Metodologia para Calculo de Caudales Metodo Racional y Huellas Maximas

 

METODOLOGIA PARA CALCULO DE CAUDALES

 

CUADAL 



Podemos definir al caudal, como el volumen de agua que circula por el cauce de un río en un lugar y tiempo determinados. Nos referimos referimos fundamenta fundamentalmente lmente al al volumen hidráulico producido por la escorrentía de una cuenca hidrográfica que confluye a un cauce. Suele medirse en m³/seg

 



Los caudales están condicionados por el aporte de la precipitación en el tiempo, además de la magnitud de las lluvias, el caudal esta influenciadnoos spoolro leas teolpcoaguradfaíla sdineol etenrreelntoiecmupyoa de concentración, el tipo y uso del suelo también genera una influencia dentro de la producción del terreno.

 



Lluvias muy intensas provocan caudales altos en ugrnaandceusenpcuaedpeenquseñr al,luevniastadnetomqeuneorenintceunesnidcaads pero de una duración mayor y que cubran una mayor área de la cuenca

 

METODOS PARA LA ESTIMACION DE CAUDALES  AFOROS  CALCULOS NUMERICOS DE ESTIMACION DE CAUDALES.

 

AFOROS 

 





Aforar es medir un caudal. En hidrología pueden ser necesarios medir desde pequeños caudales (unos pocos litr li troos/ s/se seg. g.)) has asta ta gr graand ndees rí ríos os co conn ca caud udaale less de ce cennte tene nera rass o miles de m³/seg. Dis isti tinngui uimo moss do doss ti tippos de afo foro ross AFOROS DIRECTOS: Con algún aparato o procedimiento medi me dimo moss di dire rect ctam amen ente te el ca caud udal al.. A imaomsoes lenl icvaeulddael.l agFuOaRO enS eINl DcaIRuEcCeT, OySa OpaCrtOirNTdeINl UnOivSe:l M esetdim Para medir el caudal diariamente o de modo continuo en diversos puntos de una cuenca se utilizan los aforos inddir in irec ecto tos, s, po porr es esoo ta tam mbi biéén se le less de deno nomi minna co cont ntiinu nuos os..

 

METODOS DE ESTIMACION DE CAUDALES METODOS Se tomaran en cuanta tres métodos para la estimación de caudales y estos dependerán de la disponibilidad de datos en el área de estudio, así como de las dimensiones de la cuenca. METODO RACIONAL METODO DEL HIDROGRAMA H IDROGRAMA UNITARIO UNITARIO METODO DE HUELLA MAXIMA

 

METODO RACIONAL 

Este método asume que el máximo porcentaje de escurrimiento de una cuenca pequeña, ocurre cuando la totalidad de tal cuenca está contribuyendo al escurrimiento, y que el citado porcentaje de escurrimiento igual a un porcentaje de la intensidad de lluvia promedio; lo anterior se es expresa mediante la siguiente formula:



=

     ∗ ∗ .6



Q= caudal máximo en m³/seg.



Ce= Coeficiente de escurrimiento, adimensional



I = Intensidad máxima de lluvia para un período de retorno dado, mm/h



Ac= Área de la cuenca Km²

 

COEFICIENTE DE INFILTRACION 

Debido a que cuando llueve, un porcentaje del agua se evapora, infiltra o es absorbido por áreas jardinizadas, el coeficiente de escorrentía que se toma en consideración para los cálculos hidráulicos es un porcentaje del agua total llovida. El valor de este coeficiente depende del tipo de superficie que se este analizando. Mientras más impermeable sea la superficie, mayor será el valor del coef co efic icie ient ntee de es esco corr rren entí tía. a.

 

TABLA DE VALORES DE COEFICIENTES DE ESCORRENTIA

 

DETERMINACION DE CAUDAL CUENCA RIO SECO 

DETERMINACION DE AREA DE ESTUDIO DE CUENCA DEL RIO SECO:

 

CALCULO DE INTENSIDAD DE LLUVIA 

Las curvas Intensidad – Duración – Frecuencia (IDF) son curvas que resultan de unir los puntos representativos de la intensidad media en intervalos de diferente período deduración, retorno. y correspondientes todos ellos a una misma frecuencia o



El análisis se ha realizado para 23 estaciones ubicadas en diferentes cuencas del país.



Las curvas DIF están asociadas a 8 períodos de retorno: 2, 5, 10, 20, 25, 30, 50 y 100 años.

 

En donde el valor de t se tomara el valor del tiempo de concentración de la cuenca la determinamos según la formula de KIRPICH descrita a continuación:

 =

1 0 ∗ . 513 ∗  .8

En donde: tc= ´Tiempo de concentración en minutos L= Longitud del cauce principal en metros H= Desnivel del cauce en metros

 

REALIZACION DE CALCULOS 

ESTIMAMOS UNA LONGITUD DEL CAUCE PRINCIP PRINCIPAL AL DE 3,191 METROS



ALTURA MAXIMA DEL CAUCE PRINCIPAL 2358 msm



ALTURA MINIMA DEL CAUCE PRINCIPAL 2323 msm



Encontrar tiempo de concentración.



Determinar valor de intensidad de lluvia



Determinación de coeficiente de escorrentía



Calculo de caudal método racional.

 

METODO DE LAS HUELLAS MAXIMAS 

Este método se utiliza para estimar el gasto máximo que se presentó durante una avenida reciente, en un río donde no se cuenta con ningún otro tipo de aforo. Para su aplicación se requiere contar la topografía de un tramo de cauce y las marcas del nivelsolamente máximo del aguacon durante el paso de una avenida.

 



Según la formula de Maning, la velocidad es:  

 

=

 ∗

2



   ∗  2



DONDE:



n es el coeficiente de rugosidad de Manning



R es el radio hidráulico



S es la pendiente media de la sección del cauce principal

 



De la ecuación de continuidad



Q=V*A



De las don ecuaciones anteriores encontramos la expresión: 

2 



 =      ∗    ∗ 2 

 

EJEMPLO DE UTILIZACION

 

PUNTO DE ESTUDIO: Puente sobre la 26 PUNTO Av. zona 7

 

EJEMPLOS DE HUELLAS MAXIMAS