Hidrometria: determinación y medición caudal de un rio

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INDICE

I.        INTRODUCCION        1

II.        OBJETIVOS        2

2.1.        General.        2

2.2.        Específicos.        2

III.        Marco Teórico        3

3.1.        Caudal.        3

3.2.        Métodos para medir caudales.        4

3.3.        Definiciones.        4

3.4.        Cálculo del área.        5

IV.        METODO DEL CORRENTOMETRO        6

4.1.        Metodología.        6

4.2.        Datos de Campo.        8

4.3.        Cálculos de las Secciones Transversales        9

4.4.        Perfiles de las Secciones Transversales        10

V.        METODO DEL FLOTADOR        11

5.1.        Metodología.        11

5.2.        ÁREAS DE LAS SECCIONES POR EL METODO DEL FLOTADOR        13

VI.        RESULTADOS        14

6.1.        Cálculo del caudal por el método del flotador y correntómetro.        14

VII.        CONCLUSIONES        15

VIII.        BIBLIOGRAFIA        16

IX.        ANEXOS        17

X.        EVALUACION        21

1. INTRODUCCION

En el caudal de un río, es decir la cantidad de agua que fluye a través de una sección transversal, se expresa en volumen por unidad de tiempo. El caudal en un tiempo dado puede medirse por varios métodos diferentes y la elección del método depende de las condiciones de cada sitio. La función principal de la hidrometría es que provee los datos oportunos y veraces que estos una vez procesados, proporcionan información adecuada para lograr una mayor eficiencia en la evaluación y ejecución del manejo de la red hídrica. A su vez, el uso de una información ordenada permite conocer y ajustar los pronósticos de la disponibilidad de agua. Mediante el análisis de los registros de las mediciones obtenidos en campo, nos ayudara a conocer con mayor precisión los volúmenes de agua que podemos disponer durante los meses del año, estos datos son también importantes en la elaboración de balances hídricos y la distribución del agua en las comunidades, pueblos y ciudades.

La exactitud de las mediciones del caudal depende en gran parte del número de verticales en que se hagan observaciones de la profundidad y la velocidad. El ancho del cauce y la distancia entre las verticales deben ser obtenidos por mediciones hechas a partir de un punto fijo de referencia, que deberá de encontrarse en el mismo plano de la sección transversal.

En este informe, detallaremos la metodología y los procedimientos que se llevaron a cabo, mediante dos métodos tanto por correntómetro y flotador para determinar el caudal del rio Sazagua ubicado en el municipio de Jesús de Otoro, departamento de Intibucá.

1. OBJETIVOS

1. General.

• Garantizar que en la práctica de campo las medidas del caudal del rio fueron tomadas de forma correcta, para así garantizar unos resultados óptimos y fidedignos.

1. Específicos.

• Determinar el caudal de un rio en tres puntos diferentes mediante el método del flotador.
• Interpretar la función principal de la hidrometría y a su vez como proporcionan información para la evaluación y la ejecución del manejo del flujo hídrico.
• Aprender la manera correcta de medición del caudal mediante el método del correntómetro.

1. Marco Teórico

La medición del caudal de las corrientes naturales nunca puede ser exacta debido a que el canal suele ser irregular y por lo tanto es irregular la relación entre nivel y caudal. Los canales de corrientes naturales están también sometidos a cambios debidos a erosión o depósitos. Se pueden obtener cálculos más confiables cuando el caudal pasa a través de una sección donde esos problemas se han limitado.

1. Caudal.

Caudal corresponde a una cantidad de agua que pasa por un lugar (canal, tubería, entre otros) en cierta cantidad de tiempo, o sea, corresponde a un volumen de agua (litros, metros cúbicos, etc), por unidad de tiempo (segundos, minutos, horas, días, etc).

En la cualificación del caudal de agua que pasa por la sección transversal de un conducto (rio, riachuelo, canal, tubería) de agua, también se le conoce como aforo caudal de agua. Para calcular el caudal se utilizará la siguiente formula:

[pic 3]

Q=A x V

Donde:

Q= Caudal (m3/s)

A= área de la sección transversal (m2)

V= Velocidad del agua en la sección (m/s)

1. Métodos para medir caudales.

• Método volumétrico: es un método para medir el caudal de agua en arroyos muy pequeños, es la medición directa del tiempo que se tarda en llenar un recipiente de volumen conocido.

• Método velocidad/superficie: este método depende de la medición de la velocidad media de la corriente y del área de la sección transversal del canal. Una forma sencilla de calcular la velocidad consiste en medir el tiempo que tarda un objeto flotante en recorrer, corriente abajo, una distancia conocida.

1. Definiciones.

• El Caudal: Se define como el volumen de agua que pasa por la sección transversal del cauce por unidad de tiempo, y se expresa en m3/s o l/s.
• Flotador: Es un elemento ya sea natural o artificial este deberá estar en condiciones de flotar, el cual puede ser arrastrado por las aguas ya sea parcial o totalmente sumergido en ella.
• Correntómetro: Es el instrumento de precisión que mide la velocidad del agua en los puntos de medición de una sección de control, existen variedad de tipos de correntómetro de eje vertical y de eje horizontal.
• Caudal medio: Promedio de los caudales diarios en un período determinado.
• Tirante: Altura de la sección del agua de un canal o rio.
• Volumen: es la magnitud física de un cuerpo en tres dimensiones: largo, ancho y alto. Su unidad en el Sistema Internacional es el metro cúbico (m).
• Velocidad: es la distancia, longitud o largo recorrido por un objeto (en nuestro caso el agua) en un tiempo determinado.
• Tramo: es la distancia o longitud seleccionada en el río o quebrada donde se realiza el aforo.
• Sección: corte imaginario transversal sobre el ancho de la quebrada o río donde se hace la medición del área.

1. Cálculo del área.

Se calcula el área de la sección transversal del rio a medir, a través del siguiente procedimiento:

Paso 1. La sección transversal del rio en donde se va a realizar el aforo se divide en varias subsecciones, como se observa en la imagen:

El número de subsecciones dependen del caudal estimado que podría pasar por la sección.

[pic 4]Paso 2. El ancho superior de la sección transversal (superficie libre de agua) se divide en tramos iguales, cuya longitud es igual al ancho superior de la sección transversal dividido por el numero de secciones calculadas.

Luego para determinar el área de la sección transversal, se suman las áreas obtenidas en cada subsección. A1+A2+A3+A4+An=AT

Para calcular la velocidad se puede utilizar los métodos:

1. Método del correntómetro
2. Método del flotador

1. METODO DEL CORRENTOMETRO

1. Metodología.

Como bien sabemos, para una adecuada medición debemos de tener nuestra área de trabajo sin ninguna obstrucción, ya que este nos puede dar un dato erróneo y puede inferir con el correntómetro, sin que la hélice no tenga ninguna obstrucción y gire libremente.

El caudal no debe de tener mucha turbulencia. El ancho del cauce puede que sobrepase las dimensiones del correntómetro.

• Para realizar este método necesitaremos dos cabuyas graduadas cada metro, con estacas colocada a 10 metro de distancia de una de la otra.
• Para los métodos primeros procederemos a medir las secciones de ambas cabuyas y anotarlas para posterior mente hacer el cálculo del área que los servirá para el cálculo del aforo.

Para la medición por el método del correntómetro.

• Correntómetro
• Hojas de campo
• Tablero
• Lápiz

Procedimiento:

• Paso 1.

Para encenderlo podemos utilizar cualquier botón.

• Paso 2.

Introducimos el correntómetro en el rio, verificando que la hélice quede en dirección al curso de agua.

• Paso 3.

Ya listo nuestra herramienta de medición pulsamos el botón de” Reset “para así poder empezar a tomar nuestras medidas de velocidad y altura.

• Paso 4.

Lo anotamos en nuestra hoja de campo los datos recolectados para así poder procesarlos al momento de hacer nuestros cálculos.

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