Mujeres Trabajadoras

LABORATORIO Nº2

CALCULO DE AFORO O CAUDAL EN LABORATORIO

I. INTRODUCCIÓN

En forma clásica, se define la hidrometría como la parte de la hidrología que tiene por objeto medir el volumen de agua que pasa por unidad de tiempo dentro de una sección transversal de flujo.

La hidrometría aparte de medir el agua, comprende también el planear, ejecutar y procesar la información que se registra de un sistema de riego, sistema de una cuenca hidrográfica, sistema urbano de distribución de agua. En el contexto del ingeniero agrícola, la hidrometría tiene dos propósitos generales

a) Conocer el volumen de agua disponible en la fuente (hidrometría a nivel de fuente natural).

b) Conocer el grado de eficiencia de la distribución (hidrometría de operación.

II. OBJETIVOS

Objetivo general

Conocer el grado de eficiencia de la distribución (hidrometría de operación)

Tener conocimiento curso de práctica en laboratorio de hidráulica y canales

Objetivo especifico

Tener conocimiento del cálculo medida de caudal en laboratorio

III. MARCO TEORICO

En forma clásica, se define la hidrometría como la parte de la hidrología que tiene por objeto

medir el volumen de agua que pasa por unidad de tiempo dentro de una sección transversal de

flujo.

La hidrometría aparte de medir el agua, comprende también el planear, ejecutar y procesar la

información que se registra de un sistema de riego, sistema de una cuenca hidrográfica, sistema

urbano de distribución de agua. En el contexto del ingeniero agrícola, la hidrometría tiene dos

propósitos generales Conocer el volumen de agua disponible en la fuente (hidrometría a nivel de

fuente natural).

SISTEMA HIDROMÉTRICO.

Es el conjunto de pasos, actividades y procedimientos tendientes a conocer (medir, registrar,

calcular y analizar) los volúmenes de agua que circulan en cauces y canales de un sistema de

riego, con el fin de programar, corregir, mejorar la distribución del agua. El sistema hidrométrico

tiene como soporte físico una red hidrométrica.

Red Hidrométrica.

Es el conjunto de puntos de medición del agua estratégicamente ubicados en un sistema de riego,

de tal forma que constituya una red que permita interrelacionar la información obtenida.

Puntos de Control.

Son los puntos donde se registran los caudales que pasan por la sección.

Los puntos de control son de gran variedad de tipos, como: estaciones hidrométricas en el río, la

presa de almacenamiento, las compuertas de la estructura de captación o de toma, las obras de

toma del canal principal, las caídas, vertedero, medidor Parshall, etc.

REGISTRO.

Dependiendo de la ubicación del punto de control, los registros obtenidos son:

o Registro de los caudales en ríos de la cuenca hidrográfica.

o Registro de salidas de agua de los reservorios.

o Registro de caudales captados y que entran al sistema de riego.

o Registro de distribución de caudales de agua en canales del sistema de riego.

o Registro de caudales entregados para el riego en parcela.

REPORTE.

Es el resultado del procesamiento de un conjunto de datos obtenidos, en el cual normalmente una

secuencia de caudales medidos se convierte en un volumen por período mayor ( m3/día, m3/mes,

etc..

MEDICIÓN DE AGUA.

La medición del caudal o gasto de agua que pasa por la sección transversal de un conducto (río,

riachuelo, canal, tubería) de agua, se conoce como aforo o medición de caudales. Este caudal

depende directamente del área de la sección transversal a la corriente y de la velocidad media del

agua.

La fórmula que representa este concepto es la siguiente:

Q = A x V (1)

Donde:

Q = Caudal o Gasto.

A = Área de la sección transversal.

V= Velocidad media del agua en el punto.

IMPORTANCIA

a. Dotar de información para el ajuste del pronóstico de la disponibilidad de agua.

Mediante el análisis estadístico de los registros históricos de caudales de la fuente (río, aguas

subterráneas, etc.), no es posible conocer los volúmenes probables de agua que podemos

disponer durante los meses de duración de la campaña agrícola. Esta información es de suma

importancia para la elaboración del balance hídrico, planificación de siembras y el plan de

distribución del agua de riego.

b. Monitorear la ejecución de la distribución. La hidrometría proporciona los resultados

que nos permiten conocer la cantidad, calidad y la oportunidad de los riegos; estableciendo si los

caudales establecidos en el plan de distribución son los realmente entregados y sobre esta base

decidir la modificación del plan de distribución, en caso sea necesario.

c. Además de los anteriormente la hidrometría nos sirve para determinar la eficiencia en el

sistema de riego y eventualmente como información de apoyo para la solución de conflictos.

El siguiente gráfico muestra la ubicación y la relación de la hidrometría con la rutina de

operación del sistema.

LA HIDROMETRÍA EN LA OPERACIÓN DEL SISTEMA DE RIEGO

MEDICIÓN DE AGUA

Métodos de Medición

1. Velocidad y sección

2. Estructuras Hidráulicas

3. Método volumétrico

4. Método químico

5. Método combinado. Calibración de compuertas

Velocidad y sección.

Los métodos de aforo basados con este método son los mas empleados; se requiere medir el área de la

sección transversal del flujo de agua y la velocidad media de este flujo.

Q = A x v

Donde:

Qes el caudal del agua.

A es área de la sección transversal del flujo de agua.

v es la velocidad media del agua.

Generalmente el caudal Q se expresa en litros por segundo (L / s) o en metros cúbicos por segundo m3/s.

En la ecuación si Q el caudal se expresa en m3/s, A se expresa en m2 y v en m / s, V se expresa en m3 y

T que es el tiempo en seg.

Es fácil convertir m3/s a L / s, sabiendo que un m3 equivale a 1,000 litros.

L / s, se puede expresar también como LPS (litros por segundo).

El problema principal es medir la velocidad media en los canales o causes ya que la velocidad varia en los

diferentes puntos al interior de una masa de agua.

Los métodos mas conocidos de aforos de agua son los siguientes:

a. Método del correntómetro.

b. Método del Flotador.

c. Método usando dispositivos especiales tales como: vertederos y canaletas (parshall,

trapezoidal, sin cuello, orificio, etc.).

Para la medición del agua existen varios métodos, siendo los mas utilizados el método del correntómetro

y el método del flotador.

MÉTODO DEL CORRENTÓMETRO.

En este método la velocidad del agua se mide por medio de un instrumento llamado correntómetro que

mide la velocidad en un punto dado de la masa de agua.

Existen varios tipos de correntómetros, siendo los mas empleados los de hélice de los cuales hay de varios

tamaños; cuando más grandes sean los caudales o más altas sean las velocidades, mayor debe ser el

tamaño del aparato.

Cada correntómetro debe tener un certificado de calibración en el que figura la formula para calcular la

velocidad sabiendo él numero de vueltas o revoluciones de la hélice por segundo. Estos correntómetros se

calibran en laboratorios de hidráulica: una formula de calibración es la siguiente

v = a n + b

Donde:

V es la velocidad del agua, en m / s

n es él numero de vueltas de la hélice por segundo.

a el paso real de la hélice en metros.

b la llamada velocidad de frotamiento en m / s

Como el Correntómetro mide la velocidad en un punto, para obtener la velocidad media de un curso de

agua se deben en ciertos casos, medir la velocidad en dos, tres o más puntos, a diversas profundidades a

lo largo de una vertical y a partir de la superficie del agua.

Las profundidades en las cuales se mide las velocidades con el correntómetro en función de la altura del

tirante de agua d.

Tirante de agua ( d ) Profundidad de lectura del Correntometro

Cm cm

< 15 d / 2

15 < d < 45 0,6 d

> 45 0,2 d y 0.8 d o

0.2 d, 0.6 d y 0.8 d

Conocidas las profundidades se calcula el área de la sección transversal, la que se utilizara para él calculo

del caudal

Donde:

V velocidad determinada con el correntómetro

A Área de la sección transversal

Q = v x A

En el formato 1 se registran los datos de campo, y en el Anexo se muestra un ejemplo del.

3.1.1.2. Método Del Flotador

El método del flotador se utiliza cuando no se tiene equipos de medición y para este fin se tiene que

conocer el área de la sección y la velocidad del agua, para medir la velocidad se utiliza un flotador con el

se mide la velocidad del agua de la superficie, pudiendo utilizarse como flotador cualquier cuerpo

pequeño que flote: como un corcho, un pedacito de madera, una botellita

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