrol34i&a es uno de los aspe&tos m+s importantes de la llamada :idrolo4a Apli&ada5 Las predi&&iones /idrol34i&as son de )ital importan&ia en &one*i3n &on la re4ula&i3n ra&ional del es&urrimiento normal . e*traordinario @a)enidas, el rie4o, los suministros de a4ua pota'le . la 4enera&i3n de ener4a el7&tri&a5 Los a)isos o predi&&i3n de a)enidas son importantsimos en &ual0uier parte donde las a)enidas &ausan da1os materiales a po'la&iones ur'anas, rurales . en la &onstru&&i3n de o'ras HIDROLOGIA: ANÁLISIS DE MÁXIMAS AVENIDAS
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/idr+uli&as . donde desor4ani6an las a&ti)idades normales . amena6an la )ida /umana5 !or 8ltimo, &on)iene desta&ar la 4ran importan&ia 0ue tienen las predi&&iones de a)enidas, &on el o'(eto de utili6ar ade&uadamente los )ol8menes . planear la polti&a de opera&i3n de las &ompuertas para el me(or &ontrol5 !or otra parte, la e)a&ua&i3n de los 4astos de'e &oordinarse &on los des2o4ados por otros em'alses de la &uen&a . &on los .a &ir&ulantes en los tramos de ro no &ontrolado, para 0ue no se produ6&an 4astos superiores a los naturales, de'ido a la simultaneidad de los )ertidos, lo anterior, se podr+ lle)ar a &a'o si se dispone de un 'uen sistema de pron3sti&o de las a)enidas5
2;5;,6t!.!" )!4$e" &e$i.&";
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(%e.i))i$
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____________________________________________________
En resumen, el &ono&imiento anti&ipado de las a)enidas, permite utili6ar el inter)alo de tiempo 0ue trans&urre entre la predi&&i3n . su lle4ada, para alertar a la po'la&i3n . adoptar medidas de se4uridad, &on lo &ual se e)itan o &ontrarrestan los da1os5 !or otra parte, la e-&a&ia de la predi&&i3n es 2un&i3n de su pre&isi3n &uantitati)a . de la anti&ipa&i3n &on la 0ue se da el a)iso5 Am'as &ara&tersti&as de la predi&&i3n dependen de la naturale6a de los datos utili6ados o de apo.o, pudiendo ser @e*&lu.endo el r74imen ni)oso; @5 En &ual0uier a1o la pro'a'ilidad es K5K>5 Sur4e una pre4unta; Cual es la pro'a'ilidad de 0ue se presente di&/o &audal durante los pr3*imos n a1os; !ro'a'ilidad de 0ue un su&eso de periodo de retorno T se presente este a1o; 1T 5
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!ro'a'ilidad de 0ue un su&eso de periodo de retorno T NO se presente este a1o; 11T 5 !ro'a'ilidad de 0ue un su&eso de periodo de retorno T NO se presente en dos a1os; @ 11T @ 11T; !ro'a'ilidad de 0ue un su&eso de periodo de retorno T NO se presente en n a1os; @ 11T n; !ro'a'ilidad de 0ue un su&eso de periodo de retorno T SI se presente en n a1os; 111T n; Enton&es la pro'a'ilidad de 0ue si se presente al4una )e6 un su&eso /idrol34i&o &on periodo de retorno de T durante los pr3*imos n a1os se denomina ies4o5
Tr; !eriodo de etorno5 n !eriodo de )ida de dise1o de la estru&tura5
# HIDROGRA,A UNITARIO: Un /idro4rama de es&urrimiento de una tormenta en un punto dado, resultado de un a&onte&imiento aislado de pre&ipita&i3n en e*&eso, o&urriendo dentro de un tiempo unitario . distri'uido en 2orma uni2orme en la &uen&a5 > HIDROGRA,A UNITARIO SINT9TICO: :idro4rama unitario 'asado en e*presiones 0ue rela&ionan &ara&tersti&as 2si&as de la &uen&a &on sus aspe&tos 4eom7tri&os5 i TIE,PO DE CONCENTRACIN: !erodo de tiempo ne&esario para 0ue el es&urrimiento de una tormenta Bu.a desde el punto m+s ale(ado de la &uen&a de drena(e a la salida de la misma5 j PROBABILIDAD: La pro'a'ilidad de o&urren&ia de un 2en3meno en /idrolo4a puede &itarse de )arias 2ormas; El e)ento /idrol34i&o posee una pro'a'ilidad de o&urren&ia del >5 HIDROLOGIA: ANÁLISIS DE MÁXIMAS AVENIDAS
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El e)ento /idrol34i&o se presenta una )e6 &ada i.%!'!#i)!": Se deermina ,idro!rama de e$corren(a $u"er)cial en "uno de de$a!9e de una cuenca+ a "arir de ,idro!rama$ corre$"ondiene$ a ormena$ caracer($ica$ ca(da$ $o&re la mi$ma*
idro!rama de escorrent"a directa
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#omponentes del $idro!rama :idro4rama de a)enida se di)ide en; $ $
Es&orrenta dire&ta5 #lu(o 'ase5 #lu(o 'ase;
Contri'u&i3n de a4ua su'terr+nea a &orriente5 elati)amente m+s importante en &uen&as 4randes
Separa&i3n de Bu(o 'ase M7todo ; E*tender re&esi3n del Bu(o 'ase, 'a(o el pi&o, lue4o del punto de inBe*i3n5
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Hi.%!#%&4& .e &e$i.&
De*$i)i$ .e >i.%!#%&4& $it&%i!
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:idro4rama de es&orrenta dire&ta 0ue resulta de < pul4ada @3 < &m de e*&eso de pre&ipita&i3n, 0ue o&urre uni2ormemente so're &uen&a durante una dura&i3n espe&-&a de tiempo5
De%i&)i$ .e UH Separar Bu(o 'ase para determinar /idro4rama de a)enida •
Determinar )olumen de /idro4rama de a)enida en l+mina @&m di)idiendo total de es&orrenta dire&ta por +rea de
•
&uen&a Di)idir ordenadas de /idro4rama por l+mina de es&orrenta
•
dire&ta Determinar dura&i3n se48n /ieto4rama
De%i&)i$ .e UH: ____________________
• •
• •
Separar Bu(o 'ase para determinar /idro4rama de a)enida5 Determinar )olumen de /idro4rama de a)enida en l+mina @&m di)idiendo total de es&orrenta dire&ta por +rea de &uen&a5 Di)idir ordenadas de /idro4rama por l+mina de es&orrenta dire&ta5 Determinar dura&i3n se48n /ieto4rama5
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DEFINICIONES: ____________________
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Tr; dura&i3n de llu)ia5 Tp; tiempo entre mitad de llu)ia . el instante de pi&o5 Tp; instante de pi&o Tp = tr / 2+ tp
HIDROGRA,A UNITARIO SINTETICO: Cuando no se &uenta &on datos para ela'ora&i3n del :U, puede o'tenerse un :U estimado o :U sint7ti&o, mediante los m7todos; F :US de Sn.der F :US SCS Sn.der de-ni3 el /idro4rama unitario est+ndar &omo a0uel &u.a dura&i3n de llu)ia tr est+ ela&ionada &on el retardo de &uen&a tp por; Tp J5J tr
HUS DE SNKDER: HIDROLOGIA: ANÁLISIS DE MÁXIMAS AVENIDAS
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HIDROGRA,A DEL SCS M7todo sint7ti&o desarrollado para pe0ue1as &uen&as rurales en EUA5 #ormas de /idro4rama; trian4ular @simpli-&ado . adimensional Ampliamente utili6ado en &uen&as ur'anas5
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!; llu)ia total !e; llu)ia e*&edente Ia; in-ltra&i3n ini&ial #a; in-ltra&i3n antes de ini&io de es&orrenta super-&ial dire&ta S; in-ltra&i3n poten&ial m+*ima
FIGURA SCS HIDROLOGIA: ANÁLISIS DE MÁXIMAS AVENIDAS
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Com'inando am'as e&ua&iones . despe(ando !e;
Estudiando resultados de di)ersas &uen&as, SCS tiene la si4uiente rela&i3n; Ia K,>RS Su'stitu.endo en e&ua&i3n anterior;
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Se plotea )alores de ! . !e para di)ersas &uen&as, SCS &onstru.e &ur)as mostradas en -4ura;
SCS &re3 un par+metro adimensional denominado CN @“&ur)a n8mero%, 0ue posee las si4uientes propiedades; 0 CN M 100 para +reas impermea'les CN &al&ulado X> ta'ulado, NO se re&/a6a la :o5 La muestra posi'lemente 2ue e*trada de la po'la&i3n men&ionada5 La suma de n )aria'les aleatorias @6i independientes &ada una de ellas &on distri'u&i3n normal, N@K,K a1os es re&omenda'le apli&ar el m7todo um'ell .a 0ue este m7todo utili6a las pro'a'ilidades5 !ara datos ma.ores de >K a1os de o'ser)a&iones es re&omenda'le el m7todo Lo45 !earson III, .a 0ue &al&ula &on ma.or e*a&titud los datos de des&ar4a5 Es importante el estudio /idrom7tri&o de las des&ar4as, puesto 0ue &on esos datos, lo4ramos dise1ar de manera 3ptima nuestras o'ras /idr+uli&as de pro.e&tos de in4eniera5 Es importante . ne&esaria la implementa&i3n de esta&iones de a2oro, o la reali6a&i3n de a2oros en las &uen&as . su'&uen&as para tener la posi'ilidad de &omparar los )alores o'ser)ados &on los simulados, de manera 0ue los modelos se puedan &ali'rar para ade&uarlos a las &ondi&iones del medio5 De'ido a 0ue las tormentas en el !er8 tienen una dura&i3n menor a las >P /oras . no e*istiendo /asta la 2e&/a un per-l de tormenta dise1ado para el !er8 se re&omienda in)esti4ar a&er&a de los per-les de tormenta para el !er85 Es ne&esario &ontar &on in2orma&i3n m+s detallada . pre&isa de las &ara&tersti&as
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prin&ipales de la 6ona de estudio a ni)el de su'&uen&as5
@;BIBLIOGRAFIA •
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#undamentos de /idrolo4a de super-&ie9 #ran&is&o `5 Apari&io Mi(ares9 Ed5 Limusa5 !ro&esos del Ci&lo :idrol34i&o9 D5 #5 Campos Aranda9 Uni)ersidad Aut3noma de San Lus !otos5 :idrolo4a Apli&ada9 Ven T5 C/o_ . L5 ]5 Ma.s9 Ed5 M&ra_ :ill5
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