Hidrología Analítica y previsión de caudales (Casos Prácticos)
Diego PalmaTarea15 de Febrero de 2022
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Ejercicio 1: Calculo de Precipitación Neta
Se ha registrado el hietograma que aparece en la columna P (precipitación en mm) sobre una cuenca cuya superficie se distribuye así:
- 20% rocas impermeables con pendiente del 5%
- 50% cereales de invierno, pendiente del 2 %, suelo tipo C
- 30 % bosque muy claro, en suelo tipo B
Se cuenta con los valores de P (mm) para cada hora de registro, expresados en la siguiente tabla:
Tabla 1: Valores de Precipitación expresada en mm.
Horas | P (mm) |
1,0 | 5,0 |
2,0 | 23,0 |
3,0 | 17,0 |
4,0 | 34,0 |
5,0 | 21,0 |
6,0 | 28,0 |
7,0 | 2,0 |
8,0 | 6,0 |
9,0 | 0,0 |
10,0 | 0,0 |
11,0 | 0,0 |
- Obtención del valor de umbral de escorrentía (P0) consultando las tablas que aparecen en la Instrucción 5.2-IC (MOPU, 1990) y tomando la media ponderada se obtiene el valor de P0:
% | Uso de la tierra | Pendiente (%) | Características Hidrológicas | Grupo de suelo | P0 (mm) |
20 | rocas impermeables | 5 | - | - | 2 |
50 | cereales de invierno | 2 | - | C | 14 |
30 | bosque muy claro | - | - | B | 7 |
Tabla 2: Valores de P0 basados en la Instrucción 5.2-IC (MOPU, 1990).
[pic 1]
12.5[pic 2]
- Corrección del P0 según el grado de humedad previo del suelo, tomando en cuenta que los días previos fueron secos.
[pic 3]
[pic 4]
- Calculo de la Precipitación Neta (Pn)
- A partir de los datos de precipitación (P), se calcula la precipitación acumulada (∑P).
- Si ∑P es menor que la abstracción inicial, entonces la Precipitación neta acumulada, ∑Pn, es 0. Si la precipitación total caída hasta el momento (∑P) supera la abstracción inicial, aplicaremos la fórmula:
[pic 5]
- siguiente columna, simplemente restando cada valor de la columna ∑Pn del anterior:
- Las abstracciones se obtienen como la diferencia entre la precipitación total y la precipitación neta.
- Calculada la precipitación neta acumulada (∑Pn), hay que desacumular estos datos en la siguiente columna.
Tabla 3: Cálculo de la precipitación neta.
Horas | P (mm) | ∑P | ∑Pn | Pn | Abstracciones | Pn/P (%) | % Abstracciones |
1,0 | 5,0 | 5 | 0,0 | 0,0 | 5,0 | 0,0 | 100,0 |
2,0 | 23,0 | 28 | 0,0 | 0,0 | 23,0 | 0,0 | 100,0 |
3,0 | 17,0 | 45 | 1,6 | 1,6 | 15,4 | 9,5 | 90,5 |
4,0 | 34,0 | 79 | 12,9 | 11,3 | 22,7 | 33,2 | 66,8 |
5,0 | 21,0 | 100 | 23,5 | 10,6 | 10,4 | 50,3 | 49,7 |
6,0 | 28,0 | 128 | 40,4 | 16,9 | 11,1 | 60,3 | 39,7 |
7,0 | 2,0 | 130 | 41,7 | 1,3 | 0,7 | 65,1 | 34,9 |
8,0 | 6,0 | 136 | 45,6 | 4,0 | 2,0 | 66,2 | 33,8 |
9,0 | 0,0 | 136 | 45,6 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
10,0 | 0,0 | 136 | 45,6 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
11,0 | 0,0 | 136 | 45,6 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
[pic 6]
Gráfico 1: Hietograma de la precipitación y abstracciones de una cuenca
En la gráfica 1, se puede observar que en las primeas 6 horas de precipitación se producen las mayores abstracciones, esto nos indica que gran parte de la precipitación se absorbe y no alcanzan a contribuir como aporte a los cauces naturales.
Ejercicio 2: Realización de Hidrogramas Sintéticos y Aplicación del Método Racional
Tenemos una cuenca con las siguientes características:
Superficie: 18 km2
Cota máxima: 912 m
Cota mínima: 836 m
Longitud del cauce: 5,8 km
Se produce una precipitación uniforme de 1,5 horas en las que se recogen 3mm de P neta. Calcular el hidrograma generado (triangular y adimensional del SCS).
El primer paso es calcular el tiempo de concentración por medio de la fórmula de Kirpich:
[pic 7]
[pic 8]
[pic 9]
Tc: Tiempo de concentración
L: Longitud del cauce
S: Pendiente media (m/m)
Hidrograma Triangular:
Es simplificar la forma del hidrograma con la forma de triángulo (Gráfico 2), para ello debemos considerar los 3 puntos que formaran la figura:
Tiempo de la punta (horas):
[pic 10]
[pic 11]
Tiempo Base (horas):
[pic 12]
[pic 13]
Caudal de la punta (m3/s):
[pic 14]
[pic 15]
Tc: tiempo de concentración (horas)
D: Duración de la precipitación neta (horas)
P: precipitación neta (mm)
A: superficie de la cuenca (km2)
Hidrograma adimensional SCS
Se representan tomando el caudal (Qp) como unidad de caudal y el tiempo en el que se presenta la punta (tp) como unidad de tiempo.
En la cuenca se produce una precipitación uniforme de 1 hora en las que se recogen 5L/m2 de P neta.
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