I. INTRODUCCIÓN

La determinación de caudal es fundamental en todo trabajo de

ingeniería, ya que muchos de los desastres ocasionados por los fenómenos

climáticos, en muchos casos se pueden prevenir o aminorar el impacto que

tiene sobre la población.

El presente trabajo nos proporciona la información y nos detalla

exhaustivamente una de las tantas metodologías que existen para determinar

caudal.

Para la determinación de caudales máximos se tiene diferentes

formulas y métodos y de esa manera obtener fácilmente el caudal buscado de

un determinado cause, siempre y cuando se tengan todos los datos

indispensables para dichos métodos.

En el presente informe, con la información recopilada de todos los

datos geográficos una cuenca, y como también de precipitación de esta ya

mencionada, se calculara mediante los métodos de Mac Math y Racional para

el caudal máximo.

Los métodos que se basan en la interrelación lluvia-cuenca-caudal

se pueden aplicar en todos los casos. Para su correcta utilización se necesita

suficiente información cartográfica, hidrometeorológica, geológica y geográfica

de la región donde se localiza la cuenca en estudio. La determinación de

caudales máximos y la importancia que adquiere en las construcciones de

obras de ingeniería, la construcción de la obra están supeditadas a la magnitud

del caudal de diseño, es función directa del período de retorno que se le

asigne, el que a su vez depende de la vida útil de ésta.

Objetivo:

Determinar los caudales máximos, con los diversos métodos

existentes.

II. REVISION LITERARIA

2.1. La Ciencia del Agua

La ciencia, en términos genéricos, trata desde diversos ángulos las

diferentes cuestiones relacionadas con el agua. El grupo de disciplinas

científicas hidráulica (que trata de su comportamiento como fluido) que la

(estudia sus componentes, calidades, comportamiento con otros elementos

naturales) y otros del entorno científico (como la termodinámica por ejemplo),

que estudian fenómenos específicos relacionados con el agua pero la ciencia

especial por excelencia del agua, es la hidrología que incorpora a su contexto

aportes y conclusiones de todas ellas (CHÁVEZ R., 1994).

2.1.1. Hidrología

Es la ciencia que investiga y estudia todo cuando se relaciona con

el agua en la naturaleza.

Esta definición, aunque en forma escueta, resume el concepto

envolvente conviene, sin embargo ampliar algunos conceptos:

analiza la ocurrencia, distribución y circulación del agua en la

tierra, es decir en la atmósfera (humedad, evaporación, condensación,

precipitación), en la superficie terrestre (es correntia, depósitos lacustre, etc.) y

en los estratos geológicos (aguas subterráneos).

Comprende desde luego, el estudio de la calidad de las aguas y

los aspectos relacionados con la polución. Este último es un problema derivado

de la actividad humana, cada vez más acusada y que exige tratamiento

urgente.

Los análisis y estudio sobre la ocurrencia, distribución,

circulación y calidad del agua se dirigen a establecer la

disponibilidad de los recursos de este, para satisfacer las

exigencias humanas de supervivencia y/o necesidades

fundamentales se relaciona, sustancialmente, con los campos

agrícola, sanitario y económico.

2.1.2. El ciclo hidrológico

La tierra, como astro, es un universo aislado, una unidad de allí se

concluye que el agua que hay en ella es un volumen constante. Sin aumento ni

disminución a lo largo del tiempo, cuyo total ha sido estimado en 1360 millones

de km3 la masa total de agua se presenta en varios estados, cambiando

continuamente las masas parciales, de uno a otro, respondiendo a la acción

variable de fenómenos meteorológicos y climáticos. Este continuo dinamismo,

sin principio ni fin, ha sido denominado el CICLO HIDROLOGICO gigantesco

sistema cuya descripción más adecuado es ‘’del océano al cielo, del cielo a la

tierra de la tierra del océano’’. Las cifras siguientes, estimadas expresan el

proceso es interesante observar que hay una transferencia (estimada en 85

km3) de masa evaporada que se desplaza desde los océanos hacia los

continentes, donde se precipita obteniéndose así el balance con respecto a la

masa evaporada desde los primeros.

2.1.3. Distribución del agua en el mundo

Se ha hecho una estimación, muy interesante de las masas

parciales de agua distribuidas en los tres estados (gaseoso, líquido y sólido) en

el mundo. Desde que se trata de un inacabable proceso dinámico, los

volúmenes indicados para cada ítem corresponden al problema promedio a lo

largo del tiempo. (CHAVEZ, 1994).

2.2 Cuenca Hidrográfica

Algunas definiciones:

Es una unidad del territorio que capta la precipitación, transita el

escurrimiento y la escorrentía hasta un punto de salida en el cauce principal

(HERNANDEZ, 1987).

Desde el punto de vista hidrológico, una cuenca es una superficie

de tierra donde las aguas de precipitación se unen para formar un solo curso

de agua. El área de la cuenca se calcula con el planímetro sobre planos

topográficos a escalas 1/10 000 o 1/25 000 dependiendo del tamaño de la

cuenca (ABSALON, 1997).

La cuenca hidrográfica de un rió (hasta un punto especifico de su

trayectoria), de un lago, de una laguna, etc. Es de territorio cuyas aguas

afluyen hacia el punto del rió, o la laguna, etc. Aunque las aguas producen

inicialmente de las lluvias esas aguas afluentes son tanto los que discurren

superficialmente como aquellos que después de una trayectoria subterránea,

emergen y se incorporan el flujo superficial antes del punto control (CHAVEZ,

1997).

La cuenca de drenaje de una corriente, es el área de terreno donde

las aguas asociadas por precipitación, se unen para formar un solo curso de

agua tiene una cuenca bien definida, por cada punto de su recorrido

(CHEREQUE, 1989).

Es toda área que genera escorrentía aguas arriba de un punto de

referencia en el causa principalmente (VILLON, 2002).

2.3. Divisorias

Son los límites entre cuencas. Generalmente, puesto que las aguas

discurren por gravedad, las cumbres de los….son las divisorias superficiales o

externas y son fácilmente inidentificables en forma directa o en los planos

(CHAVES, 1994).

2.4 Características de una Cuenca

La influencia de las características físicas del territorio en la

hidrología de una cuenca es fundamental tanto o más que aquellas del clima.

Fisiográficas

Se refiere a relieve, al conjunto de formas, quebradas, llanuras, etc.

La inclinación de laderas y pendientes de cauces, etc.

Geográficas y geométricas

Tanto la forma, el tamaño como la ubicación de la cuenca en

relación con los grandes accidentes, tienen una importancia relevante por su

incidencia en la magnitud y sobre todo en el régimen de los caudales.

2.5 Características del Relieve de una Cuenca

2.5.1 Pendiente Medias de las Cuencas

Tiene una relación importante y compleja con la infiltración, la

escorrentía superficial, la humedad del suelo y la contribución del agua

subterránea a la escorrentía. Es uno de los factores que controla el tiempo de

escurrimiento y concentración de la lluvia en los canales de drenaje y tiene una

importancia directa en la relación a la magnitud de las crecidas (VILLÓN,

2002).

2.6. Estimaciones del Caudal de Agua

Existen diversas maneras convenientes de medir la cantidad de agua en

un arroyo o canal. El método que se emplee dependerá de varios factores:

la exactitud del resultado que se necesite;

la cantidad de agua existente en el arroyo o canal que va a medir;

el material que puede usar.

2.6.1. Estimación rápida aproximada

Este es un método muy sencillo para medir aproximadamente el

caudal de agua en arroyos muy pequeños. Para ello no necesita emplear

ningún equipo especial.

Eche una hoja en el agua del arroyo cuyo caudal quiere medir.

Vaya en la dirección en que flota la hoja al paso normal, unos 30 metros o 35

pasos.

Observe lo que ha avanzado la hoja mientras usted anda y estime

el caudal de agua como se indica en los ejemplos.

2.6.2. Método del cubo

Es un método sencillo para medir caudales muy pequeños de

menos de 5 l/s con gran precisión.

Se comienza construyendo una presa pequeña de tierra a través

del arroyo para detener el agua. Se pueden emplear postes de madera, bambú

o ramás de árboles para retener la tierra en su lugar mientras se construye la

presa.

Cuando la presa está a medio construir, se pone un tubo de 5 a 7

cm de diámetro y de 1 a 1,5 m de longitud, que puede ser de bambú.

Termine de construir la presa a través del arroyo para que toda el

agua pase por el tubo.

Busque por lo menos dos cubos u otros recipientes similares que

empleará para Ilenarlos del agua que pasa por el tubo. También necesitará una

botella u otro recipiente pequeño de 1 litro.

2.6.3. Método del flotador

Con este método se miden caudales de pequeños a grandes con

mediana exactitud. Conviene emplearlo más en arroyos de agua tranquila y

durante períodos de buen tiempo, porque si hay mucho viento y se altera la

superficie del agua, el flotador puede no moverse a la velocidad normal.

2.6.4. Preparación de un flotador

Un buen flotador puede ser un trozo de madera o la rama lisa de un

árbol de unos 30 cm de longitud y 5 cm de anchura, o una botella pequeña bien

cerrada de 10 cm de altura, que contenga suficientes materias (tales como

agua, tierra o piedras) para que flote con su parte superior justo encima de la

superficie.

2.6.5. Dónde medír

Encuentre un tramo de longitud AA a BB a lo largo del arroyo, que

sea recto por una distancia de por lo menos 10 m. Trate de encontrar un lugar

donde el agua esté tranquila y exenta. de plantas acuáticas, de manera que el

flotador se mueva con facilidad y suavidad.

2.7. Los Caudales de los Ríos y Arroyos

2.7.1 Caudal Instantáneo

Como su nombre lo dice, es el caudal que se determina en un

instante determinado. Su determinación se hace en forma indirecta,

determinado el nivel del agua en el río (N0), e interpolando el caudal en la curva

calibrada de la sección determinada precedentemente. Se expresa en m3/s.

2.8.2 Caudal medio diario

Es la media de los caudales instantáneos medidos a lo largo del

día. Si la sección de control es del tipo limnimétrico, normalmente se hacen dos

lecturas diarias de nivel, cada 12 horas.

Si la sección es del tipo limnigráfico convencional, es decir que está

equipada con un registrador sobre cinta de papel, el hidrólogo decide, en base

a la velocidad de variación del nivel del agua, el número de observaciones que

considerará en el día. Siendo M, el número de puntos considerado, la fórmula

anterior se transformará en la siguiente:

Se expresa en m3/s.

Si la sección es del tipo telemétrico, donde el registro del nivel del

agua se hace a intervalos de tiempo determinado dt (en segundos), el número

diario de registros será de

, aplicándose la fórmula anterior.

2.7.3. Caudal medio mensual

El caudal medio mensual es la media de los caudales medios

diarios del mes en examen (M = número de días del mes, 28; 30; o, 31, según

corresponda):

Se expresa en m3/s.

2.7.4. Caudal medio anual

El caudal medio anual es la media de los caudales medios

mensuales.

Se expresa en m3/s.

2.7.5. Relación caudal pico/caudal diario

Generalmente, se admite un valor promedio de 1.6 para esta

relación, sabiendo que los resultados de numerosos estudios de crecidas

extremas en el mundo dan valores de dicho coeficiente variando entre 1,2 y 2,2

(con valor promedio 1,6) con una probabilidad de 90%. Sin embargo, los

valores pueden alcanzar valores mucho más elevados para cuencas pequeñas.

A título de ejemplo, en la costa norte del Perú, la relación entre caudales

medios diarios y caudal máximo instantáneo varía en función del tamaño de la

cuenca hidrográfica. Se pueden considerar los siguientes valores:

Relación caudal pico/caudal diario, en la vertiente del Pacífico, en

el norte del Perú:

Superficie mayor a 3000 km2 1,2

Superficie comprendida entre 1000 y 3000 km2 1,3

Superficie comprendida entre 800 y 1000 km2 1,4

Superficie comprendida entre 600 y 800 km2 1,6

Superficie comprendida entre 400 y 600 km2 2,0

Superficie comprendida entre 200 y 400 km2 2,5

Superficie menor a 200 km2 de 3,0 hasta 5,0 ó 6,0

2.8. Hidrograma

El Hidrograma es un gráfico que muestra la variación en el tiempo

de alguna información hidrológica tal como: nivel de agua, caudal, carga de

sedimentos, etc. para un río, arroyo o canal, si bien típicamente representa el

caudal frente al tiempo; esto es equivalente a decir que es el gráfico de la

descarga (L3/T) de un flujo en función del tiempo. Éstos pueden ser

hidrogramas de tormenta e hidrogramas anuales, los que a su vez se dividen

en perennes y en intermitentes.

Permite observar:

las variaciones en la descarga a través de una tormenta, o a

través del año hidrológico:

el pico de escorrentía (caudal máximo de la avenida);

el flujo de base o aporte de las aguas subterráneas al flujo; o,

las variaciones estacionales de los caudales si se grafica un

periodo de tiempo de uno o varios años.

Los hidrogramas son útiles, entre otras cosas, para comparar los tiempos

de descarga y caudales pico de varias corrientes o cuencas hidrográficas, para así

conocer las diferencias entre sus capacidades de respuesta ante avenidas.

(SCHNEIDER CLARK, 2005)

2.8.1. Determinación del hidrograma de descarga de una

cuenca

En algunos casos es necesario determinar el volumen total del

escurrimiento superficial generado por una lluvia en un tiempo determinado. Sin

embargo es más frecuente el caso en que se requiere conocer el caudal

máximo instantáneo de una determinada avenida. Otras veces se requiere un

conocimiento completo del hidrograma, es decir la variación en el tiempo del

caudal en una determinada sección en la cual se pretende construir una obra

hidráulica o proteger un bien existente.

Los métodos que se utilizan para estos cálculos son:

El racional;

Modelos matemáticos de cuencas hidrográficas.

2.8.2. Método racional

El método racional se utiliza en hidrología para determinar el

hidrograma de descarga de una cuenca hidrográfica.

La fórmula básica del método racional es:

Donde: = Caudal máximo expresado en m3/s

= Coeficiente de escurrimiento (o coeficiente de escorrentía) ver

tabla con valores numéricos en ese artículo principal

= Intensidad de la precipitación en m/s en un período igual al

tiempo de concentración tc

= Área de la cuenca hidrográfica en m2.

Esta fórmula empírica, por su simplicidad, es aun utilizada para el

cálculo de alcantarillas, galerías de aguas pluviales, estructuras de drenaje de

pequeñas áreas, a pesar de presentar algunos inconvenientes, superados por

procedimientos de cálculo más complejos. También se usa en ingeniería de

carreteras para el cálculo de caudales vertientes de la cuenca a la carretera, y

así poder dimensionar las obras de drenaje necesarias, siempre que la cuenca

vertiente tenga un tiempo de concentración no superior a 6 horas.

2.9 Precipitación

Algunas definiciones:

La precipitación, es toda forma de humedad que originándose en

las nubes, llega hasta la superficie del suelo; de acuerdo a esta definición

precipitación puede ser: lluvias, granizadas, garúas, nevadas (VILLON, 2002).

En meteorología, la precipitación es cualquier forma de agua que

cae del cielo. Esto incluye lluvia, nieve, neblina y rocío. La precipitación es una

parte importante del ciclo hidrológico y es responsable por depositar agua

fresca en el planeta. La precipitación es generada por las nubes, cuando

alcanzan un punto de saturación; en este punto las gotas de agua creciente (o

pedazos de hielo) se forman, que caen a la Tierra por gravedad. Es posible

inseminar nubes para inducir la precipitación rociando un polvo fino o un

químico apropiado (como el nitrato de plata) dentro de la nube, generando las

gotas de agua e incrementando la probabilidad de precipitación.

Cualquier y todas las formas del agua, en estado líquido o sólido,

que cae de las nubes hasta llegar a la tierra. Esto incluye la lluvia, llovizna,

llovizna helada, lluvia helada, granizo, hielo granulado, nieve, granizo menudo y

bolillas de nieve. La cantidad de precipitación se expresa generalmente en

pulgadas midiendo la profundidad del agua en estado líquido en la sustancia

que ha caído en un punto determinado durante un período específico de

tiempo.

2.10. Tipos de Precipitación

Según el mecanismo por el cual dichas masas de aire son

obligadas a ascender se pueden clasificar las precipitaciones según sean:

frontales, convectivas, orográficas y ciclónicas.

Precipitación Frontal; Ocurre cuando 2 masas de aire de

distintas presiones, tales como la fría (más pesado) y la cálida (más liviana)

chocan una con la otra.

Precipitación Convectiva; Se produce generalmente en regiones

cálidas y húmedas, cuando masas de aire cálidas, al ascender en altura, se

enfrían, generándose de esta manera la precipitación.

Precipitación Orográfica; Efecto Foëhn: cuando una masa de

aire húmedo circula hacia una masa montañosa, se eleva hasta llegar a la cima

de la montaña. Al ascender se enfría y el agua que contiene se condensa por lo

que se producen las precipitaciones y la masa de aire pierde humedad. Al

pasar a la otra ladera de la montaña, el aire seco desciende y se calienta. Se

genera un viento seco y cálido que puede producir deshielo. Los accidentes

orográficos, montañas y cordilleras, actúan a manera de pantallas fijas y

obstáculos que obligan a los vientos, masas de aire húmedo y caliente, a

ascender y, en consecuencia, se producirá en las alturas un proceso adiabático

que culminara en condensación y precipitación. (CHAVEZ, 1994).

Precipitación Ciclónica; un ciclo es una enorme masa de aire

que gira, a velocidades muy grandes, alrededor de un vértice, se forma por

fuertes diferencias de temperatura entre estratos atmosféricos, diferencias que

originan violentos cambios de posición de las masas de aire. (CHAVEZ, 1994).

Una nube está constituida por pequeñísimas gotas de agua, que se

mantienen estables gracias a su pequeño tamaño, algunas características de

las gotitas son:

- Diámetro aproximado de las gotitas 0.02 mm

- Espaciamiento entre gotitas 1 mm

- Masa 0.5 a 1 g/cm3

Por el contrario, las gotas de lluvias, tienen un diámetro de 0.5 a 2

mm, es decir, un aumento en el volumen de las gotitas de las nubes, de

100.000a 1.000.000 de veces.

En este sorprendente aumento, esta el origen de las

precipitaciones y se asume principalmente gracias a dos fenómenos:

-unión entre sí de numerosas gotitas.

-engrosamiento de una gota por la fusión y condensación de otras

(VILLON, 2002).

2.11 Formas de Precipitación

Existen varias formas:

-Llovizna: pequeñas gotas de agua, cuyo diámetro varía entre 0.1 y

0.5 mm, las cuales tienen velocidades de caídas muy bajas.

-Lluvia: gotas de agua con diámetro mayor a 0.5 mm.

-Escarcha: capa de hielo por lo general transparente y suave, pero

que usualmente contiene bolsas de aire.

-Nieve: compuesta de cristales de hielo blanco translucido,

principalmente de forma compleja.

-Granizo: precipitación en forma de bolas o formas irregulares de

hielo, que se producen por nubes convectivas, pueden ser esféricos, cónicos o

de forma irregular, su diámetro varía entre 5 y 125 mm (VILLON, 2002).

2.12. La Medición de la Precipitación

La determinación de los valores precipitados para cada una de las

modalidades mencionadas se efectúa con instrumentos especiales

estandarizados y registrándose los valores en horarios preestablecidos, con la

finalidad de que los valores indicados para localidades diferentes sean

científicamente comparables.

Los instrumentos más frecuentemente utilizados para la medición

de la lluvia y el granizo son los pluviómetros y pluviógrafos, estos últimos se

utilizar para determinar las precipitaciones pluviales de corta duración y alta

intensidad. Estos instrumentos deben ser instalados en locales apropiados

donde no se produzcan interferencias de edificaciones, árboles, o elementos

orográficos como rocas elevadas.

La Precipitación pluvial se mide en mm, que equivale al espesor de

la lámina de agua que se formaría, a causa de la precipitación sobre una

superficie plana e impermeable.

A partir de 1980 se está popularizando cada vez más la medición

de la lluvia por medio de un radar meteorológico, los que generalmente están

conectados directamente con modelos matemáticos, que permiten así

determinar la lluvia y los caudales en tiempo real, en una determinada sección

de un río.

2.12.1. Pluviómetro

La cantidad de agua que desciende de la tierra durante la lluvia se

mide por medio del Pluviómetro. El pluviómetro se emplea en las estaciones

meteorológicas para la recogida y medición de la precipitación. Este aparato

consiste en un tubo cilíndrico, ordinariamente de latón, que en la parte superior

tiene forma de embudo. Este embudo recoge el agua de lluvia y la deposita en

la parte inferior en una cubeta graduada en milímetros cúbicos.

La cantidad de agua caída se expresa en milímetros de altura. El

diseño básico de un pluviómetro consiste en un recipiente de entrada llamado

balancín por donde el agua ingresa a través de un embudo hacia un colector

donde el agua se recoge y puede medirse visualmente con una regla graduada

o mediante el peso del agua depositada. Así mismo, el balancín oscila a

volumen constante de agua caída, permitiendo el registro mecánico o eléctrico

de la intensidad de lluvia caída. El pluviómetro ha sido diseñado para también

estar soportado sobre la superficie de la tierra.

Normalmente la lectura se realiza cada 22 horas. Un litro caído en

un metro cuadrado alcanzaría una altura de un milímetro. Para la medida de

nieve se considera que el espesor de nieve equivale aproximadamente a diez

veces el equivalente de agua.

2.12.2. Fluviógrafos

Son pluviómetros equipados con aparatos, generalmente de

relojería, que permiten registrar continua y automáticamente las profundidades

de agua. El registro se grafica, en fajas de papel sistemática y continuamente

obteniéndose información a lo largo del tiempo. (CHAVEZ, 1994).

2.13 Estudio de las Tormentas

Definiciones

Se entiende por tormenta al conjunto de lluvias que obedecen a

una misma perturbación meteorológica y de características bien definidas. De

acuerdo a esta definición una tormenta puede durar desde unos pocos minutos

hasta varias horas y aun días, y puede abarcar extensiones de terreno muy

variable, desde pequeñas zonas hasta vastas regiones. (CHAVEZ, 2002).

2.13.1 Importancia Del Análisis De Las Tormentas

El análisis de las tormentas está íntimamente relacionado con los

cálculos o estudios previos al diseño de obras de ingeniería hidráulica; como

son:

-Estudio de drenaje

-determinación de caudales máximo, que deben pasar por el

aliviadero de una represa, o que deben encausarse, para impedir las

inundaciones, (CHAVEZ, 2002).

-Conservación de suelos

En efecto, las dimensiones de estas obras dependen

principalmente de la magnitud que las tormentas tengan y de la frecuencia con

ella se presenten en el lugar para el que se está diseñando la obra. Quiere

decir entonces, que debemos averiguar de las tormentas, su magnitud, o sea

su intensidad por unidad de tiempo y el tiempo de duración se presenta

determinada tormenta. (MOLINA, 1984).

2.13.2 Elementos Fundamentales Del Análisis De Las

Tormentas

a). Intensidad; es la cantidad de agua caída por unidad de tiempo.

Lo que a nosotros nos interesa particularmente de cada tormenta, es la

intensidad máxima que haya presentado en su curso. De acuerdo a esto la

intensidad se expresa así, (MOLINA, 1984).

I = imáx = P/t

Donde:

I max = intensidad máxima en mm/hr

P= precipitación máxima en mm/hr

T= tiempo en horas

b). Duración; corresponde al tiempo que transcurre entre el

comienzo y el fin de la tormenta. Aquí conviene definir el periodo de duración,

que es un determinado periodo de tiempo formado en minutos u horas, dentro

del total que dura la tormenta. (MOLINA, 1984).

C). Frecuencia; es el número de veces que se repite una tormenta

de características de intensidad y duración definidas en un periodo de tiempo

más o menos largo, tomando generalmente en años. (MOLINA, 1984).

2.13.3. Proceso Para El Análisis De Una Tormenta, Registrada

Por Un Pluviograma

1. Conseguir el registro de un pluviograma.

2. Realizar una tabulación con la información obtenida del

pluviograma, donde sus columnas son:

Hora; se anota las horas en que cambia la intensidad, se reconoce

por el cambio de la pendiente, de la línea que marca la precipitación

Intervalo de tiempo; es el intervalo de tiempo entre las horas.

Tiempo acumulado; es la suma excesiva de los intervalos de

tiempo.

Lluvia parcial; es la lluvia caída en cada intervalo de tiempo.

Lluvia acumulada; es la suma de las lluvias parciales.

Intensidad; es la altura de precipitación referida a una hora de

duración, para cada intervalo de tiempo. Su cálculo se realiza mediante la

multiplicación de la lluvia parcial por 60, y luego dividirlo entre el intervalo de

tiempo.

3. Dibujar el histograma y, este grafico se consigue ploteando

la columna del intervalo de tiempo con la columna de intensidad.

4. Dibujar la curva masa de precipitaciones, y esto se

consigue ploteando la columna del intervalo de tiempo con la columna de la

lluvia acumulada.

5. Calcular la intensidad máxima para diferentes periodos de

duración. Los periodos de duración más utilizados son: 10 min, 30 min, 60 min,

90 min, 120 min y 240 min.

2.14. Análisis de Frecuencia de las Tormentas

1. Analizar todas las tormentas caídas en el lugar, siguiendo

el proceso ya indicado, es decir, para cada tormenta hallar la intensidad

máxima, para diferentes duraciones.

2. Tabular los datos en orden cronológico, tomando la

intensidad mayor de cada año para cada periodo de duración (10 min, 30 min,

60 min, 90 min, 120 min, 240 min).

3. Ordenar en forma decreciente e independiente del tiempo,

los valores de las intensidades máximas correspondientes a cada uno de los

periodos de duración. Para cada valor, calcular su periodo de retorno

utilizando la formula de weibull:

T=N+1M

Dónde:

T= periodo de retorno

M= numero de orden

N= número total de observaciones, en este caso número de años

III. MATERIALES Y METODOS

3.1 Aspectos Generales

3.1.1. Ubicación:

El presente trabajo fue realizado en el puente Pérez, sector

de Santa Carmen ubicado en las Palmas, distrito de Mariano Dámaso

Beraun, Provincia de Leoncio Prado, Departamento de Huánuco, a 10

minutos de la ciudad de Tingo maría.

Ubicación Política:

Localidad : Las Palmas

Sector : Santa Carmen”

Región : Huánuco

Departamento : Huánuco

Província : Leôncio Prado

Distrito : Mariano Damaso Beraun

Ubicación Geográfica:

Está ubicada en la ceja de selva entre la paralela 09°08’05”

latitud sur y el meridiano 75°57’ 07” longitud oeste, a una altura de 640

msnm.

La microcuenca Quebrada Santa Carmen está ubicada en

la Región Huanuco, Provincia de Leoncio Prado; distrito Rupa Rupa es

afluente del Río Huallaga. El cauce de la microcuenca Quebrada Santa

Carmen se inicia a los 1425 m.s.n.m. hasta los 640 m.s.n.m.

Correspondiendo a que esta microcuenca se encuentra dentro

de los límites de la provincia de Leoncio prado la altitud en la cual esta

íntimamente relacionada es de 664 m.s.n.m para tener como referencia.

Aspectos Climáticos

El clima es predominante  cálido y húmedo,  la irregular

fisiografía de la Región da como resultado un clima heterogéneo, que

varía principalmente con la altitud y época del año.

a. Temperatura

Las temperaturas de esta región donde se encuentra la

cuenca del Río ají son:

Máxima 30 º C

Mínima 18º C

Media 24 º C

La precipitación promedio anual es de 3,200 mm. la

humedad esta entre los 68% De acuerdo a la frecuencia, existen dos

períodos, las épocas húmedas y lluviosas (octubre a marzo) y épocas de

estiaje o secas (mayo a setiembre). (http://www.regionhuanuco.gob.pe)

b. Hidrografía

La microcuenca de la Quebrada Santa Carmen es afluente

del Río Huallaga, que este nace en la provincia Leoncio Prado de la

región Huánuco.

La Red Hidrográfica de esta región pertenece a la vertiente

del Atlántico, predominando el río Huallaga (curso medio), que cruza de

sur a norte, a donde vierten las aguas de las diferentes cuencas y

microcuencas.

Los ríos de mayor caudal son: el Huallaga,el Huayabamba,

el Mayo y el Abiseo, (http://inade.gob.pe/peah.recursos.shtml).

Aspectos Geológicos

La roca formadora de suelos que predominas en este

ámbito geográfico son: las Lutitas, Calizas, Areniscas, y Pizarras. Que

pertenecen a las Sedimentarias que se formaron en la era Terciaria es

decir hace 60 millones de años; debido al Batolito Andino.

El suelo; su relieve es accidentado, con valles aluviales

estrechos y de cortos recorridos. Son de suelos arcillosos y en las

partes bajas suelos aluviales.

Aspectos Socioeconómicos

La Actividad económica es extractiva. La región de la

cuenca posee un medio desarrollo económico, que se sustenta en la

actividad del procesamiento de la materia prima del cacao para su

comercio local, nacional e internacional. Se realiza el cultivo de papayo.

Así también el negocio de los atractivos turística como es la Catarata de

Santa Carmen en la venta de diferentes gastronomías de la Región.

El proceso de asentamiento rural en la región de la

microcuenca, ha dado lugar al establecimiento de pequeñas áreas de

cultivo, tanto alimenticios de consumo familiar y local como el yuca,

maíz, plátano, y frutas. (http://ciudadtingomaria.com.pe/recursos.shtml)

Cobertura Vegetal y Uso del Suelo

La región posee suelos en su mayoría de Protección (X Con

abundantes fuentes hídricas) aunque en una proporción mínima se

encuentran áreas de cultivo.así como de especies forestales.

Los cursos fluviales de los ríos forman acantilados de rocas

areniscas y calcáreas que presentan una abundante cobertura vegetal

arbórea.

La capacidad de uso mayor de los suelos de la región de la

microcuenca Quebrada Santa Carmen son en su mayoría Áreas de

Protección, y producción forestal. (http//www.congreso.gob.pe)

Presión y Estado de los Recursos Naturales

La Selva Alta, con suelos aluviales de pendientes elevadas,

bajas y onduladas dependiendo de su ubicación. En la zona de montaña

y selva alta predominan áreas accidentadas donde abundan los cerros

de naturaleza calcárea, relieve ondulados escarpados con suelos

aluviales desde ligeramente ácidos a ácidos, con limitado contenido de

materia orgánica y con problemas de fertilidad de suelos, aunándose

problemas de clima, en época de seca y lluvias indefinidas.

El Aprovechamiento de los recursos hídricos de las Cuencas

Hidrográficas en el Perú adolece de una planificación integral, el cual

provoca el deterioro de la calidad y cantidad.

El recurso agua que se aprovecha para múltiples actividades

tiene características globales de contaminación, la cual se origina por el

esfuerzo que el país hace por superar su estado de desarrollo.

Las actividades antrópicas están impactando negativamente sobre el recurso hídrico y los otros factores ambientales directos como son las aguas subterráneas, aspectos sociales, económicos, culturales y estéticos de las diferentes cuencas hidrográficas. (http://www. portalagrario/hidrometeorologia.gob.pe).

3.2 Materiales

3.2.1 Materiales de campo

- Machete

- Cinta métrica o Wincha de 30 m

- Botella plástica

- GPS

- Libreta de notas

- Rafia

- correntómetro

- cronometro

- cámara digital

3.3. Metodología de Estudio

- La investigación se realizo de acuerdo a los siguientes

periodos

3.3.1 Periodo de campo

Consistió en identificar las características necesarias de la

microcuenca mediante un reconocimiento in situ.

La metodología del presente trabajo se realizo con lo

descrito en lo anterior de la revisión bibliográfica, y fue netamente

práctico además de programas como el Hidroesta, Excel y Word.

3.4. Métodos

Para la determinación de caudales máximos se utilizara los

siguientes métodos:

3.4.1. Métodos empíricos

Existe una gran variedad de métodos empíricos, en general todos

se derivan del método racional. Debido a su sencillez, los métodos empíricos

tiene gran difusión, pero pueden involucrar grandes errores, ya que el proceso

de escurrimiento, es muy complejo como para resumirlo en una fórmula tipo

directo, en la que solo interviene el área de la cuenca y un coeficiente de

escurrimiento.

3.4.3. Método racional

El uso de este método, tienen una antigüedad de más de 100 años,

se ha generalizado en todo el mundo. En mayo de 1989, la universidad de

Virginia, realizó una Conferencia Internacional, en conmemoración del

centenario de la fórmula racional. El método puede ser aplicado a pequeñas

cuencas de drenaje agrícola, aproximadamente si no exceden a 1300 has ò 13

Km2. En el método racional, se supone que la máxima escorrentía ocasionada

por una lluvia, se produce cuando la duración de ésta es igual al tiempo de

concentración (tc). Cuando así ocurre, toda la cuenca contribuye con el caudal

en el punto de salida. Si la duración es mayor que el tc, contribuye asimismo

toda la cuenca, pero en ese caso la intensidad de la lluvia es menor, por ser

mayor su duración y, por tanto, también es menor el caudal.

Si la duración de la lluvia es menor que el tc la intensidad de la

lluvia es mayor, pero en el momento en el que acaba la lluvia, el agua caída en

los puntos más alejados aún no ha llegado a la salida; sólo contribuye una

parte de la cuenca a la escorrentía, por lo que el caudal será menor. Aceptando

este planteamiento, el caudal máximo se calcula por medio de la siguiente

expresión, que representa la fórmula racional:

Q=CIA360

Donde: Q= caudal máximo, en m3/s

C=coeficiente de escorrentía, que depende de la cobertura vegetal,

la pendiente y le tiempo del suelo, sin dimensiones.

I= intensidad máxima de la lluvia, para una duración igual al tiempo

de concentración, y para un periodo de retorno dado, en mm/hr.

A= área de la cuenca, en has

El coeficiente 1/360 corresponde a la transformación de unidades.

Para el caso en que el área de la cuenca esté expresado en km2 la

formula es:

Q= CIA/3.6

Siendo los demás parámetros con las mínimas unidades.

3.4.4. Método de Mac Math

La fórmula de mac math, para el sistema métrico, es la siguiente:

Q= 0.0091 CIA4/5S1/5

Donde:

Q= caudal máximo con un periodo de retorno de T años, en m3/s.

C= factor de escorrentía de mac math, representa las

características de la cuenca.

I=intensidad máxima de la lluvia, para una duración igual al tiempo

de concentración y un periodo de retorno de T años, mm/hr.

A= área de la cuenca, en has

S= pendiente promedio del cauce principal, en %

De los parámetros que intervienen en esta fórmula, sobre el que se

tiene que incidir, es sobre el factor C, el cual se compone de tres componentes,

es decir:

C=C1+C2+C3

Donde: C1= está en función de la cobertura vegetal

C2= está en función de la textura del suelo

C3= está en función de la topografía del terreno

Estos valores se muestran en la tabla

Tabla1. Factor de escorrentía de Mac Math

Vegetación Suelo Topografía

Cobertura % C1 textura C2 Pendiente % C3

100 0.08 Arenoso 0.08 0.0 – 0.2 0.04

80 – 100 0.12 Ligera 0.12 0.2 – 0.5 0.06

50 – 80 0.16 Media 0.16 0.5 – 2.0 0.06

20 – 50 0.22 Fina 0.22 2.0 – 5.0 0.10

0 - 20 0.30 Rocosa 0.30 5.0 – 10.0 0.15

3.4.5. Tiempo de concentración (tc)

Se denomina tiempo de concentración, al tiempo transcurrido,

desde que una gota de agua cae, en el punto más alejado de la cuenca hasta

que llega a la salida de ésta (estación de aforo). Este tiempo es función de

ciertas características geográficas y topográficas de la cuenca. El tiempo de

concentración debe incluir los escurrimientos sobre terrenos, canales, cunetas

y los recorridos sobre la misma estructura que se diseña.

3.4.6. Kirpich

Según Kirpich, la fórmula para el cálculo del tiempo de

concentración es:

t c=0.0195(L3/H )0.77

Donde:

tc= tiempo de concentración, en min

L= máxima longitud del recorrido, en m

H= diferencia de elevación entre los puntos extremos del cauce

principal, en m

3.4.7. Método de la Curva Número

La cantidad de escorrentía es la cantidad de precipitaciones

menos las pérdidas, es decir:

Q (escorrentía) = P (lluvias) - L (pérdidas)

Un método más exacto consiste en reconocer que las

pérdidas van a variar en función de la precipitación durante la tormenta y

según la cantidad de humedad que pueda absorber el suelo. Esta es la

base de la fórmula del servicio de conservación de suelos de los

Estados Unidos:

donde:

Q es la escorrentía en mm

I es la lluvia de la tormenta en mm

S es la cantidad de lluvia, en mm, que puede absorber el suelo durante la

tormenta.

El método para calcular el efecto de las condiciones en la

cuenca, utilizando algunas variables diferentes, es conocido como el

Método de Curvas de Escorrentía del Servicio de Conservación de

Suelos. Se toman en consideración cuatro variables y en cada caso se

tiene que hacer una selección a partir de una lista de alternativas. Hay

diez categorías de uso o cobertura de la tierra, como se indica en la

primera columna de la tabla 2, con una opción entre dos o tres prácticas

de conservación del suelo adecuadas como el cultivo en curvas de nivel

y la construcción de terrazas. El estado hidrológico de la cuenca se

califica de bueno, regular o malo, y dentro de estas categorías se

pueden efectuar evaluaciones subjetivas. En lo que respecta a las tierras

arables, el estado hidrológico indicará si la rotación facilitará las

infiltraciones y dará lugar a una buena capacidad de laboreo. Para los

pastizales, la evaluación tiene en cuenta la densidad de la cubierta

vegetal, clasificándose de "buena" una cubierta de más del 75% y de

"mala" una cubierta de menos del 50%. En lo que respecta a los

bosques, los criterios son la profundidad de los restos vegetales y del

humus, y la compacidad del humus. Por último, al suelo se le encuadra

dentro de uno de los cuatro grupos de suelo hidrológicos descritos en el

tabla 3.

Una desventaja de este método es que se funda en

evaluaciones subjetivas (es decir, no mensurables) así como en criterios

sobre hechos reales. Las variables se agrupan como en el tabla 2 para

dar un número de curva que puede oscilar entre 25 y 100. Cuando las

condiciones dentro de la cuenca hidrográfica son variables es posible

calcular una media ponderada. El procedimiento consistirá primeramente

en definir el área según el grupo de suelo y luego según el uso de la

tierra, para obtener el número de la curva correspondiente a cada

tratamiento y condición.

Tabla 2. Estimación de los números de las curvas de escorrentía

Uso cobertura de la Tierra Tratamiento o Práctica Agrícola Estado Hidrológico

Grupo hidrológico de suelo

Barbecho En surcos rectos

-

Cultivos en surcos En surcos rectos

Ma

lo

En surcos rectos

Bueno

En curvas de nivel

Malo

En curvas de nivel

Bueno

En terrazas

Malo

En terrazas

Bueno

Cereales secundariosEn surcos

rectos

Malo

En surcos rectos

Bueno

En curvas de nivel

Malo

En curvas de nivel

Bueno

En terrazas

Malo

En terrazas Bue

no

Leguminosas sembradas densas o pradera en rotación

En surcos rectos

Malo

En surcos rectos

Bueno

En curvas de nivel

Malo

En curvas de nivel

Bueno

En terrazas

Malo

En terrazas

Bueno

Praderas naturales o artificiales MaloRegularBueno

En curvas de nivel

Malo

En curvas de R

nivel

egular

En curvas de nivel

Bueno

Pradera (permanente)

Bueno

Bosques (explotación de parcelas)

MaloRegularBueno

Granjas -

Caminos -

Tabla 3. Grupos hidrológico de suelo

Grupo

hidrológico del

suelo

Potencial de

escorrentía

Infiltración cuando

la tierra está

húmeda

Suelos típicos

A Escaso AltaArenas y grava excesivamente

drenadas

B Moderado Moderada Texturas medias

C Medio Lenta Textura fina o suelos con una capa que

impide el drenaje hacia abajo

D Elevado Muy lenta

Suelos de arcillas hinchadas o

compactas o suelos poco profundos

sobre capas impermeables

El método de la curva de escorrentía puede aplicarse para

calcular escorrentías de una tormenta individual, o precipitaciones

semanales, mensuales o anuales. Es igualmente posible utilizarlo para

obtener estimaciones de los caudales de escorrentía máximos, siendo

un ejemplo de esto lo comunicado por FAO (1976), aunque los autores

insisten en que es un ejemplo de los casos en que la extrapolación sólo

es permisible a un área de condiciones climáticas similares cuando se

han efectuado comparaciones exactas ya que, de lo contrario, debe

procederse con suma cautela.

El Servicio de Conservación de Suelos después de estudiar

un gran número de pequeñas cuencas estableció una relación para

estimar S a partir del Número de Curva N, mediante la siguiente

ecuación:

N=100010+S ó

S=1000N

−10

En ésta última ecuación S está expresada en pulgadas, para

expresarlo en centímetros hay que realizar la transformación de

unidades.

S=2540N

−25 . 4

Condición Hidrológica

La condición Hidrológica se refiere a la capacidad de la

superficie de la cuenca para favorecer o dificultar el escurrimiento

directo, esto se encuentra en función de la cobertura vegetal.

Tabla 4. Condición Hidrológica de la Cuenca

Cobertura vegetal Condición hidrológica

>75% del área Buena

Entre 50% y 75% del área Regular

< 50% del área Pobre

3.8.1. Resultados obtenidos de la delimitación de una cuenca

y de precipitación:

o Área de la cuenca

o Longitud y ancho de la cuenca

o Longitud del cauce principal

o Pendiente del cauce principal

o Cuaderno de Apuntes

o Cronometro

o Flotador

o Programa Hidroesta

o Hoja de Calculo

IV. RESULTADOS

“Mini Cuenca Santa Carmen”

Área de la cuenca : 8.54 Km2

Perímetro de la cuenca : 51.88 Km

Longitud del cauce principal : 4.88 Km

Longitud máxima del cauce principal : 5.007 Km

Cota más alta Cauce Principal : 1560 m.s.n.m

Cota de desfogue : 640 m.s.n.m

Pendiente del cauce : 18.37%

4.1. Calculo del caudal y velocidad del cauce por el método del flotador.

Cuadro 1. Toma de datos de la sección A

N° Medic.m profundidad area x c/dist.(m2) velocidad media m/s1 0.00 0.00 - 02 0.01 0.23 0.12 0.0103 0.02 0.35 0.29 0.0024 0.02 0.48 0.42 0.0025 0.04 0.54 0.51 0.0046 0.05 0.52 0.53 0.0047 0.06 0.48 0.50 0.0058 0.07 0.37 0.43 0.0069 0.75 0.30 0.34 0.067

Area secc. A m2 3.12 0.01

seccion A

N° Medic.cm profundidad area x c/dist.

(cm2)velocidad media m/s

1 0.00 0.00 - 02 50.00 13.00 325 0.33 100.00 35.00 1200 0.34 150.00 36.00 1775 0.35 200.00 28.00 1600 0.36 250.00 29.00 1425 0.77 300.00 19.50 1212.5 0.38 350.00 22.00 1037.5 0.39 400.00 11.00 825 0.3

10 450.00 18.70 742.5 0.311 500.00 0.00 467.5 0

Area secc. A cm2 10610 0.28

Cuadro 2. Toma de datos de la sección B

seccion BN° Medic.cm profundidad area x c/dist.(cm2) velocidad media m/s1 0.00 0.00 - 02 60.00 11.50 345 0.33 120.00 12.80 729 0.34 180.00 16.00 864 0.35 240.00 16.50 975 0.7

6 300.00 17.00 1005 0.77 360.00 20.00 1110 0.78 420.00 13.00 990 19 480.00 8.00 630 0.7

10 540.00 12.00 600 0.711 600.00 0.00 360 0

Area secc. A cm2 7608 0.49

ancho de la seccion A = 5 m VEL. MEDIA m/s 0.39ancho de la seccion B = 6 m AREA TOTAL m2 1.8218longitud del cauce tomado = 11 m

Figura1. Perfil de la sección A

Figura 2. Perfil de sección B

Cuadro 3. Calculo de la velocidad

V=L/t

velocidad de la superficie (l/t)

velc.x dia L(m)T(seg

) velc.(m/seg)x diav1 11 41.79 0.263v2 11 41.56 0.265v3 11 41.93 0.262v4 11 41.41 0.266v5 11 41.94 0.262v6 11 41.65 0.264v7 11 36.15 0.304v8 11 42.40 0.259v9 11 41.89 0.263

PROMEDIO 41.19 0.268

4.2. Cálculo del Caudal máximo de la minicuenca Santa Carmen

4.2.1. Calculo del Caudal por el Método Racional

a). coeficiente de escorrentía

El cálculo de los coeficientes de escorrentía se realizó con el programa hidroesta se estimó para 5 áreas que abarca toda la minicuenca un C ponderado.

Cuadro 5. Calculo de 5 áreas de la cuenca

poligono area_ha

163.99071

6

2157.3470

2

3284.6999

1

4315.1526

6

532.80970

6854.0000

0

Cálculo del caudal máximo utilizando el método Racional

Serie de datos de área, cobertura y de C parciales:-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- N° Área Cobertura Textura Pendiente C

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 63.99 áreas semi-urbanas 18.37 0.4 2 157.34 áreas semi-urbanas 18.37 0.4 3 284.69 Forestal Arcillosa 18.37 0.6 4 315.15 Forestal Arcillosa 18.37 0.6 5 32.8 Forestal Franco arcillolimosa 18.37 0.5 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

C ponderado: 0.54Area total: 853.97 has

Cálculo del I máxima:

Resultados de los cálculos:----------------------------------------------------------------------------------------------------Coeficiente C: 0.54Área de la cuenca: 853.97 has

b). Calculo tiempo de concentración

Tc= 0.0195 (L3/H)0.385

Tc= 0.0195 (50073/920)0.385

Tc= 26.42 26 min

c). calculo de Intensidad para d=15 min y T= 10 años

Asumiendo la Imax= 39 mm/hr

d). Calculo del caudal máximo Q:

Q = CIA = (0.54)(39)(853.97) = 49.95 m3/s

360 360

4.3. Hidrograma triangular y el Hidrograma Adimensional de la cuenca Asunción Saldaña.

4.3.1 Ecuación de kirpish

Tc = 0.000325 L0.77/ S0.385

Tc= 0.000325 (5007) 0.77/ (0.1837) 0.385

Tc= 0.47 hrs.

Tr = 0.6 tc

Tr= 0.6 (0.47) = 0.28 hrs

de = 2√tc

de = 2√ 0.47 = 1.37hrs

tp= (de/2)+tr

tp= (1/2)+ 0.28 = 0.78 hrs

tb = 2.67tp

tb = 2.67(0.78) = 2.08 hrs

Qp= 0.5555*A/tb (suponiendo un hpe=39 mm)

Qp= 0.5555*(39*8.54)/ 2.08

Qp= 88.87 m3/s

Figura 4. Hidrograma triangular de la minicuenca Santa Carmen

Cuadro 6. Datos para realizar el Hidrograma Adimensional

t / tp Q / Qp t Q0 0 0.00 0.00

0.1 0.015 0.08 1.360.2 0.075 0.15 6.810.3 0.16 0.23 14.520.4 0.28 0.31 25.410.5 0.43 0.38 39.020.6 0.6 0.46 54.440.7 0.77 0.53 69.870.8 0.89 0.61 80.760.9 0.97 0.69 88.021 1 0.76 90.74

1.1 0.98 0.84 88.921.2 0.92 0.92 83.481.3 0.84 0.99 76.221.4 0.75 1.07 68.051.5 0.65 1.15 58.981.6 0.57 1.22 51.721.8 0.43 1.37 39.022 0.32 1.53 29.04

2.2 0.24 1.68 21.782.4 0.18 1.83 16.332.6 0.13 1.99 11.802.8 0.098 2.14 8.893 0.075 2.29 6.81

3.5 0.036 2.67 3.27

4 0.018 3.05 1.634.5 0.009 3.44 0.825 0.004 3.82 0.36

Figura 5. Hidrograma Adimensional de la minicuenca Santa Carmen

4.5. Realización del cálculo del caudal máximo de la cuenca Asunción Saldaña con ayuda del programa Hidroesta para los Métodos: Racional, Curva Número y MacMath.

4.5.1. Método racional

Haciendo uso del Hidroesta:

Calculo del C:

C ponderado: 0.54

Calculo del I:

Tomamos la Imax : 39 mm/hr

Calculo del Q máx.:

Qmáx. =49.957 m3/s.

4.5.2. Método MacMath

a). Calculo con ayuda del programa Hidroesta

Qmáx. = 47.915 m3/s.

4.5.3. Curva número

Para la obtención del caudal por médio de este método se tienen los

siguientes datos de precipitacion diárias correspondientes la mes de

junio desde el 1 – 20 del año 2012, de la estacion meteorológica Joge

Abelardo Quiñonez.

Cuadro 7. Datos de Pp diaria

fecha Pp total mm

1 82 03 04 05 336 87 31.48 4.19 0

10 011 012 013 014 015 016 017 818 2.519 0.320 0.3

Pp máxima = 33 mm

Para un tc=0.47 h se tiene un q=0.226

Áreas con presencia de arcillas y com alto potencial de escurriemiento esta ubicado em el grupo D

Con área vegetal, mas de 75 % condicion hidrológica Buena Muy poca precipitacion considerando un CHA-I estacion seca

Para poder hallar CHA-I prinero convertir

N(II)=77

P=33 mm

N(I)=4.2*77/10-0.058*77

N(I)= 58.4 = 58

Q= [58(33+50.8)-5080]2 / 58[58(33-203.2)+20320]

Q= 0.079 mm

Qmax = 0.079*0.226*8.54

Qmax = 0.152 m3/s

4.6. Con los datos de otros ríos (Río Ica– Ica años 1922 - 1998) se realizó

los cálculos haciendo uso de la metodología estadística

4.6.1. Método de Nash (Rió Ica – Ica)

Caudal de diseño 637.8927 m3/s

4.6.2. Método de Gumbel (Rió Ica- Ica)

Caudal de diseño = 743.2841 m3/s

IV. DISCUSIONES

Según (VILLON, 2002) el método racional solo puede ser aplicable

a cuencas que no excedan los 1300 has o 13 km2. La cuenca analizada posee

8.54 km2, es decir si podemos determinar el caudal máximo mediante este

método, por fines didácticos y para la comparación se realizó este método.

Debido a los escases de datos hidrométricos, se supuso algunos

datos, para determinar el caudal máximo se empleó el Hidrograma unitario

triangular el cual nos proporciona datos como tiempo base, tiempo pico, tiempo

de retraso y caudal pico, pero no nos proporciona mas información con sumo

detalle. El caudal máximo por el método de hidrograma unitario triangular será

tomado en cuenta, ya que se ajusta más a la realidad, mencionada en el

anterior párrafo.

VI. CONCLUSIONES

Se pudo determinar la velocidad media en las dos secciones por

medio del correntómetro dando como resultado 0.39 m/s.

El caudal Máximo determinado por el método del flotador para los 9

días de análisis de datos del mes de junio del 2012 fue 0.55443 m3/s el caudal

Mínimo determinado 0.47269 m3/s.

Se utilizaron dos métodos, el de Mac Math y el método Racional; se logro obtener resultados pero con ciertas diferencias. Método de Mac Math el Qmax=47.915 m3/s, y con el método racional Qmax= 49.957 m3/s.

Se pudo determinar el caudal máximo por el método de la curva

numero con los datos de precipitación del mes de junio del 2012 del 1 – 20 de

dicho mes, obteniéndose como resultado un Qmax=0.152 m3/s.

VII. RECOMENDACIONES

Dar charlas de orientación de los pobladores sobre la

contaminación de la minicuenca Santa Carmen, ya que en toda su cauce hay

atractivos turísticos como la catarata Santa Carmen y la Alcantarilla y

representa un recurso paisajisto para toda la provincia.

Implementar equipos Publiográficos y pluviométricos ya que se

necesitan estos registros para poder interpretar los parámetros meteorológicos.

VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

CHAVEZ, R. (1994). Hidrologìa para ingenieros.1ed. Edit. Fondo Editorial De

La Pontifica Universidad Católica Del Perú. Lima-Perú.

MOLINA, M. (1984). Hidrologìa. 1ed. Publicaciones del departamento de

recursos de agua y tierra. Lima-Perú.

MONSALVE S. 2001. Hidrológica en la ingeniería. 2da. Edición. Ed.

Alfoamericana. Colombia.

VASQUEZ, A. 2000 Manejo de Cuencas Hidrográficas. Tomo 1. Escuela

Superior de Administración de Agua Charles Sutton. 1ed.

Universidad Nacional Agraria de La Selva.

VILLON M. 2000. Hidráulica de canales. 4ta. Edición. Ed. Villon. Lima. Perú

MEDICION DE CAUDALES. [En Línea ] . http://www.

Cepis.ops-oms.org/bvsatr/fulltext/operación/cap5.pdf. Documento 15

de Febrero del 2006.

TECNICAS PARA MEDICION DE FLUJOS. [En Línea ] http://www.64.233.179.104/search?

q=cache:vzHwNYa5wsI:p2uted.edu/espanol/manual8/

Appdvi.cfm+aforo+con+vertedero&hl=es&gl=pe&ct=clnk&cd=1&lr=la

ng. Documento 26 de Febrero 2006.

ANEXOS

MEDICION DE LOS TIEMPOS POR CADA DIA

03 noviembre 2012 Hora: 12:10 Pm

02 noviembre 2012 Hora: 11:50am

01 noviembre2012 Hora: 12.25 Pm

31 octubre 2012 Hora: 12:55 Pm

t1 41.23 t1 40.56 t1 40.31 t1 40.9

t2 41.35 t2 40.65 t2 41.23 t2 41.3

t3 42.2 t3 42.36 t3 42.65 t3 42.4

t4 40.63 t4 42.62 t4 40.35 t442.1

1

t5 40.25 t5 41.95 t5 41.56 t5 42.3

t6 41.56 t6 41.86 t6 42.36 t6 40.6

t7 40.62 t7 42.87 t7 42.85 t742.9

4

t8 41.26 t8 41.45 t8 41.96 t8 42.5

t9 42.01 t9 42.85 t9 41.87 t942.6

3

t10 42.95 t10 42.14 t10 40.45 t1040.2

6

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07 noviembre2012 Hora: 11:50 am

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