RÍO HIGUERAS OK.pdf

I.  I. 

INDICE INTRODUCCIÓN  INTRODUCCIÓN  ..................................................................................................................... 3

II.

OBJETIVO ............................................................................................................................... OBJETIVO ............................................................................................................................... 3 2.1. Objetivo General ........................ .......................... .......................... ......................... ........... 3 2.2. Objetivo Específicos............................................................................................................. 3

III.

MEMORIA DESCRPTIVA  DESCRPTIVA  ..................................................................................................... 4

3.1.

ASPECTOS GENERALES  GENERALES  ................................................................................................... 4

3.1.1.

Ubicación y accesos ......................... .......................... ......................... .................... 4

3.2.

LIMITES Y EXTENSIÓN:  EXTENSIÓN:   ................................................................................................... 7

3.3.

FISIOGRAFÍA:.................................................................................................................. FISIOGRAFÍA:.................................................................................................................. 7

3.4.

TOPOGRAFÍA: ................................................................................................................. TOPOGRAFÍA: ................................................................................................................. 8

3.5.

SISTEMA HIDROGRÁFICO: .............................................................................................. HIDROGRÁFICO: .............................................................................................. 8

3.6.

APLICACIÓN DEL MÉTODO DE FLOTADORES .................................................................. FLOTADORES .................................................................. 9

3.7.

DATOS OBTENIDOS EN CAMPO: ................................................................................... CAMPO: ................................................................................... 11

3.8.

PROCESAMIENTO PROCESAMIENTO DE DATOS DA TOS ........................................................................................  ........................................................................................ 12

3.9.

CALCULOS:  CALCULOS:  ................................................................................................................... 13



Calculo de las velocidades, velocidad promedia. ......................................................... promedia. ......................................................... 13



CALCULO DE LAS ÁREAS Y ÁREA PROMEDIA ................................................................ PROMEDIA ................................................................ 14



Calculo del perímetro mojado y perímetro mojado promedio......................... promedio ......................... ............ 14



Calculo de caudal  caudal  ......................................................................................................... 14



Calculo del radio hidráulico .......................................................................................... hidráulico .......................................................................................... 14



Calculo del tirante hidráulico ....................................................................................... hidráulico ....................................................................................... 15



Calculo de número de Reynolds ................................................................................... Reynolds ................................................................................... 15



Calculo del coeficiente “N”  .......................................................................................... 15



Calculo del pendiente “S”  ............................................................................................ 16

3.10.

CORRECCIÓN DE CÁLCULOS:..................................................................................... CÁLCULOS:..................................................................................... 16



Velocidad con datos reales del campo. ........................................................................ campo. ........................................................................ 16



Calculo de las constantes “K”, las velocidades corregidas y la velocidad promedia ..... 17



Calculo del caudal corregido  corregido  ........................................................................................ 17



Calculo del radio hidráulico .......................................................................................... hidráulico .......................................................................................... 18



Calculo del tirante hidráulico ....................................................................................... hidráulico ....................................................................................... 18 1



Calculo de número de Reynolds corregido ................................................................... corregido ................................................................... 18



Calculo del coeficiente “N”  .......................................................................................... 18



Calculo del pendiente “S” corregido  ............................................................................ 19

IV.

CONCLUCIONES  CONCLUCIONES  ............................................................................................................... 19

V.

RECOMENDACIONES............................................................................................................ RECOMENDACIONES............................................................................................................ 20

VI.

ANEXOS  ANEXOS  ........................................................................................................................... 21

2

I.

INTRODUCCIÓN La medida de caudal se puede realizar de diferentes maneras y cada una con ventajas y/o desventajas en particular, en este caso se realizó la medida del caudal de l rio Higueras ubicado en al margen derecho de la ciudad de la ciudad de Huánuco con la técnica denominada “Medida del caudal por medio de Flotadores”; es un procedimiento simple y con un margen de error

minúsculo, considerable en el aprovechamiento de sus datos, actualmente, los flotadores rara vez son usados para mediciones precisas debido a muchas causas de errores (causas perturbadoras como los vientos, irregularidades del lecho del curso del agua, etc.). Son sólo empleados para determinaciones rápidas y a falta de otros recursos, en el presente informe se dará a conocer los conceptos básicos, procedimientos, cálculos y resultados respectivos a la práctica dando como producto el caudal.

II.

OBJETIVO 2.1. Objetivo General 

Poner en práctica los temas desarrollados en clase, empleando el método de los flotadores

2.2. Objetivo Específicos   

Determinar el gasto del fluido mediante el método de los flotadores Determinar el radio y el tirante hidráulico del canal ancho (río Higueras) Determinar el tipo de flujo, aplicando la fórmula del número de Reynolds.

3

III.

MEMORIA DESCRPTIVA 3.1.

ASPECTOS GENERALES 3.1.1. Ubicación y accesos

A. Ubicación A.1. Ubicación Hidrográfica Según la clasificación establecido por la Autoridad Nacional del  Agua, el trabajo se encuentra en la región hidrográfica de  Amazonas ;

unidad hidrográfica de  Intercuenca

Alto Marañón V ,

Nº

121, código 49899.

Imagen N° 1. Ubicación del trabajo en la Unidad hidrográfica del Perú

Intercuenca Alto Marañón

4 Fuente: Autoridad Nacional del Agua

A.2. Geográfica La ubicación geográfica de los puntos de captación de agua de los manantiales se indica en el siguiente cuadro:

Tabla N° 1. Puntos de aforo del río Higueras Rio higueras

Coordenadas UTM, Datum WGS84 Zona 18 Sur Este (m) Norte (m) Altitud (m.s.n.m.) 360802.44 8901427.2 1925

Fuente: Elaboración propia

A.3. Ubicación Política Region

:

Huánuco

Departamento

:

Huánuco

Provincia

:

Huánuco

Localidad

:

Yacutoma

Imagen N° 2. Ubicación Política

5 Fuente: Elaboración propia

Imagen N° 2. Ubicación del tramo donde se realizó el aforo en el río Higueras

Ubicación del aforo  – recreo Yacutoma Fuente: Mapa de la provincia de Huánuco (20 k)

Imagen N° 3. Ubicación del tramo donde se realizó el aforo en el río Higueras

Ubicación del aforo  – recreo Yacutoma

Fuente: Mapa de la provincia de Huánuco (20 k)

6

B. Accesos Tabla N°02. Accesos donde se realizó el aforo en el río Higueras Ruta Huánuco – La laguna La laguna - Yacutoma

Vía de Acceso

Distancia (Km)

Tiempo (Hrs.)

Pavimento Asfaltado

2.15 10.0

0.20 0.35

Fuente: Elaboración propia

3.2.

LIMITES Y EXTENSIÓN: La cuenca del río Higueras está ubicada en la vertiente oriental de la cordillera de los Andes del Perú. Comprendida entre los paralelos 09°48’ y 10°09’ de L.S y los meridianos 76°14’39’’ y 76°30’ de Longitud Oeste, referidos al meridiano de Greenwich. Forma parte de la Gran cuenca del río Huallaga y pertenece al distrito de Riego Alto Huallaga de la Región Agraria VII- Huánuco. La cuenca pertenece al departamento de Huánuco, provincia de Huánuco, abarcando la totalidad del distrito de Yarumayo, gran parte de los distritos de Margos, Chaulan, Huancapallac y una pequeña extensión de los distritos de Huánuco y Jacas Chico (provincia de Dos de Mayo).

Limites:    

Norte: cuenca del río Conchumayo Sur: cuenca del río Cayrán y Huertas Oeste: cuenca del río Marañon Este: Rio huallaga.

La cuenca tiene una extensión de 720 km 2 equivalente a 72000 Ha. Para fines de estudio la cuenca si ha dividido en 5 subcuencas: Kotosh, Huancapallac, Chullay, Margos y Chaulán. Donde realizamos el aforo pertenece a la subcuenca de Kotsh.

3.3.

FISIOGRAFÍA: La cuenca casi en su totalidad pertenece al sistema montañoso, a excepción del valle Higueras que tiene la característica de Llanura  Aluvial.

7

Colinas en altura (Mc) _______45%   Laderas montañosas (ML) _____23% media Quebradas montañosos (MQ) ___15%

 

parte alta y



3.4.



Cerros altos (MA) _____________13%



Llanura Aluvial (LA) ___________4%

parte baja

TOPOGRAFÍA: Desembocadura del río Higueras al río Huallaga___1950 msnm. Nacimiento de las tributarias del río Higueras_____4463msnm. 





3.5.

Parte alta: desde ligeramente ondulada y colinada, laderas, quebradas, afloramiento rocosos (Chaulan, Margos y Huancapallac). Parte media: domina las quebradas, laderas de fuertes pendientes( Chullay y Huancapallac) Parte baja: suave topografá largo y estrecho, limitada por laderas de fuertes pendientes.

SISTEMA HIDROGRÁFICO: Formado por los siguientes ríos: Milpo y Niño Yarumayo que forman el río Cozo, éste a su vez confluye con el Mito para dar origen al río Higueras. El recorrido del curso principal incluye los ríos Milpo, Cozo e Higueras, cuya longitud total es de 50.7 Km y una pendiente 0.045. La cuenca se incia en la cota 4463 msnm. Su sistema hidrográfico tiene una densidad de drenaje de 0-67 Km/Km2 y una frecuencia de 0.31 ríos/km2. Caudal promedio anual de 6.2 m3/seg.

8

Imagen N° 4. Delimitación de la microcuenca del Higueras

Ubicación donde se realizó el aforo

Fuente: Estudio de la cuenca del río Higueras  Huanuco  – 

Imagen N° 5. Vista del río Higueras en la parte baja

Fuente: Elaboración propia

3.6.

APLICACIÓN DEL MÉTODO DE FLOTADORES 

MATERIALES:

Se utilizó los siguientes materiales:

- Cinta métrica -  Cordel 9

-  Mira -  Botella -  Cámara

wincha

Botellas de plástico



Mira

Cordel

Cámara

Procedimiento:

Se tomó las siguientes medidas:  Medida

del ancho del primer tramo del rio (indicando a cada

1.50mcon una cinta).  La

altura en cada cinta señalada (primer tramo). 10

 Medida

20m rio abajo para escoger el segundo tramo.

 Medida

del ancho del segundo tramo (indicando a cada

1.50mcon una cinta).  La

altura en cada cinta señalada (segundo tramo).

 Tiempo

en que las botellas llegan del primer punto al segundo

(veinte pruebas), para poder hallar las velocidades.

3.7.

DATOS OBTENIDOS EN CAMPO: Tabla N°03. PRIMERA SECCIÓN PROGRESIVAS

MEDIDAS NVEL DEL AGUA

0+000.00 0+001.50 0+003.00 0+004.50 0+006.00 0+007.50 0+009.00 0+010.50 0+012.15

0.000 0.125 0.100 0.250 0.350 0.465 0.520 0.875 0.000

Fuente: Elaboración propia

Tabla N°04. SEGUNDA SECCIÓN PROGRESIVAS

MEDIDAS NVEL DEL AGUA

0+000.00

0.000

0+001.50

0.280 0.185

0+003.00 0+004.50

0.305

0+006.00

0.290

0+007.50

0.285

0+009.00

0.375 0.290

0+010.50 0+012.00

0.285

0+013.50

0.310

0+015.40

0.000

Fuente: Elaboración propia

11

Tabla N°04. Datos tomados en campo del tiempo en que demora pasar la botella en un tramo de 20 m

3.8.

numero

Longitud (m)

Tiempo (seg)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20

26.11 25.73 25.00 24.43 23.56 24.24 25.37 23.49 23.44 28.24 26.86 28.19 26.45

14

20

25.54

15 16 17 18

20 20 20 20

25.34 25.41 23.57 28.76

19

20

24.04

20

20

28.29

Fuente: Elaboración propia

PROCESAMIENTO DE DATOS

Imagen N° 6. Vista transversal de la sección 1, en el corte A-A. En el tramo donde realizamos el aforo

Fuente: Elaboración propia

12

Imagen N° 7. Vista longitudinall de la sección 2, en el corte B-B. En el tramo donde realizamos el aforo

Fuente: Elaboración propia

3.9.

CALCULOS:

Velocidad

•

V= Velocidad

V= 

T= Tiempo

 

D= Distancia

Calculo de las velocidades, velocidad promedia.

numero 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

longitud 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20

tiempo 26.11 25.73 25.00 24.43 23.56 24.24 25.37 23.49 23.44 28.24 26.86 28.19 26.45

velocidad 0.766 0.777 0.800 0.819 0.849 0.825 0.788 0.851 0.853 0.708 0.745 0.709 0.756

14

20

25.54

0.783

15 16 17 18

20 20 20 20

25.34 25.41 23.57 28.76

0.789 0.787 0.849 0.695

19

20

24.04

0.832

20

20

28.29 sumatoria de velocidades Velocidad promedia

número de elementos

20

0.707 15.690

0.784m/s 13



CALCULO DE LAS ÁREAS Y ÁREA PROMEDIA

sección A

área 4.0931

sección B

3.9695

 AREA PROM

4.0313m2



Calculo del perímetro mojado y perímetro mojado promedio

sección A sección B PMD PP MOJADO



perímetro 24.5807 30.8642 27.7225m

Calculo de caudal

Q  = Caudal  = ∗

caudal Q Q Q



velocidad*área 0.784 4.031 3.161 3.161m3/seg

Calculo del radio hidráulico RH =

radio hidráulico R R

V = velocidad

 

RH = Radio hidráulico P = Perímetro

área/perímetro mojado 4.0313 27.2275 0.148m

14



Calculo del tirante hidráulico TH =



Q= Tirante hidráulico



A = Área b = Ancho de la superficie

tirante hidráulico D D



área/ancho superficial 4.0931 12.15 3.9695 15.4 D MED

0.337 0.258 0.297m

Calculo de número de Reynolds

Re = Numero de Reynolds Re =

∗ 

L = longitud Vc = Viscosidad cinemática V = Velocidad

Dato: -

Viscosidad cinemática del agua T 20° Longitud velocidad

= 1.011 ∗ 10−6  m2/seg = 20m = 0.784m

Según los cálculos hallados es flujo TURBULENTO, debido a que cumple el sig uiente parámetro RE≥10000 

Calculo del coeficiente “N” n0 = Superficie del canal n1 = Irregularidad N = (n0 + n1+ n2+ n3+ n4+ n5)

n2 = variación de la sección n3 = Efecto de obstrucción n4 = Vegetación n = Intensidad de meandros

15

COEFICIENTE n n0 0.027 n1 0.01 n2 0.013 n3 0.05 n4 0.008 m5 1 N total 0.108



Calculo del pendiente “S”

=

 2/3 /2 

3.10. CORRECCIÓN DE CÁLCULOS: k= V /Vms K = CONSTANTE V = VELOCIDAD PROMEDIO Vm = VELOCIDAD PROMEDIO DE LA SECCION



Velocidad con datos reales del campo.

numero 1 2 3 4 5 6

longitud 20 20 20 20 20 20

tiempo 26.11 25.73 25 24.43 23.56 24.24

velocidad 0.766 0.777 0.800 0.819 0.849 0.825

número de elementos

16

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20

25.37 23.49 23.44 28.24 26.86 28.19 26.45 25.54 25.34 25.41 23.57 28.76 24.04 28.29

0.788 0.851 0.853 0.708 0.745 0.709 0.756 0.783 0.789 0.787 0.849 0.695 0.832 0.707 15.690

Vpromedia



0.784m/seg

Calculo de las constantes “K”, las velocidades corregidas y la

velocidad promedia constante K

velocidad con error

número de elementos

0.977 0.991 1.020 1.044 1.083 1.052 1.006 1.086 1.088 0.903 0.950 0.905 0.964 0.999 1.007 1.004 1.082 0.887 1.061 0.902 VELOCIDAD

0.748 0.771 0.816 0.855 0.919 0.868 0.793 0.925 0.929 0.640 0.707 0.642 0.729 0.782 0.795 0.790 0.918 0.617 0.883 0.637 15.764

20

CORREGIDA PDM 

0.788m/seg

Calculo del caudal corregido

17

caudal Q Q Q



velocidad área 0.788 4.031 3.177

Calculo del radio hidráulico

radio hidráulico R R



área/perímetro mojado 4.0313 27.2275 0.148m

Calculo del tirante hidráulico

tirante hidráulico D D 

3.177m3/seg

área/ancho superficial 4.0931 12.15 3.9695 15.4 D MED

0.337 0.258 0.297m

Calculo de número de Reynolds corregido

Dato: -

Viscosidad cinemática del agua T 20° Longitud velocidad

= 1.011 ∗ 10−6  m2/seg = 20m = 0.788m

Según los cálculos hallados es flujo TURBULENTO, debido a que cumple el siguiente parámetro RE≥10000 

Calculo del coeficiente “N”

COEFICIENTE n n0 0.027 n1 0.01 n2 0.013 n3 0.05 n4 0.008 m5 1 N total 0.108

18



Calculo del pendiente “S” corregido

IV.

CONCLUCIONES 4.1.



Generales

El método de flotadores es un método sencillo que nos permitió calcular el caudal con un error no muy grande, utilizando para ello un cronómetro y un flotador visible (botella de plástico) Actualmente, los flotadores rara vez son usados para mediciones precisas debido a muchas causas de errores (causas perturbadoras como los vientos, irregularidades del lecho del curso del agua, etc.).

4.2.

Específicos



El gasto del río Higueras 3.177m3/seg



El radio y el tirante hidráulico del canal ancho ( río Higueras) son: 0.148m y 0.297m , respectivamente.



Según los cálculos hallados es flujo TURBULENTO, debido a que cumple el siguiente parámetro RE≥10000 .

19

V. 

RECOMENDACIONES Tanto aguas abajo como aguas arriba, la estación de aforo debe estar libre de la influencia de puentes, presas o cualquier otras construcciones que puedan afectar las mediciones.



El cauce del tramo recto debe estar limpio de malezas o matorrales, de piedras grandes, bancos de arenas, etc. para evitar imprecisiones en las mediciones de agua. Estos obstáculos hacen más imprecisas las mediciones en épocas de estiaje.



Para lograr un mejor cálculo del área de la sección transversal se deberá contar con una cinta métrica que se encentre en buen estado



Para lograr una mejor medición de la velocidad se deberá corregir por el factor de corrección que en este caso será 0.17.

20

VI.

ANEXOS

1. La ruta de la plaza de Huánuco a la laguna

2. La ruta de la laguna a yacutoma

21

3. Vista del rio (Higueras) en el que se realizara el aforo.

4. Se realizó la medida del ancho del rio en el primer tramo.

22

5. Medida de las alturas a cada 1.50m

6. Medición 20m rio abajo

23

7. Medición del ancho del 2 tramo

8. Envío de las botellas tramo a tramo para poder hallar la velocidad de acuerdo al tiempo en que demora en llegar.

24

9. Medición del tiempo que transcurrió en llegar en segundos.

10.

Medición de las alturas a cada 1.50m del segundo tramo

25