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  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    1/83

    TRABAJO DE DRENAJES

    Presentado a:

    BERNARDO DIAZIngeniero Civil

    PRESENTADO POR:

    YANNY CHAVEZ

    CAROLINA CASTRO DIAZRONALD ALBERTO TRIANA PEDRAZA

    ESCUELA DE INGENIEROS MILITARESESP. DISEO DE VIAS Y AEROPISTAS

    BOGOT D.C.

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    TRABAJO DE DRENAJES

    Presentado a:

    BERNARDO DIAZIngeniero civil

    PRESENTADO POR:

    YANNY CHAVEZ

    CAROLINA CASTRO DIAZRONALD ALBERTO TRIANA PEDRAZA

    ESCUELA DE INGENIEROS MILITARESESP. DISEO DE VIAS Y AEROPISTAS

    BOGOT D.C.

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    INTRODUCCIN.

    El presente informe pretende analizar informacin hidrolgica con la finalidad de generar dimensiones de estructuras hidrulicasutilizadas en las vas. Para lo anterior se tiene registros de estaciones en las cuales se puede analizar informacin como caudalesy precipitacin, la cual es detallada por diversas metodologas con la finalidad de escoger la ms apropiada.

    Con el presente trabajo tambin se quiere profundizar y analizar la influencia de los anlisis hidrolgicos en el predimensionamiento de estructuras hidrulicas.

    .

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    1.APLICACIN DE MTODOS ESTADISTICOS EJERCICIO 1.

    1.1.

    Datos de Anlisis Municipio de Maicao

    I D E A M - INSTITUTO DE HIDROLOGIA, METEOROLOGIA Y ESTUDIOS AMBIENTALESSISTEMA DEINFORMACION

    VALORES MXIMOS MENSUALES DE CAUDALES (m3/seg) NACIONAL AMBIENTAL

    FECHA DE PROCESO: 2004/03/11ESTACION: 1506706EJEMPLO EL

    LATITUD 1107NTIPOEST LM

    DEPTO LAGUAJIRA

    FECHA-INSTALACION1976-DIC

    LONGITUD 7235W

    ENTIDAD

    01IDEAM MUNICIPIO MAICAO FECHA-SUSPENSION

    ELEVACION 300 m.s.n.m.

    REGIONAL 05 MAGDALENA CORRIENTE TABACO EL

    AOEST

    ENT

    ENERO

    *FEBRE

    RO*

    MARZO

    *ABR

    IL*

    MAYO

    *JUNIO

    *JULI

    O*

    AGOSTO

    *SEPTIEM

    BRE*

    OCTUBRE

    *NOVIEM

    BRE*

    DICIEMBRE

    *VR

    ANUAL

    1978 2 01 0.36 0.024 0.02418.6 8 1.26

    3.942

    1.74 8.52 6 0.588 1.662 41.43 8 0.786 41.43

    1979 2 010.21

    6 0.114 0.0480.162

    2.226

    22.37

    0.408 0.162 8.568 25.362 8.904 15.06 25.362

    1980 2 01 1.56 0.222 0.120.138

    0.222

    0.192

    0.048 0.732 0.486 42.6 8 5.076 4.008 42.6

    1981 1 010.19

    2 17.4 8 2.55626.4 8 26.4 8 4.32 6

    26.4 8 3.12 4.08 8 4.2 8 2.346 4.08 26.4

    1982 2 01 6.72 6 0.426 0.3660.246 2.04 6 1.5 6

    9.54 6 9.6 6 4.08 6 2.6712 1.62 0.6408 9.6

    1983 2 010.40

    80.136

    8 5.04 62.28 5.94 1.98

    0.18 5.94 0.1368 0.9 0.384 0.06 8 5.94

    1984 2 010.03

    6 0.018 0.0240.03

    0.072 0.84

    2.802 0.258 4.14 7.44 44.88 9.24 44.88

    1985 2 010.40

    8 0.048 0.09610.2

    2.172 0.18

    0.096 0.096 0.192 4.14 7.44 38.58 8 38.58

    1986 2 010.32

    4 0.228 0.1323.63

    1.944

    5.742

    0.18 2.328 22.074 52.8 8 2.478 0.528 3 52.8

    1987 2 010.22

    8 0.312 0.0960.408

    17.26 4.62 8

    11.82 6 33.96 0.342 16.998 5.478 34.17 34.17

    1988 1 010.25

    8 0.168 0.1681.11

    1.356

    22.07 8

    0.288 7.056 20.898 14.244 8 4.764 1.908 22.068

    1989 2 011.60

    2 0.666 0.3840.168 0.18

    0.108

    8.34 8 0.192 31.818 8 13.44 8 25.716 8 23.964 31.818

    1990 2 010.33

    6 0.222 0.128.532 8

    23.38 8

    0.528

    0.402 0.24 16.86 8 17.886 8 4.752 0.816 23.376

    1991 2 010.25

    5 0.15 0.1650.055

    0.195

    0.055

    0.195

    0.0984 0.15 0.15 0.195 0.351 0.354

    1992 2 01 0.21 8 0.132 0.150.036 8

    0.318 8

    0.288

    0.27 0.096 8 0.222 14.94 6 20.964 8 15.948 8 20.964

    1993 2 01 0.12 6 0.54 6.12 65.52 6 18 8

    1.308

    5.52 5.52 2.76 0.294 3.54 0.582 18

    1994 2 010.11

    4 0.024 0.0180.072

    0.072

    0.024 1.086 8 7.14 8 5.652 8 2.82 8 7.14

    1995 1 010.24

    6 0.096 0.3240.834

    2.136

    3.192

    11.4 24.27 8 13.86 8 7.89 8 2.514 8 0.174 24.27

    1996 2 010.14

    4 0.126 0.1140.078 4.71

    0.174

    0.804 0.27 15.948 8 13.758 8 12.828 8 13.344 8 15.948

    1997 2 01 0.84 0.216 0.2280.192

    0.108 0.57

    0.18 0.072 0.132 3 3.405 3 0.57 0.06 3.408

    1998 2 010.01

    8 3 0.018 0.0060.39 12.2 0.39

    0.252 0.348 0.12 0.144 0.84 4.968 12.204

    1999 2 010.14

    4 0.114 0.1141.08

    0.156

    0.168

    0.078 0.144 3 0 0 0 0 1.08

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    MEDIOS 0.7 1.0 0.7 3.6 5.6 3.4 3.9 4.9 6.8 11.5 9.2 7.8 4.9MAXIM

    OS 6.72 17.4 6.1226.4 26.4

    22.37

    26.4 33.96 31.818 52.8 44.88 38.58 52.8

    MINIMOS

    0.018 0.018 0.006

    0.03

    0.072

    0.024

    seco seco 0 0 0 0 seco

    DESVIACION ESTANDAR 15.197

    MEDIA (PROMEDIO) 22.836COEFICIENTE DEASIMETRIA 0.243

    DESVIACION ESTANDAR 15.197

    VARIANZA230.94

    2MEDIA ARITMETICA(PROMEDIO) 22.836COEFICIENTE DEVARIACIN 0.665

    NUMERO DE DATOS 22

    1.2.

    Estadstica de los datos

    DESVIACION ESTANDAR 15.197

    MEDIA (PROMEDIO) 22.836

    COEFICIENTE DE ASIMETRIA 0.243

    DESVIACION ESTANDAR 15.197

    VARIANZA 230.942

    MEDIA ARITMETICA (PROMEDIO) 22.836

    COEFICIENTE DE VARIACIN 0.665

    NUMERO DE DATOS 22.000

    1.3.

    Anlisis de los datos por la metodologa Weibull

    AOVr. Max Anual

    (m3/s)

    Vr. Max AnualOrdenado

    (m3/s)m

    PROBABILIDAD(m/n+1)

    WeibullTr=(n+1)/m

    (PERIODO DERETORNO)

    1978 41.43 52.8 1 0.0434783 23.00

    1979 25.362 44.88 2 0.0869565 11.50

    1980 42.6 42.6 3 0.1304348 7.67

    1981 26.4 41.43 4 0.1739130 5.75

    1982 9.6 38.58 5 0.2173913 4.60

    1983 5.94 34.17 6 0.2608696 3.831984 44.88 31.818 7 0.3043478 3.29

    1985 38.58 26.4 8 0.3478261 2.88

    1986 52.8 25.362 9 0.3913043 2.56

    1987 34.17 24.27 10 0.4347826 2.30

    1988 22.068 23.376 11 0.4782609 2.09

    1989 31.818 22.068 12 0.5217391 1.92

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    AO Vr. Max Anual Vr. Max Anual m PROBABILIDAD Weibull

    1990 23.376 20.964 13 0.5652174 1.77

    1991 0.354 18 14 0.6086957 1.64

    1992 20.964 15.948 15 0.6521739 1.53

    1993 18 12.2 16 0.6956522 1.44

    1994 7.14 9.6 17 0.7391304 1.351995 24.27 7.14 18 0.7826087 1.28

    1996 15.948 5.94 19 0.8260870 1.21

    1997 3.408 3.4 20 0.8695652 1.15

    1998 12.204 1.1 21 0.9130435 1.10

    1999 1.08 0.354 22 0.9565217 1.05

    1.4.

    Anlisis de los datos por la metodologa Gumbell

    Yn= 0.5368

    De la tabla 3.5 para 22

    datos.n= 1.0754

    TrK (registro 20

    datos)

    Q mx =Qm+K *Sa

    (m3/s)

    5 0.896 36.446

    10 1.593 47.051

    25 2.475 60.450

    50 3.129 70.390

    100 3.778 80.256

    1.5. Anlisis de los datos por la metodologa Log Pearson III

    Media: (PROMEDIO) 22.84

    Numero de datos: 22.00

    Desviacin Estndar Sy o Sx= 0.49

    Coeficiente de Asimetra (Cs) = -1.389

    AOVr. Max Anual

    (m3/s)Vr. Max Anual

    Ordenado (m3/s)Y=LOG X

    LOG 10(Vr MaxAnual ordenado)

    (Y-Y TRAZO )^2 (Y-Y TRAZO )^3

    1978 41.43 52.8 1.6173 0.1815 0.0773

    1979 25.362 44.88 1.4042 0.0453 0.0096

    1980 42.6 42.6 1.6294 0.1919 0.0841

    1981 26.4 41.43 1.4216 0.0530 0.0122

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    AO Vr. Max Anualm3 s

    Vr. Max AnualOrdenado m3 s

    Y=LOG XLOG 10 Vr Max

    (Y-Y TRAZO )^2 (Y-Y TRAZO )^3

    1982 9.6 38.58 0.9823 0.0437 -0.0091

    1983 5.94 34.17 0.7738 0.1743 -0.0728

    1984 44.88 31.818 1.6521 0.2123 0.0978

    1985 38.58 26.4 1.5864 0.1561 0.0616

    1986 52.8 25.362 1.7226 0.2823 0.1500

    1987 34.17 24.27 1.5336 0.1172 0.0401

    1988 22.068 23.376 1.3438 0.0232 0.0035

    1989 31.818 22.068 1.5027 0.0969 0.0302

    1990 23.376 20.964 1.3688 0.0315 0.0056

    1991 1 18 0.0000 1.4193 -1.6908

    1992 20.964 15.948 1.3215 0.0169 0.0022

    1993 18 12.204 1.2553 0.0041 0.0003

    1994 7.14 9.6 0.8537 0.1140 -0.0385

    1995 24.27 7.14 1.3851 0.0375 0.0073

    1996 15.948 5.94 1.2027 0.0001 0.0000

    1997 3.408 3.408 0.5325 0.4340 -0.2860

    1998 12.204 1.08 1.0865 0.0110 -0.0012

    1999 1.08 0.354 0.0334 1.3407 -1.5524

    SUMA = 26.209 4.987 -3.069

    Y TRAZO= 1.191

    Tr PK (de cuadro 3.8)

    Log Q mx = Xtrazo +K*Sx Q (m3 /s)

    5 0.200 0.830 1.596 39.42690

    10 0.100 1.040 1.698 49.90318

    25 0.040 1.080 1.718 52.19402

    50 0.020 1.270 1.810 64.59666

    100 0.010 1.200 1.776 59.71703

    1.6.

    Detalle de resultados metodologa Gumbell,Weibull y Log Pearson 3

    P de Retorno Log Pearson III Gumbel Weibull

    Tr Q (m3 /s)Q mx = Qm+K

    *Sa (m3/s)Q (m3 /s)

    5 39.4269 36.446 34.00

    10 49.90318 47.051 46.00

    25 52.19402 60.45 62.00

    50 64.59666 70.39 0.000

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    100 59.71703 80.256 0.000

    1.7.

    Detalle de los grficos para la metodologa Gumbell yWeibull

    Grfico Metodologa Weibull

    Del grfico anterior tenemos: Para 5 aos el valor del caudal es 34 m3/s.Para 10 aos el valor del caudal es 46 m3/s.Para 25 aos el valor del caudal es 62 m3/s.

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    Grfico metodologa Log Pearson.

    TENDENCIA WEIBULL

    TENDENCIA GUMBEL

    TENDENCIA LOG PEARSON III

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    Grfico metodologa Log Pearson.

    TENDENCIA WEIBULLTENDENCIA GUMBEL

    TENDENCIA LOG PEARSON III

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    Conclusin: Con el anterior grfico podemos ver que las dos metodologas Gumbell y log Pearson III poseen unatendencia muy similar respecto a Weibull, por tanto los resultados de los valores para los periodos de retorno de 5, 10y 25 aos son casi iguales.

    2.

    APLICACIN DE MTODOLOGA LLUVIA ESCORRENTIA

    2.1.

    MTODOS ESTADISTICOS EJERCICIO 2.

    Para el presente ejercicio se calculara previamente la mejor alternativa de precipitacin para 24 horas, para nuestro caso laestacin del Vizarrn.

    2.2. Datos de Anlisis Estacin El Vizarrn

    PROYECTO QUERTARO - PREDISEO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO

    ESTUDIOS Y DISEOS DEL DRENAJE DE LAS VAS

    ESTACIN VIZARRN

    Precipitacin Mxima en 24 horas

    AoMes Precipitacin

    MximaENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE

    1979 0.00 6.90 0.00 5.70 6.00 33.60 21.30 5.70 8.70 2.10 7.50 14.40 33.60

    1980 21.60 7.80 4.80 4.50 8.70 1.80 3.90 10.20 9.00 4.50 2.40 0.30 21.60

    1981 21.60 1.80 3.60 27.60 7.20 14.10 17.16 5.22 9.78 4.38 0.00 1.08 27.60

    1982 0.00 1.68 0.00 15.48 12.78 3.78 6.18 8.22 2.28 19.38 2.82 4.44 19.38

    1983 9.00 0.42 3.24 0.00 11.88 1.44 20.22 8.58 19.68 6.48 13.50 0.30 20.22

    1984 4.68 6.96 5.04 0.36 8.04 9.72 18.00 6.12 12.00 3.84 3.30 1.44 18.00

    1985 5.88 0.72 0.00 14.70 23.40 45.12 28.50 10.38 4.08 0.48 6.96 2.10 45.12

    1986 0.00 3.36 0.00 6.72 9.24 41.16 9.00 3.48 12.00 21.00 6.96 4.38 41.16

    1987 0.30 0.00 2.40 8.40 6.60 22.50 7.80 2.58 12.60 0.30 9.24 0.00 22.50

    1988 2.58 0.00 6.90 10.80 2.76 11.40 36.60 23.70 23.40 0.60 0.00 0.00 36.60

    1989 0.00 9.60 0.00 1.68 1.50 15.00 1.80 18.30 24.90 5.88 3.90 3.90 24.90

    1990 0.00 6.90 0.00 2.40 11.40 21.00 14.10 81.60 22.80 19.80 1.80 1.98 81.60

    1991 0.00 1.50 0.00 1.80 6.90 5.10 48.90 16.20 14.10 14.10 5.40 4.20 48.90

    1992 20.40 8.70 1.20 4.50 12.60 18.60 12.00 13.80 6.90 7.80 9.90 0.00 20.40

    1993 2.10 3.90 0.00 12.60 10.20 0.06 7.50 7.80 67.50 2.10 2.40 0.00 67.50

    1994 0.60 0.00 0.30 12.60 7.80 0.18 8.40 9.60 22.80 6.30 0.60 0.00 22.80

    1995 1.20 0.30 8.10 3.30 11.40 10.20 13.80 10.20 21.00 6.30 0.90 3.00 21.00

    1996 0.00 0.00 0.30 1.50 0.60 7.50 7.80 14.70 19.20 4.80 0.00 1.20 19.20

    1997 0.06 1.20 7.20 15.00 13.20 15.60 23.40 6.90 13.20 17.40 16.20 0.48 23.40

    1998 0.00 0.00 0.00 0.00 4.80 15.00 6.60 18.00 24.00 18.60 2.10 0.30 24.00

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    12/83

    1999 0.00 0.00 4.50 0.00 1.80 12.60 20.40 4.80 6.60 18.00 1.80 0.60 20.40

    MAXIMO 21.60 9.60 8.10 27.60 23.40 45.12 48.90 81.60 67.50 21.00 16.20 14.40 81.60

    PROMEDIO 4.29 2.94 2.27 7.13 8.51 14.55 15.87 13.62 16.98 8.77 4.65 2.10 31.42

    MINIMO 0.00 0.00 0.00 0.00 0.60 0.06 1.80 2.58 2.28 0.30 0.00 0.00 18.00

    DESVIACION ESTANDAR 17.055

    MEDIA (PROMEDIO) 31.423

    COEFICIENTE DE ASIMETRIA 1.866

    DESVIACION ESTANDAR 17.055

    VARIANZA 290.878

    MEDIA ARITMETICA (PROMEDIO) 31.423

    COEFICIENTE DE VARIACIN 0.543

    NUMERO DE DATOS 21

    2.3.

    Estadstica de los datos

    DESVIACION ESTANDAR 17.055

    MEDIA (PROMEDIO) 31.423

    COEFICIENTE DE ASIMETRIA 1.866

    DESVIACION ESTANDAR 17.055

    VARIANZA 290.878

    MEDIA ARITMETICA (PROMEDIO) 31.423

    COEFICIENTE DE VARIACIN 0.543

    NUMERO DE DATOS 21

    2.4. Anlisis de los datos por la metodologa Weibull

    AOVr. Max Anual

    (mm)Vr. Max Anual

    Ordenado (mm)

    mPROBABILIDAD

    (m/n+1)

    WeibullTr=(n+1)/m

    (PERIODO DERETORNO)

    1979 33.60 81.6 1 0.0454545 22.00

    1980 21.60 67.5 2 0.0909091 11.00

    1981 27.60 48.9 3 0.1363636 7.33

    1982 19.38 45.12 4 0.1818182 5.501983 20.22 41.16 5 0.2272727 4.40

    1984 18.00 36.6 6 0.2727273 3.67

    1985 45.12 33.6 7 0.3181818 3.14

    1986 41.16 27.6 8 0.3636364 2.75

    1987 22.50 24.9 9 0.4090909 2.44

    1988 36.60 24.0 10 0.4545455 2.20

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    13/83

    AO Vr. Max Anual Vr. Max Anual m PROBABILIDAD Weibull

    1989 24.90 23.4 11 0.5000000 2.00

    1990 81.60 22.8 12 0.5454545 1.83

    1991 48.90 22.5 13 0.5909091 1.69

    1992 20.40 21.6 14 0.6363636 1.57

    1993 67.50 21 15 0.6818182 1.471994 22.80 20.4 16 0.7272727 1.38

    1995 21.00 20.4 17 0.7727273 1.29

    1996 19.20 20.22 18 0.8181818 1.22

    1997 23.40 19.38 19 0.8636364 1.16

    1998 24.00 19.2 20 0.9090909 1.10

    1999 20.40 18 21 0.9545455 1.05

    2.5.

    Anlisis de los datos por la metodologa Gumbell

    De la tabla 3.5 para 22 datos.

    Yn= 0.5252

    n= 1.0628

    Tr K (registro 20datos)

    Ll mx. (mm)= LL m+K *Sa

    5 0.917 78.441

    10 1.623 98.512

    25 2.515 123.871

    50 3.177 142.684100 3.834 161.358

    2.6. Anlisis de los datos por la metodologa Log Pearson III

    Media: (PROMEDIO) 31.42

    Numero de datos: 21.00

    Desviacin Estndar Sy o Sx= 0.19

    Coeficiente de Asimetra (Cs) = 1.190

    AOVr. Max Anual

    (mm)Vr. Max Anual

    Ordenado (mm)

    Y=LOG XLOG 10(Vr Max

    Anual ordenado)(Y-Y TRAZO )^2 (Y-Y TRAZO )^3

    1979 33.60 81.6 1.5263 0.0055 0.0004

    1980 21.60 67.5 1.3345 0.0138 -0.0016

    1981 27.60 48.9 1.4409 0.0001 0.0000

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    14/83

    AO Vr. Max Anualmm

    Vr. Max AnualOrdenado mm

    Y=LOG XLOG 10 Vr Max

    (Y-Y TRAZO )^2 (Y-Y TRAZO )^3

    1982 19.38 45.12 1.2874 0.0271 -0.0045

    1983 20.22 41.16 1.3058 0.0214 -0.0031

    1984 18.00 36.6 1.2553 0.0387 -0.0076

    1985 45.12 33.6 1.6544 0.0409 0.0083

    1986 41.16 27.6 1.6145 0.0264 0.0043

    1987 22.50 24.9 1.3522 0.0100 -0.0010

    1988 36.60 24 1.5635 0.0124 0.0014

    1989 24.90 23.4 1.3962 0.0031 -0.0002

    1990 81.60 22.8 1.9117 0.2113 0.0971

    1991 48.90 22.5 1.6893 0.0563 0.0134

    1992 20.40 21.6 1.3096 0.0203 -0.0029

    1993 67.50 21 1.8293 0.1423 0.0537

    1994 22.80 20.4 1.3579 0.0089 -0.0008

    1995 21.00 20.4 1.3222 0.0169 -0.0022

    1996 19.20 20.22 1.2833 0.0285 -0.0048

    1997 23.40 19.38 1.3692 0.0069 -0.0006

    1998 24.00 19.2 1.3802 0.0052 -0.0004

    1999 20.40 18 1.3096 0.0203 -0.0029

    SUMA = 30.493 0.716 0.146

    Y TRAZO= 1.452

    Tr PK (de cuadro 3.8)

    Log LL mx. = Xtrazo +K*Sx LL (mm)

    5 0.200 0.730 1.590 38.92258

    10 0.100 1.340 1.706 50.77325

    25 0.040 3.750 2.162 145.10799

    50 0.020 5.720 2.534 342.36097

    100 0.010 6.410 2.665 462.44106

    2.7.

    Detalle de resultados metodologa Gumbell,Weibull y Log Pearson 3

    P de Retorno Log Pearson III Gumbel Weibull

    Tr Ll (mm)LL mx. = Llm+K

    *Sa (mm)LL (mm)

    5 38.92 78.44 45.00

    10 50.77 98.51 60.00

    25 145.11 123.87 78.00

    50 342.36 142.68 0.000

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    15/83

    P de Retorno Log Pearson III Gumbel Weibull

    Tr Ll (mm)LL mx. = Llm+K

    *Sa (mm)LL (mm)

    100 462.44 161.36 0.000

    2.8.

    CLCULOS DEL MTODO LLUVIA ESCORRENTA.

    2.8.1. Periodo de retorno.

    a. T (Periodo de retorno para diseo) = 50 aos

    2.8.2. Altura de Precipitacin.

    b. P ( Altura de precipitacin en 24 horas, pata T aos)= 142.7 mm

    2.8.3. Clculo del Nmero de Escorrenta.

    c. CN Nmero de curva de escorrenta =

    Para el clculo del CN calcularemos inicialmente el Grupo Hidrolgico del suelo para nuestro caso TIPOC.

    TIPO DE SUELO

    A

    Bajo potencial de escorrenta. Suelos que tienen altas capacidades de infiltracin cuando estncompletamente hmedos; consisten principalmente de arenas y/o gravas profundas muy bien

    drenadas, estos suelos tienen alta velocidad de transmisin del agua. Arenas profundas conpoco limo y arcilla, incluye tambin a los muy permeables.

    B

    Moderadamente bajo potencial de escorrenta. Suelos que tienen capacidades de infiltracinmoderadas cuando estn completamente hmedos; consistentes principalmente de suelosmedianamente profundos y drenados, con textura de sus agregados variando entremoderadamente fina a moderadamente gruesa. Estn caracterizados porque tienen velocidadesmedias de transmisin de agua.

    C

    Moderadamente alto potencial de escorrenta. Suelos de infiltracin lenta, cuando estncompletamente hmedos, con bajo contenido de materia orgnica y alto contenido de arcilla,arenas arcillosas poco profundas y arcillas. Suelos que tienen una capa que impide elmejoramiento hacia abajo del agua o de suelos con textura fina o moderadamente fina, estossuelos tienen baja velocidad de transmisin del agua. Suelos poco profundos que contienenarcilla y coloides en menor cuanta que el grupo D.

    D

    Alto potencial de escorrenta. Suelos que contienen capacidades de infiltracin muy bajascuando estn completamente hmedas; consistentes principalmente de suelos arcillosos conalto potencial de expansividad, suelos con niveles freticos altos, suelos con capas de arcillacompactas cerca de la superficie o capas delgadas de suelo cerca del material impermeable.Estos suelos tienen velocidades de transmisin de agua muy bajas.

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    16/83

    Para el grupo C tenemos una rata mnima de infiltracin entre 1,27 mm/h y 3,81 mm/h.

    GRUPO Rata mnima de infiltracin (mm/h)

    A 7,62 - 11,43

    B 3,81 - 7,62

    C 1,27 - 3,81D 0 - 1,27

    2.8.4. Clculo del Grupo Hidrogeolgico.

    Para el clculo de valores del grupo hidrogeolgico del suelo se analizara parte del cuadro 3.9 como se muestraa continuacin:

    Del cuadro 3.9. Nmero de Curva de escurrimiento (CN) para Grupos Hidrolgicos en Cuencas Condicin II e Ia=0,20 S

    AREAS NO URBANAS

    USO DEL SUELO YCOBERTURA

    TRATAMIENTODEL SUELO

    CONDICININFILTRACIN

    GRUPO HIDROGEOLGICO DEL SUELO

    A B C D

    PASTIZALES

    Terrazas a nivel MALA 68 79 86 89

    Terrazas a nivel REGULAR 49 69 79 84

    Terrazas a nivel BUENA 39 61 74 80

    Lneas de nivel MALA 47 67 81 88

    Lneas de nivel REGULAR 25 59 75 83

    Lneas de nivel BUENA 6 35 70 79

    BOSQUES NATURALES

    Lneas de nivel MALA 45 66 77 83

    Lneas de nivel REGULAR 36 60 73 79

    Lneas de nivel BUENA 25 55 70 77

    2.8.5. Clculo de la Escorrenta.

    Donde: P es la precipitacin mxima

    S es la mxima retencin

    S= 34.636 mm

    E= 90.222 mm

    S= (25.400/CN) -254

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    17/83

    2.8.6.

    Clculo del Caudal Pico Unitario.

    Q = q p * A * E

    Para el clculo del q p se calculara el tiempo de Concentracin con la siguiente ecuacin:

    Tc = 3,9756 * K* L 0,77 * S -0.385

    Donde:

    L = Longitud desde el punto ms alejado de la cuenca hasta el punto de inters, en km.S= Pendiente ponderada del cauce, en (m/m).

    K= Factor que depende del tipo de superficie de la cuencaSuelos y canales naturales K= 1.0

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    18/83

    AREA m2

    A1 = 1,343,653.83

    A2 = 999,377.92

    A3 = 4,996,339.65

    A4 = 9,507,286.81

    A5 = 216,943.62A6 = 1,026,846.80

    A7= 284,352.12

    A8 = 1,658,823.80

    A9 = 430,568.93

    A10 = 205,931.81

    A11 = 700,565.53

    A12 = 4,508,048.00

    A13 = 293,951.66

    A14 = 1,950,036.62

    PUENTE

    PUENTE

    A1=

    A2=

    A3=A5=

    A6=

    A7= A9=

    A10=

    A11= A12=A13=

    A14=

    A15=

    A8=

    Detalle de la longitud del punto ms alejado

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    19/83

    LONGITUD m

    L1 = 2,631.33

    L2 = 1,991.16

    L3 = 3,742.85L4 = Puente

    L5 = 555.92

    L6 = 778.07

    L7= 1992

    L8 = 789.55

    L9 = 1,532.00

    L10 = 1020.43

    L11 = 503.56

    L12 = 1,044.46L13 = 4124.56

    L14 = 899.91

    L15 = 1,820.50

    Clculo del li y si de cada cuenca:

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 179.75 50 27.816 5.2741 34.0815L2 = 185.48 50 26.95 5.1913 35.7287

    L3 = 146.51 50 34.12 5.8412 25.0820

    L4 = 110.42 50 45.45 6.7417 16.3788

    L5 = 91.93 50 54.38 7.3743 12.4663

    L6 = 533.24 50 9.37 3.0610 174.2019

    L7= 708.2 50 7.06 2.6571 266.5346

    L8 = 364.14 50 13.73 3.7054 98.2728

    L9 = 311.66 50 16.69 4.0853 76.2874

    Sumatoria 2631.33 739.03

    12.68

    CUENCA 1

    S (Pendiente)

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    20/83

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)(si) 0.5 li /(Si)^0.5

    L1 = 215.19 50 23.23 4.8198 44.6475

    L2 = 208.16 50 24.01 4.9000 42.4816

    L3 = 81.3 50 61.5 7.8422 10.3670

    L4 = 88.28 50 56.63 7.5253 11.7311

    L5 = 109.67 50 45.59 6.7520 16.2425

    L6 = 415.35 50 12.03 3.4684 119.7516

    L7= 504.24 50 9.91 3.1480 160.1771

    L8 = 368.97 50 13.42 3.6633 100.7198

    Sumatoria 1991.16 506.12

    15.48

    CUENCA 2

    S (Pendiente)

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%) Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 419.93 50 11.907 3.4506 121.6971

    L2 = 364.71 50 13.710 3.7026 98.5001

    L3 = 287.23 50 17.408 4.1722 68.8430

    L4 = 347.42 50 14.392 3.7937 91.5793

    L5 = 301.3 50 16.595 4.0737 73.9629

    L6 = 116.43 50 42.944 6.5532 17.7669

    L7= 197.11 50 25.367 5.0365 39.1361

    L8 = 223.32 50 22.389 4.7317 47.1961

    L9 = 220.95 50 22.630 4.7571 46.4468

    L10 = 260.85 50 19.168 4.3781 59.5801

    L11 = 221.3 50 22.594 4.7533 46.5572

    L12 = 316.53 50 15.796 3.9745 79.6411

    L13 = 465.77 50 10.735 3.2764 142.1583

    Sumatoria 3742.85 933.07

    16.09

    CUENCA 3

    S (Pendiente)

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 244.27 50 20.469 4.5243 53.9909

    L2 = 150.85 50 33.146 5.7572 26.2019

    L3 = 160.8 50 31.095 5.5762 28.8366

    Sumatoria 555.92 109.029

    26.00

    CUENCA 5

    S (Pendiente)

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    21/83

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 48.57 50 102.944 10.1461 4.7870

    L2 = 351.38 50 14.230 3.7722 93.1495

    L3 = 181.61 50 27.532 5.2470 34.6118

    L4 = 103.22 50 48.440 6.9599 14.8307

    L5 = 93.29 50 53.596 7.3210 12.7429

    Sumatoria 778.07 160.12

    23.61

    CUENCA 6

    S (Pendiente)

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 427.1 50 11.707 3.4215 124.8272

    L2 = 193.11 50 25.892 5.0884 37.9509

    L3 = 194.19 50 25.748 5.0742 38.2697

    L4 = 341.41 50 14.645 3.8269 89.2132

    L5 = 82.16 50 60.857 7.8011 10.5319

    L6 = 418.59 50 11.945 3.4561 121.1151

    L7= 335.44 50 14.906 3.8608 86.8835

    Sumatoria 1992 508.79

    15.33

    CUENCA 7

    S (Pendiente)

    LONGITUD m Altura (m)

    Pendiente

    (%) Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 378.41 50 13.213 3.6350 104.1020

    L2 = 180.55 50 27.693 5.2624 34.3093

    L3 = 230.59 50 21.684 4.6566 49.5194

    Sumatoria 789.55 187.93

    17.65

    CUENCA 8

    S (Pendiente)

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    22/83

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 169 50 29.586 5.4393 31.0703

    L2 = 230.61 50 21.682 4.6564 49.5259

    L3 = 273.74 50 18.266 4.2738 64.0505

    L4 = 146.7 50 34.083 5.8381 25.1281

    L5 = 98.83 50 50.592 7.1128 13.8947

    L6 = 123.73 50 40.411 6.3569 19.4638

    L7= 102.63 50 48.719 6.9799 14.7037

    L8 = 108.37 50 46.138 6.7925 15.9543

    L9 = 153.52 50 32.569 5.7069 26.9006

    L10 = 124.87 50 40.042 6.3278 19.7334

    Sumatoria 1532 280.43

    29.85S (Pendiente)

    CUENCA 9

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 225.38 50 22.185 4.7101 47.8507

    L2 = 187.88 50 26.613 5.1588 36.4197

    L3 = 185.47 50 26.959 5.1922 35.7212

    L4 = 136.18 50 36.716 6.0594 22.4742

    L5 = 74.88 50 66.774 8.1715 9.1635

    L6 = 74.66 50 66.970 8.1835 9.1232

    L7= 135.98 50 36.770 6.0638 22.4247

    Sumatoria 1020.43 183.18

    31.03S (Pendiente)

    CUENCA 10

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 116.36 50 42.970 6.5552 17.7509

    L2 = 103.3 50 48.403 6.9572 14.8479

    L3 = 157.46 50 31.754 5.6351 27.9428

    L4 = 126.44 50 39.544 6.2884 20.1067

    Sumatoria 503.56 80.65

    38.99S (Pendiente)

    CUENCA 11

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    23/83

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 210.65 50 23.736 4.8720 43.2372

    L2 = 191.29 50 26.138 5.1126 37.4157

    L3 = 264.86 50 18.878 4.3449 60.9592

    L4 = 196.47 50 25.449 5.0447 38.9457

    L5 = 181.19 50 27.595 5.2531 34.4918

    Sumatoria 1044.46 215.05

    23.59S (Pendiente)

    CUENCA 12

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 182.15 50 27.450 5.2393 34.7663

    L2 = 438.52 50 11.402 3.3767 129.8671

    L3 = 183.56 50 27.239 5.2191 35.1708

    L4 = 281.24 50 17.778 4.2164 66.7007

    L5 = 238.45 50 20.969 4.5792 52.0728

    L6 = 149.44 50 33.458 5.7843 25.8354

    L7 = 410.7 50 12.174 3.4892 117.7069

    L8 = 212.48 50 23.532 4.8509 43.8018

    L9 = 146.8 50 34.060 5.8361 25.1538

    L10 = 264.76 50 18.885 4.3457 60.9247

    L11 = 299.2 50 16.711 4.0879 73.1909

    L12 = 145.01 50 34.480 5.8720 24.6952

    L13 = 294.59 50 16.973 4.1198 71.5059

    L14 = 341.5 50 14.641 3.8264 89.2485

    L15 = 369.19 50 13.543 3.6801 100.3205

    L16 = 166.97 50 29.945 5.4722 30.5121

    Sumatoria 4124.56 981.47

    17.66S (Pendiente)

    CUENCA 13

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 230.11 50 21.729 4.6614 49.3649

    L2 = 486.36 50 10.280 3.2063 151.6882

    L3 = 183.44 50 27.257 5.2208 35.1363

    Sumatoria 899.91 236.19

    14.52S (Pendiente)

    CUENCA 14

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    24/83

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 302.44 50 16.532 4.0660 74.3830

    L2 = 258.66 50 19.330 4.3966 58.8314

    L3 = 632.84 50 7.901 2.8109 225.1417

    L4 = 410.82 50 12.171 3.4887 117.7585

    L5 = 117.2 50 42.662 6.5316 17.9435

    L6 = 98.536 50 50.743 7.1234 13.8327

    Sumatoria 1820.50 507.89

    12.85

    CUENCA 15

    S (Pendiente)

    Resumen de pendientes calculadas.

    CUENCA S calculada (%)

    1 12.68

    2 15.48

    3 16.09

    5 26.00

    6 23.61

    7 15.33

    8 17.65

    9 29.85

    10 31.03

    11 38.99

    12 23.59

    13 17.66

    14 14.52

    15 12.85

    2.8.7. Clculo del Tiempo de Concentracin.

    CUENCAS calculada

    (%)L Longitud del punto ms

    alejado (m).K

    Tiempo deConcentracin

    (minutos)

    Tiempo deConcentracin

    (horas)

    1 12.68 2,631.33 1 643.094 10.718

    2 15.48 1,991.16 1 480.482 8.008

    3 16.09 3,742.85 1 769.547 12.826

    5 26.00 555.92 1 147.337 2.456

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    25/83

    CUENCAS calculada

    (%)L Longitud del punto ms

    alejado (m).K

    Tiempo deConcentracin

    (minutos)

    Tiempo deConcentracin

    (horas)

    6 23.61 778.07 1 198.075 3.301

    7 15.33 1,992.00 1 482.435 8.041

    8 17.65 789.55 1 224.069 3.734

    9 29.85 1,532.00 1 304.945 5.082

    10 31.03 1,020.43 1 219.692 3.662

    11 38.99 503.56 1 116.810 1.947

    12 23.59 1,044.46 1 248.575 4.143

    13 17.66 4,124.56 1 800.109 13.335

    14 14.52 899.91 1 267.186 4.453

    15 12.85 1,820.50 1 481.778 8.030

    2.8.8.

    Clculo de los Caudales Pico Mtodo de Soil Conservation Service.

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    26/83

    2.8.9.

    Clculo de las Descargas Pico Total.

    PERIODO DE RETORNO DE 25 AOS.

    CUENCAS

    calculada

    (%)

    LLongituddel punto

    masalejado(m).

    KTiempo de

    Concentracin

    (minutos)

    Tiempo deConcentracin

    (horas)

    qp A (Area m^2)A (Area

    Km ^2)

    EQ (Caudal

    (m3/s))

    1 12.68 2,631.33 1 643.094 10.718 0.025 1347161.56 1.3472 90.222 3.03859

    2 15.48 1,991.16 1 480.482 8.008 0.03 1001986.88 1.0020 90.222 2.71204

    3 16.09 3,742.85 1 769.547 12.826 0.015 5009383.02 5.0094 90.222 6.77935

    5 26.00 555.92 1 147.337 2.456 0.08 157117.48 0.1571 90.222 1.13404

    6 23.61 778.07 1 198.075 3.301 0.06 217509.97 0.2175 90.222 1.17745

    7 15.33 1,992.00 1 482.435 8.041 0.03 984122.61 0.9841 90.222 2.66369

    8 17.65 789.55 1 224.069 3.734 0.05 321265.26 0.3213 90.222 1.44926

    9 29.85 1,532.00 1 304.945 5.082 0.04 1663154.30 1.6632 90.222 6.00212

    10 31.03 1,020.43 1 219.692 3.662 0.04 431692.97 0.4317 90.222 1.63582

    11 38.99 503.56 1 116.810 1.947 0.085 206469.41 0.2065 90.222 1.58339

    12 23.59 1,044.46 1 248.575 4.143 0.05 702394.42 0.7024 90.222 3.16857

    13 17.66 4,124.56 1 800.109 13.335 0.013 4519816.64 4.5198 90.222 5.30123

    14 14.52 899.91 1 267.186 4.453 0.05 294719.05 0.2947 90.222 1.32951

    15 12.85 1,820.50 1 481.778 8.030 0.03 1955127.36 1.9551 90.222 5.29187

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    27/83

    3.CLCULOS POR MTODO RACIONAL

    3.1.

    Datos de Anlisis para el Mtodo Racional

    PERIODO DE RETORNO (Aos)

    TIEMPO (min)

    DURACIN (min)

    10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

    2 Aos 34 26 22 19 17 16 15 14 13 12 11 11

    5 Aos 61 48 41 35 32 29 27 25 23 22 21 20

    10 Aos 87 68 58 50 46 41 38 36 34 32 30 29

    25 Aos 119 94 79 69 62 57 53 49 46 44 41 40

    50 Aos 143 113 95 83 75 68 63 59 55 52 50 47

    100 Aos 167 131 111 97 87 80 74 68 64 61 58 55

    3.2.

    Ecuacin general para el mtodo Racional

    6,3

    ** AICQ

    Donde:Q= Caudal mximo, en m3/s.C= Coeficiente de escorrenta.I= Intensidad de la lluvia, en mm/h.A= Area de drenaje, en km/m2.

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    28/83

    3.2.1.

    Coeficiente de Escorrenta.

    Cuadro 3.15. Coeficientes de escorrenta para ser utilizados en el Mtodo Racional

    Caractersticas de la superficiePeriodo de retorno (aos)

    2 5 10 25 50 100 500reas desarrolladas

    Zonas verdes (jardines, parques, etc.)

    Condicin pobre (cubierta de pasto menor del 50% del rea)

    Plano, 0,2 % 0,32 0,34 0,37 0,40 0,44 0,47 0,58

    Promedio, 2,7% 0,37 0,40 0,43 0,46 0,49 0,53 0,61

    Pendiente superior al 7% 0,40 0,43 0,45 0,49 0,52 0,55 0,62

    reas no desarrolladas

    Pastizales

    Plano, 0,2 % 0,25 0,28 0,30 0,34 0,37 0,41 0,53

    Promedio, 2,7% 0,33 0,36 0,38 0,42 0,45 0,49 0,58Pendiente superior al 7% 0,37 0,4 0,42 0,46 0,49 0,53 0,60

    Bosques

    Plano, 0-2% 0,22 0,25 0,28 0,31 0,35 0,39 0,48

    Promedio, 2,7% 0,31 0,34 0,36 0,40 0,43 0,47 0,56

    Pendiente superior al 7% 0,35 0,39 0,41 0,45 0,48 0,52 0,58

    3.2.2.

    Tiempo de Concentracin

    El tiempo de concentracin ser calculado de acuerdo al mtodo de Kirpich (1940). Donde:

    Tc = 3,9756 * K* L 0,77 * S -0.385

    Donde:

    L = Longitud desde el punto ms alejado de la cuenca hasta el punto de inters, en km.S= Pendiente ponderada del cauce, en (m/m).

    K= Factor que depende del tipo de superficie de la cuencaSuelos y canales naturales K= 1.0

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    29/83

    AREA m2

    A1 = 1,343,653.83

    A2 = 999,377.92A3 = 4,996,339.65

    A4 = 9,507,286.81

    A5 = 216,943.62

    A6 = 1,026,846.80

    A7= 284,352.12

    A8 = 1,658,823.80

    A9 = 430,568.93

    A10 = 205,931.81

    A11 = 700,565.53

    A12 = 4,508,048.00A13 = 293,951.66

    A14 = 1,950,036.62

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    30/83

    PUENTE

    PUENTE

    A1=

    A2=

    A3=A5=

    A6=

    A7= A9=

    A10=

    A11= A12=A13=

    A14=

    A15=

    A8=

    Detalle de la longitud del punto ms alejado

    LONGITUD m

    L1 = 2,631.33

    L2 = 1,991.16

    L3 = 3,742.85

    L4 = Puente

    L5 = 555.92

    L6 = 778.07

    L7= 1992

    L8 = 789.55

    L9 = 1,532.00

    L10 = 1020.43

    L11 = 503.56

    L12 = 1,044.46

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    31/83

    LONGITUD m

    L13 = 4124.56

    L14 = 899.91

    L15 = 1,820.50

    Clculo del li y si de cada cuenca:

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 179.75 50 27.816 5.2741 34.0815

    L2 = 185.48 50 26.95 5.1913 35.7287

    L3 = 146.51 50 34.12 5.8412 25.0820

    L4 = 110.42 50 45.45 6.7417 16.3788

    L5 = 91.93 50 54.38 7.3743 12.4663

    L6 = 533.24 50 9.37 3.0610 174.2019

    L7= 708.2 50 7.06 2.6571 266.5346

    L8 = 364.14 50 13.73 3.7054 98.2728

    L9 = 311.66 50 16.69 4.0853 76.2874

    Sumatoria 2631.33 739.03

    12.68

    CUENCA 1

    S (Pendiente)

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)(si) 0.5 li /(Si)^0.5

    L1 = 215.19 50 23.23 4.8198 44.6475

    L2 = 208.16 50 24.01 4.9000 42.4816

    L3 = 81.3 50 61.5 7.8422 10.3670

    L4 = 88.28 50 56.63 7.5253 11.7311

    L5 = 109.67 50 45.59 6.7520 16.2425

    L6 = 415.35 50 12.03 3.4684 119.7516

    L7= 504.24 50 9.91 3.1480 160.1771

    L8 = 368.97 50 13.42 3.6633 100.7198

    Sumatoria 1991.16 506.12

    15.48

    CUENCA 2

    S (Pendiente)

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    32/83

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 419.93 50 11.907 3.4506 121.6971

    L2 = 364.71 50 13.710 3.7026 98.5001

    L3 = 287.23 50 17.408 4.1722 68.8430

    L4 = 347.42 50 14.392 3.7937 91.5793

    L5 = 301.3 50 16.595 4.0737 73.9629

    L6 = 116.43 50 42.944 6.5532 17.7669

    L7= 197.11 50 25.367 5.0365 39.1361

    L8 = 223.32 50 22.389 4.7317 47.1961

    L9 = 220.95 50 22.630 4.7571 46.4468

    L10 = 260.85 50 19.168 4.3781 59.5801

    L11 = 221.3 50 22.594 4.7533 46.5572

    L12 = 316.53 50 15.796 3.9745 79.6411

    L13 = 465.77 50 10.735 3.2764 142.1583

    Sumatoria 3742.85 933.07

    16.09

    CUENCA 3

    S (Pendiente)

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 244.27 50 20.469 4.5243 53.9909

    L2 = 150.85 50 33.146 5.7572 26.2019

    L3 = 160.8 50 31.095 5.5762 28.8366

    Sumatoria 555.92 109.029

    26.00

    CUENCA 5

    S (Pendiente)

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 48.57 50 102.944 10.1461 4.7870

    L2 = 351.38 50 14.230 3.7722 93.1495

    L3 = 181.61 50 27.532 5.2470 34.6118

    L4 = 103.22 50 48.440 6.9599 14.8307

    L5 = 93.29 50 53.596 7.3210 12.7429

    Sumatoria 778.07 160.12

    23.61

    CUENCA 6

    S (Pendiente)

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    33/83

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 427.1 50 11.707 3.4215 124.8272

    L2 = 193.11 50 25.892 5.0884 37.9509

    L3 = 194.19 50 25.748 5.0742 38.2697

    L4 = 341.41 50 14.645 3.8269 89.2132

    L5 = 82.16 50 60.857 7.8011 10.5319

    L6 = 418.59 50 11.945 3.4561 121.1151

    L7= 335.44 50 14.906 3.8608 86.8835

    Sumatoria 1992 508.79

    15.33

    CUENCA 7

    S (Pendiente)

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 378.41 50 13.213 3.6350 104.1020

    L2 = 180.55 50 27.693 5.2624 34.3093

    L3 = 230.59 50 21.684 4.6566 49.5194

    Sumatoria 789.55 187.93

    17.65

    CUENCA 8

    S (Pendiente)

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 169 50 29.586 5.4393 31.0703

    L2 = 230.61 50 21.682 4.6564 49.5259

    L3 = 273.74 50 18.266 4.2738 64.0505

    L4 = 146.7 50 34.083 5.8381 25.1281

    L5 = 98.83 50 50.592 7.1128 13.8947

    L6 = 123.73 50 40.411 6.3569 19.4638

    L7= 102.63 50 48.719 6.9799 14.7037

    L8 = 108.37 50 46.138 6.7925 15.9543

    L9 = 153.52 50 32.569 5.7069 26.9006

    L10 = 124.87 50 40.042 6.3278 19.7334

    Sumatoria 1532 280.43

    29.85S (Pendiente)

    CUENCA 9

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    34/83

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 225.38 50 22.185 4.7101 47.8507

    L2 = 187.88 50 26.613 5.1588 36.4197

    L3 = 185.47 50 26.959 5.1922 35.7212

    L4 = 136.18 50 36.716 6.0594 22.4742

    L5 = 74.88 50 66.774 8.1715 9.1635

    L6 = 74.66 50 66.970 8.1835 9.1232

    L7= 135.98 50 36.770 6.0638 22.4247

    Sumatoria 1020.43 183.18

    31.03S (Pendiente)

    CUENCA 10

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 116.36 50 42.970 6.5552 17.7509

    L2 = 103.3 50 48.403 6.9572 14.8479

    L3 = 157.46 50 31.754 5.6351 27.9428

    L4 = 126.44 50 39.544 6.2884 20.1067

    Sumatoria 503.56 80.65

    38.99S (Pendiente)

    CUENCA 11

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 210.65 50 23.736 4.8720 43.2372

    L2 = 191.29 50 26.138 5.1126 37.4157

    L3 = 264.86 50 18.878 4.3449 60.9592

    L4 = 196.47 50 25.449 5.0447 38.9457

    L5 = 181.19 50 27.595 5.2531 34.4918

    Sumatoria 1044.46 215.05

    23.59S (Pendiente)

    CUENCA 12

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    35/83

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 182.15 50 27.450 5.2393 34.7663

    L2 = 438.52 50 11.402 3.3767 129.8671

    L3 = 183.56 50 27.239 5.2191 35.1708

    L4 = 281.24 50 17.778 4.2164 66.7007

    L5 = 238.45 50 20.969 4.5792 52.0728

    L6 = 149.44 50 33.458 5.7843 25.8354

    L7 = 410.7 50 12.174 3.4892 117.7069

    L8 = 212.48 50 23.532 4.8509 43.8018

    L9 = 146.8 50 34.060 5.8361 25.1538

    L10 = 264.76 50 18.885 4.3457 60.9247

    L11 = 299.2 50 16.711 4.0879 73.1909

    L12 = 145.01 50 34.480 5.8720 24.6952

    L13 = 294.59 50 16.973 4.1198 71.5059

    L14 = 341.5 50 14.641 3.8264 89.2485

    L15 = 369.19 50 13.543 3.6801 100.3205

    L16 = 166.97 50 29.945 5.4722 30.5121

    Sumatoria 4124.56 981.47

    17.66S (Pendiente)

    CUENCA 13

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 230.11 50 21.729 4.6614 49.3649

    L2 = 486.36 50 10.280 3.2063 151.6882

    L3 = 183.44 50 27.257 5.2208 35.1363

    Sumatoria 899.91 236.19

    14.52S (Pendiente)

    CUENCA 14

    LONGITUD m Altura (m)Pendiente

    (%)Raiz (si) li /(Si)^0.5

    L1 = 302.44 50 16.532 4.0660 74.3830

    L2 = 258.66 50 19.330 4.3966 58.8314

    L3 = 632.84 50 7.901 2.8109 225.1417

    L4 = 410.82 50 12.171 3.4887 117.7585

    L5 = 117.2 50 42.662 6.5316 17.9435

    L6 = 98.536 50 50.743 7.1234 13.8327

    Sumatoria 1820.50 507.89

    12.85

    CUENCA 15

    S (Pendiente)

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    36/83

    Resumen de pendientes calculadas.

    CUENCA S calculada (%)

    1 12.68

    2 15.48

    3 16.09

    5 26.00

    6 23.61

    7 15.33

    8 17.65

    9 29.85

    10 31.03

    11 38.99

    12 23.59

    13 17.66

    14 14.5215 12.85

    3.2.3.

    Clculo del Tiempo de Concentracin reas de anlisis no mayores a 2.5 km2.

    CUENCA

    A (reaKm ^2) rea no mayor a

    2.5 km2

    S calculada(%)

    L Longitud delpunto ms

    alejado (m).K

    Tiempo deConcentracin

    (minutos)

    Tiempo deConcentraci

    n (horas)

    1 1.3472 1.3472 12.68 2,631.33 1 643.094 10.718

    2 1.0020 1.0020 15.48 1,991.16 1 480.482 8.008

    3 5.0094MAYOR A 2.5 KM2 -

    NO APLICA 16.09 3,742.85 1 769.547 NO APLICA

    5 0.1571 0.1571 26.00 555.92 1 147.337 2.456

    6 0.2175 0.2175 23.61 778.07 1 198.075 3.301

    7 0.9841 0.9841 15.33 1,992.00 1 482.435 8.041

    8 0.3213 0.3213 17.65 789.55 1 224.069 3.734

    9 1.6632 1.6632 29.85 1,532.00 1 304.945 5.082

    10 0.4317 0.4317 31.03 1,020.43 1 219.692 3.662

    11 0.2065 0.2065 38.99 503.56 1 116.810 1.947

    12 0.7024 0.7024 23.59 1,044.46 1 248.575 4.143

    13 4.5198MAYOR A 2.5 KM2 -

    NO APLICA 17.66 4,124.56 1 800.109 NO APLICA

    14 0.2947 0.2947 14.52 899.91 1 267.186 4.453

    15 1.9551 1.9551 12.85 1,820.50 1 481.778 8.030

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    37/83

    3.2.4.

    Calculo de Intensidades.

    PERIODO DE RETORNO (Aos)

    TIEMPO (min)

    DURACIN (min)

    10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

    2 Aos 34 26 22 19 17 16 15 14 13 12 11 11

    5 Aos 61 48 41 35 32 29 27 25 23 22 21 20

    10 Aos 87 68 58 50 46 41 38 36 34 32 30 29

    25 Aos 119 94 79 69 62 57 53 49 46 44 41 40

    50 Aos 143 113 95 83 75 68 63 59 55 52 50 47

    100 Aos 167 131 111 97 87 80 74 68 64 61 58 55

    Tiempo deConcentracin

    (minutos)

    Tiempo deConcentracin

    (horas)

    Intensidadm/h ( 5aos)

    Intensidadmm/h (10

    aos)

    Intensidadmm/h ( 25

    aos)

    Intensidadmm/h (50

    aos)

    Intensidadmm/h (100

    aos)

    643.094 10.718 48 60 65 70 80

    480.482 8.008 48 60 65 70 80

    769.547 NO APLICA 48 60 65 70 NO APLICA147.337 2.456 48 60 65 70 80

    198.075 3.301 48 60 65 70 80

    482.435 8.041 48 60 65 70 80

    224.069 3.734 48 60 65 70 80

    304.945 5.082 48 60 65 70 80

    219.692 3.662 48 60 65 70 80

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    38/83

    Tiempo deConcentracin

    (minutos)

    Tiempo deConcentracin

    (horas)

    Intensidadm/h ( 5aos)

    Intensidadmm/h (10

    aos)

    Intensidadmm/h ( 25

    aos)

    Intensidadmm/h (50

    aos)

    Intensidadmm/h (100

    aos)

    116.810 1.947 48 60 65 70 80

    248.575 4.143 48 60 65 70 80

    800.109 NO APLICA 48 60 65 70 NO APLICA267.186 4.453 48 60 65 70 80

    481.778 8.030 48 60 65 70 80

    3.2.5. Coeficiente de Escorrenta

    rea no mayor a 2.5km2

    Coef. deescorrenta

    Coef. deescorrenta

    Coef. deescorrenta

    Coef. deescorrenta

    Coef. deescorrenta

    1.3472 0,39 0,41 0,45 0,48 0,52

    1.0020 0,39 0,41 0,45 0,48 0,52

    NO APLICA 0,39 0,41 0,45 0,48 0,52

    0.1571 0,39 0,41 0,45 0,48 0,52

    0.2175 0,39 0,41 0,45 0,48 0,52

    0.9841 0,39 0,41 0,45 0,48 0,52

    0.3213 0,39 0,41 0,45 0,48 0,52

    1.6632 0,39 0,41 0,45 0,48 0,52

    0.4317 0,39 0,41 0,45 0,48 0,52

    0.2065 0,39 0,41 0,45 0,48 0,520.7024 0,39 0,41 0,45 0,48 0,52

    NO APLICA 0,39 0,41 0,45 0,48 0,52

    0.2947 0,39 0,41 0,45 0,48 0,52

    1.9551 0,39 0,41 0,45 0,48 0,52

    3.2.6.

    Calculo de Caudales para el Mtodo Racional

    rea no mayor a 2.5km2

    Q (m3/s) Tr= 5aos

    Q (m3/s) Tr= 10aos

    Q (m3/s) Tr= 25aos

    Q (m3/s) Tr= 50aos

    Q (m3/s) Tr=100 aos

    1.347 7.005 9.206 10.946 12.574 15.567

    1.002 5.210 6.847 8.141 9.352 11.579

    NO APLICA NO APLICA NO APLICA NO APLICA NO APLICA NO APLICA

    0.157 0.817 1.074 1.277 1.466 1.816

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    39/83

    rea no mayor a 2.5km2

    Q (m3/s) Tr= 5aos

    Q (m3/s) Tr= 10aos

    Q (m3/s) Tr= 25aos

    Q (m3/s) Tr= 50aos

    Q (m3/s) Tr=100 aos

    0.218 1.131 1.486 1.767 2.030 2.513

    0.984 5.117 6.725 7.996 9.185 11.372

    0.321 1.671 2.195 2.610 2.998 3.7121.663 8.648 11.365 13.513 15.523 19.219

    0.432 2.245 2.950 3.508 4.029 4.988

    0.206 1.074 1.411 1.678 1.927 2.386

    0.702 3.652 4.800 5.707 6.556 8.117

    NO APLICA NO APLICA NO APLICA NO APLICA NO APLICA NO APLICA

    0.295 1.533 2.014 2.395 2.751 3.406

    1.955 10.167 13.360 15.885 18.248 22.593

    3.2.7.

    Comparacin de caudales para el Mtodo Racional y SCS.

    Q (m3/s) Tr=25 aos

    Q (m3/s) Tr=25 aos

    MetodologaRacional

    MetodologaSCS

    10.946 3.03859

    8.141 2.71204

    NO APLICA 6.77935

    1.277 1.13404

    1.767 1.177457.996 2.66369

    2.610 1.44926

    13.513 6.00212

    3.508 1.63582

    1.678 1.58339

    5.707 3.16857

    NO APLICA 5.30123

    2.395 1.32951

    15.885 5.29187

    Analizando lo anterior podemos analizar que la metodologa racional nos arroja mayores caudales que la metodologadel SCS, por tanto para el redimensionamiento de las estructuras de drenaje tomaremos la metodologa Racional.

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    CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

    Metodos Estadisticos.

    Con las metodologas Weibull, Gumbel y Log Pearson III se analizan los diferentes datos historicos desde el punto de

    vista estadistico, analizando cual aternativa pude ser la mejor para la predimensin y posterior diseo de estructuras.

    Los anlisis historicos de datos permiten la proyeccin de alternativas de estructuras hidraulicas minimizando el riesgo

    de generar estructuras erradas que posteriormente deben ser reemplazadas por otras de mejores dimensiones.

    Siempre es recomendable comparar los resultados obtenidos por las metodologias Gumbel y Log Pearson III con la

    metodologa Weibull, lo anterior con la finalidad de mirar la mejor proyeccin de alternativas.

    Metodologa de Lluvia - Escorrenta.

    La aplicacin de ste mtodo para el calculo de caudales genera volumenes mas pequeos que los producidos por la

    metodologa Raconal.

    La metodologa Lluvia escorrenta nos parecio mejor metodologa que la racional ya que no tiene restriccin de rea para

    el calculo del volumen de caudales mayores a 2.5 Km2

    Metodologa Racional

    La aplicacin de ste mtodo para el calculo de caudales genera volumenes mas grandes que los producidos por la

    metodologa lluvia escorrenta.

    La metodologa Racional nos parecio una metodologa restrictiva para el calculo de reas para caudales mayores a 2.5

    Km2.

    RECOMENDACIONES

    Dada la diferencia en el calculo de caudales por la metodolofgia Racional y Lluvia Escorrenta se proponen el uso de otra

    metodologa que permita establecer cual es la mejor tendencia.

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

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    4.DISEO DE ESTRUCTURA HIDRAULICAS.

    4.1.

    Caudales de diseo para un Tr de 25 aos.

    CUENCA

    Q (m3/s) Tr=25 aos S calculada

    (%)MetodologaRacional

    1 10.946 12.68

    2 8.141 15.48

    3 NO APLICA 16.09

    5 1.277 26.00

    6 1.767 23.61

    7 7.996 15.33

    8 2.610 17.65

    9 13.513 29.85

    10 3.508 31.03

    11 1.678 38.99

    12 5.707 23.59

    13 NO APLICA 17.66

    14 2.395 14.52

    15 15.885 12.85

    4.2.

    Pre dimensin de Alcantarillas

    SMKQ

    3/8*26.22 DK

    8/3

    *26.22*08.1

    /3

    S

    sQmD

    CUENCA

    Q (m3/s) Tr=25 aos

    Q (Lt/s) Tr=25 aos D= (Qm3/s / (1.08 * 22.26*

    (S)^0.5))^(3/8)

    DIAMETRO (D) en PULGADAS

    MetodologaRacional MetodologaRacional

    1 10.946 10945.688 2.402 m 94.565 in

    2 8.141 8141.143 2.150 m 84.630 in

    3 6.700 6700.000 1.998 m 78.667 in

    5 1.277 1276.580 1.073 m 42.246 in

    6 1.767 1767.269 1.212 m 47.726 in

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    CUENCAQ (m3/s) Tr=

    25 aosQ (Lt/s) Tr=

    25 aosD= (Qm3/s / (1.08 * 22.26*

    (S)^0.5))^(3/8)DIAMETRO (D) en PULGADAS

    7 7.996 7995.996 2.135 m 84.061

    8 2.610 2610.280 1.403 m 55.243

    9 13.513 13513.129 2.599 m 102.341

    10 3.508 3507.505 1.568 m 61.71511 1.678 1677.564 1.189 m 46.803

    12 5.707 5706.955 1.881 m 74.074

    13 5.300 5300.000 1.830 m 72.048

    14 2.395 2394.592 1.359 m 53.484

    15 15.885 15885.410 2.762 m 108.740

    CUENCA

    Q (m3/s) Tr=25 aos

    Q (Lt/s) Tr=25 aos D= (Qm3/s / (1.08 * 22.26*

    (S)^0.5))^(3/8)

    DIAMETRO (D) en PULGADAS

    MetodologaSCS

    MetodologaSCS

    1 3.039 3038.590 1.485 m 58.481

    2 2.712 2712.038 1.423 m 56.040

    3 6.779 6779.348 2.007 m 79.015

    5 1.134 1134.036 1.026 m 40.411

    6 1.177 1177.451 1.041 m 40.984

    7 2.664 2663.685 1.414 m 55.664

    8 1.449 1449.260 1.125 m 44.304

    9 6.002 6002.124 1.917 m 75.488

    10 1.636 1635.825 1.178 m 46.36311 1.583 1583.387 1.163 m 45.800

    12 3.169 3168.571 1.509 m 59.407

    13 5.301 5301.230 1.830 m 72.054

    14 1.330 1329.507 1.090 m 42.894

    15 5.292 5291.865 1.829 m 72.006

    Nota: Con la tabla anterior podemos ver que las secciones para alcantarillas son insuficientes por tener diametrosmayores de 36, por tanto se disearan box Coulver o Pontones segn sea el caso.

    4.3.

    Diseo Estructuras Tipo Pontn Metodologa Racional

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    43/83

    CAUDAL DELA

    ESTRUCTURAA DISEAR

    (m3/s)

    Seccin Altura de Agua Coeficiente Altura (m)

    (Coeficientede

    Velocidad)

    Q=

    *h1*b* (2*g(H-

    h1))^(0.5) (CAUDAL

    DEL

    PONTONDISEADO

    DISEOOPTIMOA (Ancho

    del

    pontn"m")

    B(Altura

    de

    pontn"m") H K h1= K*B

    10.95 2.5 2.5 2 0.52 1.3 0.975 15.454 m3/s OK

    8.14 2 2 1.5 0.52 1.04 0.975 8.846 m3/s OK

    6.70 2 2 1.5 0.52 1.04 0.975 8.846 m3/s OK

    1.28 1.5 1.5 1.3 0.52 0.78 0.975 4.309 m3/s OK

    1.77 1.5 1.5 1.3 0.52 0.78 0.975 4.309 m3/s OK

    8.00 2 2 1.5 0.52 1.04 0.975 8.846 m3/s OK

    2.61 1.5 1.5 1.3 0.52 0.78 0.975 4.309 m3/s OK

    13.51 2.5 2.5 2 0.52 1.3 0.975 15.454 m3/s OK

    3.51 2 2 1.5 0.52 1.04 0.975 8.846 m3/s OK1.68 1.5 1.5 1.3 0.52 0.78 0.975 4.309 m3/s OK

    5.71 2 2 1.5 0.52 1.04 0.975 8.846 m3/s OK

    5.30 2 2 1.5 0.52 1.04 0.975 8.846 m3/s OK

    2.39 2 2 1.5 0.52 1.04 0.975 8.846 m3/s OK

    15.89 3 2.5 2 0.52 1.3 0.975 18.544 m3/s OK

    Velocidad

    (m3/s)

    CAIDAPOTENCIAL

    Z= 1/ *V2/2g

    ALTURA ALFINAL DEL

    PONTNh1.(m)

    No. De

    FroudeTIPO DE FLUJO

    4.5 1.059 1.44 1.26 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.94 1.41 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.94 1.41 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.44 1.63 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.44 1.63 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.94 1.41 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.44 1.63 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 1.44 1.26 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.94 1.41 SUPERCRITICO4.5 1.059 0.44 1.63 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.94 1.41 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.94 1.41 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.94 1.41 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 1.44 1.26 SUPERCRITICO

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    44/83

    4.4.

    Diseo Estructuras tipo Pontn Metodologa Soil Conservation Service.

    CAUDAL DE

    LAESTRUCTURAA DISEAR

    (m3/s)

    Seccin Altura de Agua Coeficiente Altura (m)

    (Coeficientede

    Velocidad)

    Q=

    *h1*b* (2*g(H-

    h1))^(0.5) (CAUDAL

    DELPONTON

    DISEADO

    DISEOOPTIMOA (Ancho

    delpontn

    "m")

    B(Altura

    depontn

    "m") H K h1= K*B

    3.04 2.5 2.5 2 0.52 1.3 0.975 15.454 m3/s OK

    2.71 2 2 1.5 0.52 1.04 0.975 8.846 m3/s OK

    6.78 2 2 1.5 0.52 1.04 0.975 8.846 m3/s OK

    1.13 1.5 1.5 1.3 0.52 0.78 0.975 4.309 m3/s OK

    1.18 1.5 1.5 1.3 0.52 0.78 0.975 4.309 m3/s OK

    2.66 2 2 1.5 0.52 1.04 0.975 8.846 m3/s OK1.45 1.5 1.5 1.3 0.52 0.78 0.975 4.309 m3/s OK

    6.00 2.5 2.5 2 0.52 1.3 0.975 15.454 m3/s OK

    1.64 2 2 1.5 0.52 1.04 0.975 8.846 m3/s OK

    1.58 1.5 1.5 1.3 0.52 0.78 0.975 4.309 m3/s OK

    3.17 2 2 1.5 0.52 1.04 0.975 8.846 m3/s OK

    5.30 2 2 1.5 0.52 1.04 0.975 8.846 m3/s OK

    1.33 2 2 1.5 0.52 1.04 0.975 8.846 m3/s OK

    5.29 3 2.5 2 0.52 1.3 0.975 18.544 m3/s OK

    Velocidad(m3/s)

    CAIDAPOTENCIAL

    Z= 1/ *V2/2g

    ALTURA ALFINAL DELPONTN

    h1.(m)

    No. DeFroude

    TIPO DE FLUJO

    4.5 1.059 1.44 1.26 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.94 1.41 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.94 1.41 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.44 1.63 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.44 1.63 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.94 1.41 SUPERCRITICO4.5 1.059 0.44 1.63 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 1.44 1.26 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.94 1.41 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.44 1.63 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.94 1.41 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 0.94 1.41 SUPERCRITICO

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    Velocidad(m3/s)

    CAIDAPOTENCIAL

    ALTURA ALFINAL DEL

    No. DeFroude

    TIPO DE FLUJO

    4.5 1.059 0.94 1.41 SUPERCRITICO

    4.5 1.059 1.44 1.26 SUPERCRITICO

    4.5. Secciones Finales de los Pontones.

    CAUDAL DE LAESTRUCTURA A

    DISEAR(m3/s)

    CUENCASeccin

    A (Ancho del pontn "m") B (Altura de pontn "m")

    10.95 1 2.5 2.5

    8.14 2 2 2

    6.70 3 2 2

    1.28 5 1.5 1.51.77 6 1.5 1.5

    8.00 7 2 2

    2.61 8 1.5 1.5

    13.51 9 2.5 2.5

    3.51 10 2 2

    1.68 11 1.5 1.5

    5.71 12 2 2

    5.30 13 2 2

    2.39 14 2 2

    15.89 15 3 2.5

    4.6.

    Diseo de las cadas escalonadas.

    (PRE) DISEO DE SECCIONES ESCALONADAS RACIONAL

    Altura delescaln (h)

    (m)

    CAUDAL DELA

    ESTRUCTURAA DISEAR

    (m3/s)

    Nmerode

    CaidaLd (m) Yp= y1 y2 Velocidad

    dellegada(m3/s)

    Nmero deFroude

    D=q^2/(g h^3)

    Ld=4.3*D^0.27*h Yp=1*D*^0.22*hy1=

    h*0.54*D^0.425y2=

    h*1.66*D^0.27V1/

    ((g*y1)^(0.5))

    4.5 10.95 0.134 11.247 2.892 1.034 4.342 2.5 0.785

    3.5 8.14 0.158 9.138 2.331 0.862 3.528 2.5 0.860

    3.5 6.70 0.107 8.226 2.139 0.730 3.175 2.5 0.935

    1.5 1.28 0.049 2.860 0.773 0.225 1.104 2.5 1.683

    1.5 1.77 0.094 3.410 0.892 0.297 1.316 2.5 1.465

    3.5 8.00 0.152 9.050 2.312 0.849 3.494 2.5 0.867

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    46/83

    (PRE) DISEO DE SECCIONES ESCALONADAS RACIONAL

    2 2.61 0.087 4.446 1.168 0.382 1.716 2.5 1.292

    5 13.51 0.149 12.857 3.289 1.202 4.963 2.5 0.728

    2 3.51 0.157 5.214 1.330 0.491 2.013 2.5 1.139

    2 1.68 0.036 3.501 0.962 0.262 1.352 2.5 1.559

    3 5.71 0.123 7.325 1.892 0.665 2.828 2.5 0.9793 5.30 0.106 7.038 1.831 0.624 2.717 2.5 1.011

    2.5 2.39 0.037 4.427 1.213 0.334 1.709 2.5 1.382

    5.5 15.89 0.155 14.287 3.648 1.343 5.515 2.5 0.689

    (PRE) DISEO DE SECCIONES ESCALONADAS SCS

    Altura delescaln (h)

    (m)

    CAUDAL DELA

    ESTRUCTURAA DISEAR

    (m3/s)

    Nmerode

    CaidaLd (m) Yp= y1 y2

    Velocidadde

    llegada(m3/s)

    Nmero deFroude

    D=q^2/(g h^3)

    Ld=4.3*D^0.27*h Yp=1*D*^0.22*hy1=

    h*0.54*D^0.425y2=

    h*1.66*D^0.27V1/

    ((g*y1)^(0.5))

    2.5 3.04 0.060 5.035 1.347 0.409 1.944 2.5 1.249

    2.5 2.71 0.048 4.735 1.282 0.371 1.828 2.5 1.310

    3.5 6.78 0.109 8.278 2.150 0.738 3.196 2.5 0.930

    1.5 1.13 0.039 2.683 0.734 0.204 1.036 2.5 1.770

    1.5 1.18 0.042 2.738 0.746 0.210 1.057 2.5 1.741

    2 2.66 0.090 4.494 1.179 0.389 1.735 2.5 1.281

    2 1.45 0.027 3.235 0.902 0.232 1.249 2.5 1.659

    3 6.00 0.136 7.528 1.934 0.694 2.906 2.5 0.959

    2 1.64 0.034 3.454 0.951 0.257 1.333 2.5 1.575

    2 1.58 0.032 3.394 0.938 0.250 1.310 2.5 1.597

    3 3.17 0.038 5.331 1.460 0.403 2.058 2.5 1.258

    3 5.30 0.106 7.039 1.831 0.624 2.718 2.5 1.011

    2 1.33 0.023 3.088 0.868 0.215 1.192 2.5 1.721

    3 5.29 0.106 7.033 1.830 0.623 2.715 2.5 1.011

    DISEO DE SECCIONES ESCALONADAS RACIONAL

    Ancho dela

    estructura

    Altura (m)

    Energaespecifica

    Caudalunitari

    o

    Cargahidrulic

    a totalen

    escalnHo

    P(Altura

    delescalnincluidoaltura

    dedeflecto

    r en

    (Coeficiente de

    Velocidad)

    Profundidad del resaltohidrulico

    Segunda profundidadConjugada h2

    L (m) hHo=h+Vo^2/2

    g

    q =Qd/b

    (m3/s)

    Ho=(q/M)

    ^2/3h1=q/ (2*g(P+Ho-

    h1))^0.5h2=0.5*h1((1+8q^2/gh^3)^0.5

    -1)

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    47/83

    DISEO DE SECCIONES ESCALONADAS RACIONAL

    extremo

    2.500 0.500 0.819 4.378 1.770 1.500 0.76 0.719 1.999

    2.000 0.500 0.819 4.071 1.686 1.500 0.76 0.677 1.920

    2.000 0.500 0.819 3.350 1.480 1.500 0.76 0.576 1.725

    1.500 0.500 0.819 0.851 0.594 1.500 0.76 0.175 0.836

    1.500 0.500 0.819 1.178 0.738 1.500 0.76 0.234 0.989

    2.000 0.500 0.819 3.998 1.666 1.500 0.76 0.668 1.901

    1.500 0.500 0.819 1.740 0.957 1.500 0.76 0.330 1.213

    2.500 0.500 0.819 5.405 2.036 1.500 0.76 0.854 2.249

    2.000 0.500 0.819 1.754 0.962 1.500 0.76 0.332 1.218

    1.500 0.500 0.819 1.118 0.712 1.500 0.76 0.223 0.963

    2.000 0.500 0.819 2.853 1.330 1.500 0.76 0.504 1.581

    2.000 0.500 0.819 2.650 1.266 1.500 0.76 0.473 1.519

    2.000 0.500 0.819 1.197 0.746 1.500 0.76 0.237 0.997

    3.000 0.500 0.819 5.295 2.009 1.500 0.76 0.840 2.223

    DISEO DE SECCIONES ESCALONADAS SCS

    Ancho dela

    estructura

    Altura (m)

    Energaespecifica

    Caudalunitari

    o

    Cargahidrulic

    a totalen

    escalnHo

    P(Altura

    delescalnincluidoaltura

    dedeflecto

    r enextrem

    o

    (Coeficiente de

    Velocidad)

    Profundidad del resaltohidrulico

    Segunda profundidadConjugada h2

    L (m) h Ho=h+Vo^2/2g

    q =Qd

    /b(m3/s)

    Ho

    =(q/M)^2/3 h1=q/ (2*g(P+Ho-

    h1))^0.5h2=0.5*h1((1+8q^2/gh^3)^0.5

    -1)

    2.500 0.500 0.819 1.215 0.753 1.500 0.76 0.241 1.005

    2.000 0.500 0.819 1.356 0.810 1.500 0.76 0.265 1.064

    2.000 0.500 0.819 3.390 1.492 1.500 0.76 0.582 1.736

    1.500 0.500 0.819 0.756 0.549 1.500 0.76 0.157 0.787

    1.500 0.500 0.819 0.785 0.563 1.500 0.76 0.162 0.802

    2.000 0.500 0.819 1.332 0.800 1.500 0.76 0.261 1.054

    1.500 0.500 0.819 0.966 0.646 1.500 0.76 0.196 0.893

    2.500 0.500 0.819 2.401 1.185 1.500 0.76 0.435 1.4402.000 0.500 0.819 0.818 0.578 1.500 0.76 0.169 0.819

    1.500 0.500 0.819 1.056 0.685 1.500 0.76 0.212 0.934

    2.000 0.500 0.819 1.584 0.899 1.500 0.76 0.304 1.155

    2.000 0.500 0.819 2.651 1.266 1.500 0.76 0.473 1.519

    2.000 0.500 0.819 0.665 0.504 1.500 0.76 0.140 0.737

    3.000 0.500 0.819 1.764 0.965 1.500 0.76 0.334 1.222

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    48/83

    DISEO DE SECCIONES ESCALONADAS RACIONAL

    Velocidad

    (m/s)

    Alturadel

    deflectorcorregido

    Cargahidrulica

    neta (H)

    Velocidadmedia

    sobre elescaln

    Velocidadde salida

    del flujo

    Longitudresalto

    hidrulicoLR

    Longituddel

    escaln

    Carga hidrulica

    (m)

    Longitud avance

    horizontal L

    LONGITUD

    TOTAL (m)

    q/h2d=k*h2-

    HH=Ho-V^2/2g

    V=q/h2 V1= q/HLR=5(h2-

    h1)V1=q/H Ho=(q/1.86)^2/3 l=v1(2/g*(P+H/2))^0.5 Le=l+LR

    2.190 0.529 1.451 2.190 3.017 6.398 3.017 1.770 2.032513224 8.431

    2.120 0.522 1.367 2.120 2.978 6.212 2.978 1.686 1.986661393 8.198

    1.942 0.503 1.162 1.942 2.884 5.742 2.884 1.480 1.878153645 7.620

    1.018 0.368 0.275 1.018 3.092 3.307 3.092 0.594 1.78666728 5.094

    1.191 0.400 0.419 1.191 2.812 3.775 2.812 0.738 1.659978516 5.435

    2.103 0.520 1.347 2.103 2.968 6.167 2.968 1.666 1.975789953 8.142

    1.434 0.439 0.638 1.434 2.727 4.417 2.727 0.957 1.660940448 6.078

    2.404 0.549 1.718 2.404 3.146 6.974 3.146 2.036 2.182043273 9.156

    1.440 0.439 0.643 1.440 2.727 4.431 2.727 0.962 1.662096293 6.093

    1.162 0.395 0.394 1.162 2.840 3.696 2.840 0.712 1.670259171 5.367

    1.805 0.487 1.012 1.805 2.821 5.384 2.821 1.330 1.803776671 7.187

    1.745 0.480 0.948 1.745 2.797 5.226 2.797 1.266 1.773984524 7.000

    1.201 0.401 0.427 1.201 2.804 3.800 2.804 0.746 1.65740097 5.457

    2.382 0.548 1.690 2.382 3.133 6.915 3.133 2.009 2.166290825 9.081

    DISEO DE SECCIONES ESCALONADAS SCS

    Velocidad(m/s)

    Alturadel

    deflectorcorregido

    Cargahidrulicaneta (H)

    Velocidadmedia

    sobre elescaln

    Velocidadde salidadel flujo

    Longitudresalto

    hidrulicoLR

    Longituddel

    escaln

    Carga hidrulica(m)

    Longitud avancehorizontal L

    LONGITUDTOTAL (m)

    q/h2d=k*h2-

    HH=Ho-V^2/2g

    V=q/h2 V1= q/HLR=5(h2-

    h1)V1=q/H Ho=(q/1.86)^2/3 l=v1(2/g*(P+H/2))^0.5 Le=l+LR

    1.209 0.403 0.434 1.209 2.797 3.823 2.797 0.753 1.65523568 5.478

    1.274 0.414 0.491 1.274 2.759 3.996 2.759 0.810 1.64600463 5.6421.953 0.504 1.173 1.953 2.889 5.769 2.889 1.492 1.884140366 7.653

    0.961 0.356 0.230 0.961 3.285 3.150 3.285 0.549 1.884842116 5.035

    0.979 0.360 0.244 0.979 3.216 3.199 3.216 0.563 1.849390184 5.048

    1.263 0.412 0.482 1.263 2.764 3.967 2.764 0.800 1.646777622 5.614

    1.083 0.380 0.328 1.083 2.949 3.483 2.949 0.646 1.717484284 5.201

    1.667 0.470 0.867 1.667 2.769 5.024 2.769 1.185 1.738689606 6.763

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    49/83

    DISEO DE SECCIONES ESCALONADAS RACIONAL

    0.998 0.364 0.260 0.998 3.149 3.254 3.149 0.578 1.815365761 5.069

    1.130 0.389 0.367 1.130 2.877 3.611 2.877 0.685 1.685422897 5.296

    1.372 0.429 0.580 1.372 2.731 4.254 2.731 0.899 1.650089184 5.904

    1.745 0.480 0.948 1.745 2.797 5.227 2.797 1.266 1.774073486 7.001

    0.902 0.344 0.185 0.902 3.592 2.987 3.592 0.504 2.046761192 5.034

    1.444 0.440 0.647 1.444 2.728 4.441 2.728 0.965 1.662984591 6.104

    Le= P

    h

    escaln

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    50/83

    5.DESARROLLO Y ANALISIS ARTICULO 10.

    Development of an Empirical Lag Time EquationNorman D. Folmar1 and Arthur C. Miller2

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    51/83

    Table 1. Watersheds Used in the Study

    Watershed Years of AverageWatershed

    ID number

    area

    ha

    Location

    by state

    record

    years

    LHL

    m CN

    slope

    %

    13006 1,235.9 Virginia 13 4,827.8 65 12.8

    13007 318.1 Virginia 15 2,932.0 65 12.3

    13008 361.4 Virginia 15 2,377.3 63 15.813009 73.7 Virginia 12 1,440.1 71 7.7

    13010 595.3 Virginia 15 4,114.6 65 6.9

    13011 224.6 Virginia 15 2,816.2 63 5.6

    13012 77.7 Virginia 12 1,219.1 71 7.9

    13013 818.7 Virginia 11 5,297.2 69 20.0

    13014 157.4 Virginia 10 1,508.7 68 6.2

    13015 428.2 Virginia 13 4,388.9 66 14.9

    67001 4,294.1 Vermont 16 10,499.8 68 12.0

    67002 59.1 Vermont 11 1,181.0 66 14.4

    67003 836.5 Vermont 20 4,425.5 66 13.9

    67004 4,351.2 Vermont 14 13,879.9 67 15.8

    67006 68.0 Vermont 4 1,158.2 65 14.8

    67007 2,180.8 Vermont 12 7,360.6 67 12.5

    67008 1,564.5 Vermont 19 7,680.6 67 13.3

    67010 1,631.7 Vermont 11 8,320.6 69 12.3

    67011 227.4 Vermont 9 2,895.5 69 13.5

    26003 1.1 Ohio 55 150.0 78 20.0

    26004 1.1 Ohio 55 155.4 76 16.0

    26023 3.0 Ohio 43 189.0 72 15.0

    26024 2.9 Ohio 41 237.7 74 15.0

    26025 3.1 Ohio 53 225.5 79 16.0

    26026 17.6 Ohio 53 713.2 67 15.9

    26027 11.7 Ohio 30 537.3 69 15.8

    26028 30.6 Ohio 31 851.9 71 15.3

    26029 30.0 Ohio 25 914.4 71 15.9

    26030 122.6 Ohio 55 1,341.1 69 16.2

    26031 49.4 Ohio 34 501.4 71 16.2

    26032 141.2 Ohio 34 1,612.3 70 15.5

    26033 372.3 Ohio 34 2,788.8 70 15.4

    26034 615.1 Ohio 34 4,207.9 70 15.9

    26035 1,040.0 Ohio 35 5,394.7 70 16.9

    26036 1,853.5 Ohio 35 8,076.8 69 17.2

    26040 28.2 Ohio 29 914.4 63 15.8

    26041 32.1 Ohio 29 868.6 66 14.6

    66001 3.5 West Virginia 10 292.6 73 17.3

    66002 4.1 West Virginia 10 289.5 74 15.8

    66004 2.6 West Virginia 10 237.7 76 12.8

    66005 3.9 West Virginia 10 249.9 74 10.5

    16006 717.5 Pennsylvania 13 3,620.8 72 16.0

    74003 1,566.9 Georgia 11 6,437.1 69 3.2

    74004 1,593.2 Georgia 13 6,705.3 66 3.2

    74006 4,991.0 Georgia 13 13,326.7 64 3.6

    74007 2,212.0 Georgia 13 10,462.7 64 3.6

    74008 1,665.3 Georgia 13 9,363.0 64 3.6

    74009 261.4 Georgia 13 3,540.4 65 3.6

    34002 2.0 Oklahoma 19 198.1 72 2.9

    37001 6.6 Oklahoma 21 472.4 80 5.0

    33002 3.8 Arkansas 6 223.1 69 3.5

    70008 3.5 Texas 5 176.8 80 6.0

  • 7/26/2019 0 Trabajo Hidrologia PDF

    52/83

    Fig. 1. Measured lag time versus longest hydraulic length

    homa, Arkansas, and Ohio. The watersheds ranged in size from a

    few hectares to 4,990 ha and land uses were a mixture of agricul-tural and forested. For each watershed, the area, longest hydrauliclength LHL , average watershed slope, and design curve number

    CN were measured. The longest hydraulic length was obtainedfrom topographical maps and was measured from the watershed

    outlet to the divide. The average watershed slope was obtainedfrom topographical maps and was determined by averaging mea-

    sured land slopes throughout the watershed. Table 1 lists eachwatersheds ARS identification number, size, location by state,

    years of record of the continuous rainfall-runoff data, LHL, CN,and average land slope.

    From the continuous rainfall-runoff data, isolated events wereobtained. The computer program GETPQ Dripchak and Hawkins

    1992 was used to extract the events from the continuous data.An approximate average of 200 events were collected for eachwatershed. This value was dependent upon the number of years

    of record for the watershed. There were approximately 10,000

    events isolated for the study. Temporal resolution of the pre-

    cipitation and runoff data was sufficient for proper lag timemeasurements.

    For each event within a watershed, a lag time was measured.

    Then an average lag time was determined for the watershed using

    the measured lag time of each event. All potential snow-melt events were excluded from the study based on the date

    when the event occurred and by comparing runoff volume to total

    also made. The lag time was predicted for each watershed using

    these methods. The measured longest hydraulic length, averagewatershed slope, and curve number were used in the NRCS lag

    equation to determine a lag time prediction. Data required for a

    prediction using the NRCS segmental approach were obtained

    from topographical maps and assuming that the sheet flow com-ponent was 100 ft. Overland roughness values were approximated

    from land use maps. The procedure, for the application of the

    segmental approach, outlined in TR-55 was followed.

    Analysis and Results

    The average lag times were plotted against several watersheds

    characteristics, including area, longest hydraulic length LHL ,watershed slope, and curve number CN . The characteristic hav-

    ing the greatest correlation with lag time was the longest hy-draulic length. Fig. 1 shows a scatter plot of the measured lag

    times versus the longest hydraulic length for all of the watersheds.Eq. 1 was obtained from the regression analysis, using the loga-

    rithmic transformations, between these two parameters

    Table 2. r2 Values Adjusted for Degrees-of-Freedom for Regression

    Equations Containing Selected Watershed Characteristics

    precipitation. Therefore, all events used in the study were con-

    sidered to be rainfall-runoff events. Also only events which re-Included

    characteristics

    R2

    %

    sulted in a single peaked hydrograph were used to simplify lag

    time measurements. All events were visually inspected and anyevent that did not provide a clear measurement of lag time was

    disregarded.

    Comparisons of the measured lag times with those predictedfrom the NRCS lag equation and NRCS segmental approach were

    LHL m 89.1

    Area ha 87.8

    Slope % 0.6

    CN 47.3

    LHL, CN, slope 87.8

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    Fig. 2. Measure lag time versus curve number

    Lag =LHL

    0.65

    83.41

    0.89. Varying combinations of watershed characteristics weretested in the regression analysis to determine if an equation

    with a higher r2 value could be obtained by including the other

    where Lag lag time h ; and LHL longest hydraulic length m .

    All 52 watersheds from the ARS database were used in theregression analysis. The r2 value for this regression equation was

    watershed characteristics. It was found that the addition ofany other characteristics did not improve the equation. The cor-

    responding r2 values of the regression analysis which include

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    Fig. 3. Measured lag time versus NRCS lag equation prediction

    Fig. 4. Measured lag time versus NRCS segmental approach prediction

    these other watershed characteristics are shown in Table 2. There

    were not enough watersheds in one region to perform a regression

    analysis on a subset of watersheds based on region.

    The watershed area did correlate well with the measured

    lag times. This was expected since the watershed area and long-

    est hydraulic length are highly correlated to each other. The

    longest hydraulic length was used in the equation because itprovided the highest correlation with the measured lag times. The

    curve number also showed correlation with the measured

    lag times. Fig. 2 shows measured lag time versus the curve

    number. As shown in Fig. 2 there is a slight decrease in mea-

    sured lag time for higher curve numbers. This is the expected

    correlation between these two variables since higher curve

    numbers would represent less potential resistance to the flow.

    However there may be bias to the data, since the higher curve

    numbers were measured on the smaller watersheds which

    had very little if any forested areas. Therefore from this data-

    base it could not be determined if the relationship between

    curve number and measured lag time was a hydrological correla-

    tion or the fact that the smaller watersheds, with lower lag times,

    had little forested areas. A larger database would be needed

    to provide insight into this correlation. Also since the database

    included no watersheds with urbanized areas, an additional studywould be required to determine the effect of urbanization on

    Eq. 1 .

    Although there is nothing remarkable about the lag time being

    strongly correlated with the longest hydraulic length, the rela-

    tionship is thought to be very useful for providing an expected

    value of lag time. In other regression equations for lag time,

    such as the NRCS lag equation, the use of other watershed

    characteristics in the equation seems to have been included

    based upon the assumption that the characteristic is required

    more so than based on the outcome of a regression analysis. This

    can be seen by the documentation of the development of the

    NRCS lag equation Folmar et al. 2007 . Also the outcome of this

    analysis coincides with results found by Sheridan 1994 . Sheri-

    dan found that the only required parameter for estimating water-

    shed lag time for flatland watersheds was the longest hydraulic

    length.

    Next, comparisons were made between the predictions of lagtime using the NRCS methods and the measured lag time for

    these watersheds. Lag time predictions, using the NRCS lag time

    equation and segmental approach for 50 watersheds, were deter-

    mined only 50 watersheds were used due to the fact that appro-

    priate data for two of the watersheds could not be obtained to

    make lag time predictions from NRCS procedures . Percent dif-

    ferences were calculated between these methods predictions and

    the measured average lag time. It was found that the NRCS meth-

    ods on average underpredicted the measured lag time for these

    watersheds. The NRCS lag time equation was found to underpre-

    dict the measured lag time on average by 62%. The segmental

    approach was found to underpredict the lag time on average by

    65%. The standard deviations about these averages were approxi-

    mately 19% for both the lag equation and segmental approach

    predictions. Figs. 3 and 4 show the measured lag times versus

    those predicted by the NRCS methods. A 45 line to illustrate thelocation where the measured lag times would equal those that

    were predicted is also shown on the plots.

    Conclusions

    A database of 52 ARS watersheds was used in the analysis. These

    watersheds do not have any urbanization, consist of land uses of

    mostly agricultural and forested, and have many years of continu-

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    ous rainfall and runoff data. The GETPQ computer program

    Dripchak and Hawkins, 1992 was used to extract individual

    storm events for each watershed from the continuous data

    records. A total of approximately 10,000 storm events were col-

    lected for this research. Watershed characteristics such as area,

    longest hydraulic length, curve number, and slope were collected

    to perform regression analyses to find any correlations between

    these characteristics and hydrologic responses.The goal of the research was to develop a lag time equation to

    be used in hydrologic modeling. A lag time equation was devel-

    oped that had an r2 value of 0.89 and was only a function of thewatersheds longest hydraulic length. No other watershed charac-

    teristics were found to correlate with lag time as to improve thedeveloped lag time equation.

    Finally, lag time predictions from the NRCS procedures werefound to underpredict the measured lag time of the watersheds.

    The NRCS lag time was found to underpredict the lag time onaverage by 62%. The NRCS segmental approach was found to

    underpredict the lag time on average by 65%. If these lag timeestimates were used in hydrologic modeling, they would likely

    result in high peak flow estimates.

    References

    Dripchak, M. N., and Hawkins, R. H. 1992 . GETPQ manual, Watershed

    Resources Program, University of Arizona Press, Tucson, Ariz.

    Folmar, N. D., Miller, A. C., and Woodward, D. E. 2007 . Historyand

    development of the NRCS lag equation.J. Am. Water Resour. Assoc.,

    43 3 , 829838.

    McCuen, R. H., Wong, S. L., and Rawls, W. J. 1984 . Estimatingtimeof concentration.J. Hydraul. Eng., 110 7 , 887904.

    Natural Resources Conservation Service NRCS . 1972 . Hydrology,

    Section 4.National engineering handbook (NEH-4), U.S. Depart-

    ment of Agriculture, Washington, D.C.Natural Resources Conservation Service NRCS . 1986 . Urbanhydrol-

    ogy for small watersheds.Technical release55, U.S. Department of

    Agriculture, Washington, D.C.

    Sheridan, J. M. 1994 . Hydrographtime parameters for flatland water-

    sheds.Trans. ASAE, 37 1 , 103113.

    United States Department of Agriculture USDA , Agricultural Research

    Service. 19561979 . Hydrological data for experimental agricul-

    tural watersheds in the United States.Miscellaneous publications,

    Washington, D.C., 9451469.

    Traduccin

    Desarrollo de un Ecuacin emprica de Tiempo

    Norman D. Folmar1 and Arthur C. Miller2

    Resumen: Un anlisis de regresin se realiz en tiempos de retraso medidos desde cuencas aforadas paradesarrollar una ecuacin de tiempo de demora. Las cuencas son parte de la base de datos del Servicio deInvestigacin Agrcola. Se encuentran en varios estados y se componen de terreno variable. El objetivo del

    anlisis fue desarrollar una ecuacin de tiempo de demora que es til en el modelado hidrolgico. El estudioincluy mediciones de aproximadamente 10.000 eventos de escorrenta directa de 52 cuencas para determinarqu parmetros de cuencas son los mejores para predecir el tiempo de retraso. Se encontr que el tiempo deespera que se correlaciona fuertemente con la longitud hidrulica es el ms largo de la cuenca. Por lo tanto unaecuacin fue desarrollada que utiliza slo este parmetro. La inclusin de cualquier otra caracterstica de lacuenca en la ecuacin no mejor su capacidad para predecir el tiempo de retraso. Por ltimo, se utilizaron losprocedimientos del Servicio Nacional de Conservacin de Recursos para el clculo de tiempo de retraso decuencas para determinar los tiempos de retardo de las cuencas hidrogrficas. Estos tiempos de retardoestimadas se compararon con el tiempo de retraso medido de la cuenca. Se encontr que el uso de estosmtodos generalmente subestima el verdadero

    DOI: 10.1061 / ASCE 0733-9437 2008 134:4 501

    CE base de datos tema las partidas: Regresin anlisis; Time factores; Watersheds; Hidrolgico modelos;Runoff.

    Introduccin

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    Desde un evento de escorrenta medido, el retraso de tiempo se define como el tiempo desde donde elcentroide del exceso de precipitacin se produce al pico del hidrograma de escorrenta directa. Muchas de las

    teoras sintticas del hidrograma unitario tienen procedimientos o ecuaciones empricas para calcular el tiempode retraso de cuencas que se utilizar en ese mtodo.

    Hay dos mtodos generales para determinar el tiempo de retardo de las cuencas hidrogrficas de una cuencano aforada. El primer mtodo consiste en utilizar ecuaciones empricas desarrolladas a partir de cuencasaforadas y un anlisis de regresin que implica caractersticas de las cuencas hidrogrficas. Este es el mtodoempleado en este estudio para desarrollar una ecuacin de tiempo de retraso. El segundo mtodo a utilizar esun enfoque basado en fsica que se aproxima el tiempo de viaje del agua a travs de la cuenca utilizandoecuaciones de la hidrulica. Dos ejemplos de estos mtodos son los NRCS lag ecuacin de tiempo y el enfoquesegmentaria NRCS.

    La ecuacin de tiempo de retraso NRCS fue desarrollado a partir de una regresin de anlisis utilizando datosde cuencas aforadas. La ecuacin fue desarrollada para cuencas rurales con muy poca urbanizacin y con una

    superficie de menos de 810 hectreas a 2.000 hectreas, aunque otros estudios McCuen et al. 1984 handemostrado que esta ecuacin se puede usar para las cuencas hidrogrficas con un rea tan grande como1.620 hectreas a 4.000 hectreas con una precisin razonable. La Seccin Nacional Handbook- Ingeniera 4NRCS 1972 afirma que este mtodo fue desarrollado para un amplio conjunto de condiciones, que van desdesuperficies lisas a tierra muy boscosa cuencas con canales empinadas y un alto por ciento de la escorrentaresultante sub superficial o interflujo. Documentacin del desarrollo de esta ecuacin se discute en Folmar et al.2007.

    Los NRCS segmentaria acercan NRCS 1986 utiliza ecuaciones hidrulicas para calcular el tiempo deconcentracin. El procedimiento consiste en dividir la trayectoria del flujo en segmentos de flujo y determinar el

    tiempo de viaje a travs de cada segmento. La divisin de segmentos se basa en el tipo de flujo que se produce

    dentro del segmento. El NRCS por lo general divide la longitud hidrulica ms larga en la hoja, superficialconcentrada y canalizada o el flujo de la tubera. Hoja de flujo se produce en la parte alta de la cuenca, por logeneral a travs de distancias muy cortas. Despus de esta corta distancia, la topografa de la tierra por logeneral se concentra el flujo en surcos, luego cunetas y despus flujo fangoso, la segunda vuelta se incorporael flujo canalizado o en tubera. El tiempo de viaje a travs de cada segmento se calcula y luego se suman paradeterminar el tiempo de concentracin. Una relacin proporcionada por NRCS 1972 convierte el tiempo deconcentracin a un lapso de tiempo al reducir el tiempo de la estimacin de la concentracin por 40%.

    Datos y adquisicin de datos

    Los datos se obtuvieron del Centro de Datos sobre el Agua , que es operado por el Departamento de Agriculturade los Estados Unidos, Investigacin Agrcola ARS servicio en Beltsville, Maryland . Este centro de investigacinopera cuencas y sus medidas en todo Estados Unidos, donde se recogen los datos de lluvia escorrentacontinas. La informacin relativa a las caractersticas de la cuenca se obtuvo del Departamento depublicaciones de la serie Agricultura USDA Hidrolgica de datos de Estados Unidos para Experimental Agrcolade Cuencas Hidrogrficas en los Estados Unidos USDA 1956-1979. La informacin de cuencas incluye unmapa detallado topogrfico de la cuenca, informacin de suelos y uso de la tierra y su descripcin a travs delos aos de registro.

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    1V isiting profesor Dpto. de Civil e ingeniera ambiental, Bucknell Univ., Lewisburg, PA 17837 correspondienteautor. Correo electrnico: [email protected] profesor emrito, Dpto. de Civil y del medio ambienteIngeniera, Pensilvania estado Univ., Universidad Park, PA 16802.Tenga en cuenta. Discusin abierta hasta enero 1, 2009. Independiente discusiones deben ser presentadas paraindividual papeles. To extender la cierre fecha por uno mes, un escrito solicitud debe ser ante la ASCE gestinEditor. El manuscrito para este papel fue presentado para revisar y pos-sible publicacin en junio 5, 2007;aprobado en octubre 24, 2007. Este documento es parte de la diario de riego y drenaje ingeniera, Vol. 134, N4, agosto 1, 2008. ASCE, ISSN 0733-9437/2008/4-501 506 / $25,00.

    Tabla. 1. Datos de las cuencas utilizadas en el estudio

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    13006 1,235.9 Virginia 13 4,827.8 65 12.8

    13007 318.1 Virginia 15 2,932.0 65 12.3

    13008 361.4 Virginia 15 2,377.3 63 15.8

    13009 73.7 Virginia 12 1,440.1 71 7.7

    13010 595.3 Virginia 15 4,114.6 65 6.9

    13011 224.6 Virginia 15 2,816.2 63 5.6

    13012 77.7 Virginia 12 1,219.1 71 7.9

    13013 818.7 Virginia 11 5,297.2 69 20.0

    13014 157.4 Virginia 10 1,508.7 68 6.2

    13015 428.2 Virginia 13 4,388.9 66 14.9

    67001 4,294.1 Vermont 16 10,499.8 68 12.0

    67002 59.1 Vermont 11 1,181.0 66 14.4

    67003 836.5 Vermont 20 4,425.5 66 13.9

    67004 4,351.2 Vermont 14 13,879.9 67 15.8

    67006 68.0 Vermont 4 1,158.2 65 14.8

    67007 2,180.8 Vermont 12 7,360.6 67 12.5

    67008 1,564.5 Vermont 19 7,680.6 67 13.3

    67010 1,631.7 Vermont 11 8,320.6 69 12.3

    67011 227.4 Vermont 9 2,895.5 69 13.5

    26003 1.1 Ohio 55 150.0 78 20.0

    26004 1.1 Ohio 55 155.4 76 16.0

    26023 3.0 Ohio 43 189.0 72 15.0

    26024 2.9 Ohio 41 237.7 74 15.0

    26025 3.1 Ohio 53 225.5 79 16.0

    26026 17.6 Ohio 53 713.2 67 15.9

    26027 11.7 Ohio 30 537.3 69 15.8

    26028 30.6 Ohio 31 851.9 71 15.3

    26029 30.0 Ohio 25 914.4 71 15.9

    26030 122.6 Ohio 55 1,341.1 69 16.2

    26031 49.4 Ohio 34 501.4 71 16.2

    26032 141.2 Ohio 34 1,612.3 70 15.5

    26033 372.3 Ohio 34 2,788.8 70 15.4

    26034 615.1 Ohio 34 4,207.9 70 15.9

    26035 1,040.0 Ohio 35 5,394.7 70 16.9

    26036 1,853.5 Ohio 35 8,076.8 69 17.2

    26040 28.2 Ohio 29 914.4 63 15.8

    26041 32.1 Ohio 29 868.6 66 14.666001 3.5 West Virginia 10 292.6 73 17.3

    66002 4.1 West Virginia 10 289.5 74 15.8

    66004 2.6 West Virginia 10 237.7 76 12.8

    66005 3.9 West Virginia 10 249.9 74 10.5

    16006 717.5 Pennsylvania 13 3,620.8 72 16.0

    74003 1,566.9 Georgia 11 6,437.1 69 3.2

    74004 1,593.2 Georgia 13 6,705.3 66 3.2

    74006 4,991.0 Georgia 13 13,326.7 64 3.6

    74007 2,212.0 Georgia 13 10,462.7 64 3.6

    74008 1,665.3 Georgia 13 9,363.0 64 3.6

    74009 261.4 Georgia 13 3,540.4 65 3.6

    34002 2.0 Oklahoma 19 198.1 72 2.9

    37001 6.6 Oklahoma 21 472.4 80 5.0

    33002 3.8 Arkansas 6 223.1 69 3.570008 3.5 Texas 5 176.8 80 6.0

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    Fig. 1. Medida de tiempo de retraso frente la longitud hidrulica ms larga

    Las 52 cuencas elegidas para este estudio fueron ubicado en Penn-sylvania, Vermont, Virginia, West Virginia,Georgia, Texas, Okla -homa, Arkansas y Ohio. Las cuencas variaron en tamao de unas pocas hectreas a4.990 hectreas y el usos de la tierra eran una mezcla de Agricultura y boscoso. Para cada cuencahidrogrfica, la longitud hidrulica ms larga LHL, se midi la pendiente de las cuencas y el nmero de curvasde diseo CN. La longitud hidrulica ms larga se obtuvo a partir de mapas topogrficos y se midi de la tomade las cuencas hidrogrficas de la brecha. La pendiente media de las cuencas hidrogrficas se obtuvo a partirde mapas topogrficos y se determin promediando las reas de todas las cuencas. La Tabla muestra elnmero de cada cuenca ARS identificacin, tamao, ubicacin por estado, ao de registro de los datos de lluviaescorrenta continuos, LHL, CN, y la pendiente media de la tierra.

    A partir de los datos de lluvia escorrenta continua, se obtuvieron hechos aislados. El programa de ordenadorGETPQ Dripchak y Hawkins1992 se utiliz para extraer los eventos de los datos continuos. Un promedioaproximado de 200 eventos fueron recogidos para cada cuenca. Este valor dependa de la cantidad de aos deregistro para la cuenca. Hubo aproximadamente 10.000 eventos aislados para el estudio. La resolucin

    temporal de los datos de precipitacin y escorrenta eran suficiente para las medidas adecuadas a tiempo lagmediciones de tiempo.

    Para cada caso, dentro de una cuenca, se midi un tiempo de retraso. Entonces un tiempo medio de retraso sedetermin para la cuenca utilizando el tiempo de retraso medido de cada evento. Todos los eventos potencialesde nieve de fusin fueron excluidos del estudio basado en la fecha en que ocurri el evento y comparando elvolumen de escorrenta de la precipitacin total. Por lo tanto, todos los eventos utilizados en el estudio seconsideraron como eventos de lluvia escorrenta. Tambin se utilizaron slo los eventos que resultaron en unsolo hidrograma visera para simplificar las mediciones del tiempo de retraso. Todos los eventos se

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    inspeccionaron visualmente y cualquier evento que no proporcion una medida clara del tiempo de retraso fuetenido en cuenta. Tambin hecho. El tiempo de retraso fue predicho para cada cuenca utilizando estosmtodos. La longitud medida ms larga hidrulica, pen