Informe Obras hidraulicas

CIV 642-01

DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS

EJERCICIOS 1, 2 Y 3

RAFAEL BOBADILLA

MARTÍN DUBBÓ

MATÍAS FERNANDEZ

XAVIER ROJAS

PROFESOR:

GABRIEL CASTRO ARAYA

Fecha:  18 DE DICIEMBRE DEL 2019

INDICE

1.        INTRODUCCIÓN        3

2.        EJERCICIO 1        4

3.        EJERCICIO 2        5

3.1.        OBTENCIÓN DE DATOS        5

3.2.        AJUSTE DE DATOS A DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDAD        5

3.3.        TEST DE BONDAD        8

3.4.        PERIODOS DE RETORNO        10

4.        EJERCICIO 3        11

4.1.        Método Racional        11

4.2.        Hidrograma unitario sintético tipo Linsley        13

4.3.        Verificación mediante HEC-HMS        14

5.        REFERENCIAS        19

1. INTRODUCCIÓN

Las imágenes satelitales han sido dentro de los últimos años, la tecnología más revolucionaria que ha podido experimentar la ciencia y en efecto, la ingeniería. Gracias a la medición a través de satélites con programas potentes para el análisis de datos, se ha podido construir imágenes inteligentes de la superficie de la tierra.

En el siguiente documento, se trabajará con imágenes satelitales de la cuenca del río Copiapó, ubicado en la región de Atacama, en el norte de Chile, el cual se conforma por la confluencia de los ríos Jorquera, Pulidos y Manflas. Por medio del software QGIS se analizarán las imágenes de la zona de interés que se ubica bajo el embalse Lautaro.

1. OBJETIVOS

• Elegir una quebrada afluente al río Copiapó de no más de 25 km2 y de no menos de 5 km2
• Delimitar la cuenca aportante
• Definir parámetros principales tales como:

• Longitud del cauce principal.
• Longitud desde el centro de gravedad
• Pendiente media
• Desnivel máximo y medio
• Área

• Determinar las precipitaciones de una lluvia de diseño para los distintos períodos de retorno
• Determinar el caudal máximo de diseño para los distintos períodos de retorno

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1. EJERCICIO 1

1. Definición de Cuenca

Procedimiento:

1. Para la definición de la cuenca descargamos el ráster de Modelo de Elevación Digital de ASTER, a través de la plataforma de EarthExplorer de la NASA. (https://search.earthdata.nasa.gov/search/granules?p=C1575726572-LPDAAC_ECS&q=aster&sp=-69.83349609375%2C-27.841017795526838&m=-28.821533203125!-70.083984375!7!1!0!0%2C2&tl=1555517803!4!!).
2. Realizamos la unión de 2 imágenes, ASTGTMV003_S28W070.zip y ASTGTMV003_S28W071.zip.
3. Fill no data, es de suma importancia debido a que homogeneiza el raster de elevación, rellenando datos faltantes a través de interpolación con los de su entorno.
4. Recortamos nuestra área de estudio, debido a que la capacidad del computador no daba para analizar la extensión completa de la región.
5. Luego se Re proyectó con el comando “warp” a coordenadas UTM zona 19S, para poder obtener las mediciones en unidades del S.I., es decir, en metros.
6. Se utilizó la herramienta “Fill Sinks” de Terrain Analysis-Hidrology de SAGA, con la cual rellena los puntos más bajos de la cuenca, otorgándoles una única pendiente a todo terreno menor a 1 grado, simplificando las pendientes excesivamente detalladas (toda pendiente menor a 1grado se establece como 1 grado).
7. Se crea un nuevo ráster a partir del obtenido en el paso anterior, a través de la herramienta “r.fill.dir” con la cual se obtienen las direcciones de flujo de la cuenca.
8. Se utiliza la herramienta “r.watershed” del plugin de GRASS, con la cual se obtiene un ráster de las cuencas clasificadas.
9. Finalmente se exporta ese ráster como vector, utilizando “r.to.vect” de GRASS, obteniendo los contornos de cada cuenca. Donde escogimos la cuenca que se muestra a continuación en la figura 1.
10. Se procedió a calcular las pendientes de cada pixel del ráster de elevación, a través del comando “Slope” del módulo “terrain analysis” de QGIS.
11. Posteriormente con un polígono de la cuenca, se procedió a calcular las estadísticas zonales, utilizando el comando “Zonal Statistics”, obteniendo la media, desviación estándar y min y max de las pendientes de nuestra cuenca.

A continuación, en la Figura 1, se muestra un afluente del río Copiapó, el cual fue seleccionado de manera aleatoria, bajo el criterio de que cumpliera las superficies indicadas.  

Figura 1. Cuencas y red hidrográfica

Figura 2. Cuenca seleccionada a estudiar

Figura 3. Ráster de pendientes

1. Parámetros principales

Tabla 1. Parámetros principales de la cuenca estudiada

1. EJERCICIO 2

1. Obtención de datos

En primera instancia se obtienen los datos de la estación más cercana a la cuenca seleccionadas, que en nuestro caso es la estación de Elibor Campamento, para las máximas precipitaciones anuales en 24 horas para los últimos 30 años, de la página de la DGA. De aquí se obtiene la siguiente tabla:

Tabla 2. Precipitaciones máximas anuales en 24 horas

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