PRECIPITACION ASPECTOS HIDRAULICOS

12 de julio de 2016

PRECIPITACION ASPECTOS HIDRAULICOS

El pluviómetro mide la precipitación acumulada entre un cierto intervalo de tiempo de lectura generalmente 24 horas y el pluviografo registra una gráfica o pluviograma que es la altura de la lluvia acumulada de acuerdo al tiempo.

Intensidad de lluvia y duración.- la intensidad se define como la altura de lluvia acumulada por unidad de tiempo usualmente en milímetros por hora mientras que la duración es un intervalo de tiempo generalmente en minutos.

Dado que la lluvia varia con el tiempo la intensidad depende del intervalo de tiempo considerado o duración por lo que para calcular la intensidad de lluvia es preciso conocer el pluviograma de una tormenta a partir de este se define una duración por ejemplo 10 minutos para ubicar en un segmento de la curva con dicha duración. La magnitud del desnivel del segmento de curva (mm) dividida entre la duración predefinida convertida en horas dará como resultado la intensidad de lluvia en milímetros/hora  para dicha duración en particular por lo que nos interesa localizar el segmento de curva con mayor desnivel o pendiente para obtener la intensidad máxima de lluvia para la duración seleccionada en una tormenta en particular.

DISTRIBUCION ESPACIAL Y TEMPORAL DE LA LLUVIA

la variación espacial de la lluvia se puede conocer a partir de la comparación de los registros de lluvia de pluviómetros y pluviografos mientras que la variación temporal es representada por los pluviógrafos por lo que él estudia de drenaje se basa en el análisis de los registros de precipitación de una o varias estaciones climatológicas dependiendo del tamaño de la cuenca de estudio.

ANALISIS DE REGISTRO DE LA PRECIPITACION

• Tamaño de la cuenca .- esta indicara cuantas estaciones climatológicas se encuentran dentro de la cuenca y por ende con cuentos registros se cuentan, se recomienda usar todos los que se ubiquen dentro de la zona y aquellos que se encuentren cerca del parteaguas.

PRECIPITACION MEDIA

Es el cociente de dividir  el volumen total de agua generado por una tormenta entre el área de la cuenca y es equivalente a suponer una distribución uniforme de lluvia sobre toda la cuenca por lo que la altura del agua será la misma en cada punto de la cuenca.

CALCULO DE LA PRECIPITACION MEDIA

Se dispone de 3 métodos

1. METODO ARITMETICO.- se obtiene dividiendo la suma de las alturas de lluvia registrada en todas las estaciones cercanas y dentro de la cuenca entre el número de estaciones.

[pic 1]

Pi=altura de la precipitación en cada estación

n=número de estaciones

1. POLIGONOS DE TIESSEN.- primero se obtiene el área tributaria de cada estación empleando polígonos y se calcula la lluvia como un promedio pesado de la siguiente manera

1. unir mediante líneas rectas dibujadas en un plano las cuencas de las estaciones más próximas entre si y con ello formar triángulos en cuyos vértices se ubica la estación.
2. trazar perpendiculares mediatrices a los lados de los triángulos.
3. cada estación pluviografica o pluviométrica quedara rodeada por las líneas rectas trazadas en el paso anterior y en algunos casos por el parteaguas de la cuenca formando asi los polígonos de tiessen, el área encerrada por este polígono es el área de influencia de la estación.

26 de julio de 2016

DETERMINACION DE PERDIDADAS

La determinación de las pérdidas se hace restando el volumen llovido al volumen de escurrimiento directo

[pic 2]

Todo evaluado en m3 .

El volumen llovido se calcula multiplicando la precipitación media de la cuenca por su área para calcular el volumen de escurrimiento directo es necesario analizar primero el hidrograma para separar el escurrimiento directo del base de esta forma el escurrimiento directo será igual al área bajo de la curva del hidrograma, los criterios más comúnmente utilizados son:

1. criterio de la capacidad de infiltración media
2. criterio del coeficiente de escurrimiento

CRITERIO DE LA CAPACIDAD DE INFILTRACION MEDIA

Este criterio parte de la suposición de que el suelo tiene un capacidad de infiltración constante durante toda la tormenta de manera que siempre que llueve con una intensidad menor a dicha capacidad se infiltra todo lo que llueve y cuando llueve con una intensidad mayor que la capacidad de infiltración la diferencia escurre.

Para calcular la capacidad de infiltración se utiliza el siguiente procedimiento:

1. del hidrograma de la avenida se separa el gasto base y se calcula el volumen de escurrimiento directo.
2. Se calcula la altura de la lámina de lluvia en exceso dividiendo el volumen de escurrimiento directo entre el área de la cuenca.
3. Se supone un valor  de índice de infiltración constante en el hietograma de la tormenta y se determina la altura de la lámina de lluvia en exceso, si esta altura es igual a la calculada en el inciso anterior el valor de índice de infiltración es correcto, si no se propone otro y se repite el calculo

CRITERIO DE COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO

En este se supone que las pérdidas son proporcionales a la intensidad de la precipitación de tal manera que el volumen escurrido es igual al producto del volumen llovido por un coeficiente llamado coeficiente de escurrimiento.

[pic 3]

Se evalúa en m3

Tormentas con periodo de retorno de 5 a 10 años.

ESTIMACION DE GASTOS PLUVIALES

Los métodos utilizados tienen como finalidad estimar la avenida que se producirá en una tormenta en una cuenca cuando se cumplan alguna de las siguientes condiciones.

1. La cuenca de estudio esta urbanizada y es relativamente chica de manera que se considera que no es necesaria la simulación detallada de su funcionamiento mediante modelos matemáticos esto incluye subcuencas asociadas a un sistema principal.
2. La cuenca se drena de forma natural.

Los caudales de aportación de agua pluvial dependen de múltiples factores siendo los más importantes el A=área por drenar la f=forma del área por drenar la s=pendiente del terreno la i= intensidad de lluvia y el coeficiente de permeabilidad o coeficiente de escurrimiento

[pic 4]

METODO RACIONAL

Es posiblemente el método más antiguo de la relación lluvia escurrimiento su origen se remonta a 1851 debido a su sencillez es el más utilizado está basado en considerar que:1.-sobre el área estudiada se tiene una lluvia uniforme durante cierto tiempo, 2.- de manera que el escurrimiento en la cuenca se establece, 3.- asi se mantiene un gasto constante en la descarga.

Este método permite determinar el gasto máximo provocado por una tormenta suponiendo que esto se alcanza cuando la intensidad de lluvia es aproximadamente constante durante cierta duración que se considera es igual al tiempo de concentración de la cuenca.

[pic 5]

Qp=gasto pico en m3*s

C=coeficiente de escurrimiento

I=intensidad media de la lluvia para una duración igual al tiempo de concentración de la cuenca expresada en mm*h

A=área de la cuenca en km2

0.278= factor de conversión de unidades.

El tiempo de concentración para un punto dado se define como el tiempo que tarda una gota de agua en viajar desde el punto más alejado de la cuenca hasta la salida de esta y se calcula con la siguiente formula.

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