HIDROGRAMALos hidrogramas son representaciones visuales de la variacin de la corriente o de la profundidaddel roen el tiempo. Estos grficos tambin se pueden utilizar para representarla descargade agua, que es una medida del flujo de volumen de agua por unidad de tiempo, tal como metros cbicos por segundo.El hidrograma se define como la grfica que relaciona la variacin del caudal de una fuente a medida que transcurre el tiempo .se tienen dos tipos principales de hidrogramas.

EL HIDROGRAMA ANUAL, registra las variaciones de caudal de una fuente, para un periodo de tiempo de un ao, como muestra la siguiente Figura.

HIDROGRAMA PARA UN EVENTO, el cual muestra el comportamiento del caudal para una precipitacin o tormenta en particular. Este hidrograma tiene la forma que se muestra enla Figurade abajo observamos varios puntos representativos. El punto A, se denomina punto de levantamiento y corresponde al momento en el que la escorrenta comienza a llegar al punto de salida de la cuenca. El punto B, se llama caudal pico y es el mximo caudal que genera la escorrenta, es importante con fines de diseo, dado que condiciona el tamao de las obras hidrulicas de control. El punto C, denominado punto de inflexin, representa el momento en el cual termina la escorrenta superficial, es el comienzo de la curva de vaciado, es decir el tiempo que demora en salir de la cuenca el agua aportada por la lluvia. El punto D, representa el final de la escorrenta directa. El tiempo base indica el tiempo total que se produce escorrenta. El tiempo de crecida indica el tiempo transcurrido desde el inicio de la escorrenta hasta el momento en que se alcanza el caudal pico.

Donde tc, corresponde al tiempo de concentracin [min]; l, corresponde a la longitud mxima de recorrido de la cuenca [m] y H, la diferencia de elevacin entre el punto ms alto de la cuenca y el desage o salida [m].Existen varios mtodos para determinar el caudal que genera la escorrenta debida a una lluvia en particular, presentaremos los ms aplicados en la ctualidad.MTODO RACIONAL.Es probablemente el modelo ms antiguo de prediccin de caudales debido a escorrenta, este mtodo es todava ampliamente utilizado para el diseo de estructuras hidrulicas. Sin embargo, para cuencas hidrogrficas, se recomienda su utilizacin para reas menores a100 ha.

Q, es el caudal debido a escorrenta [m3/seg]; C, es el coeficiente de cobertura; A, es el rea de la cuenca [ha] e I, es la intensidad mxima de la precipitacin parauna duracin equivalente al tiempo de concentracin de la cuenca [mm/h]. Este valor se obtiene del diagrama IDF.El valor del coeficiente de escorrenta, es uno de los ms difciles de determinar, sin embargo se pueden dar los siguientes valores indicativos:como la mayora de las cuencas hidrogrficas poseen reas ocupadas por los tres elementos anteriores, se calcula un coeficiente de escorrenta que tenga en cuenta lo anterior:Donde los subndices B, C y P, corresponden a Bosques, Cultivos y Pastos.

HIDROGRAMA UNITARIO. Este mtodo fue definido por Sherman en 1932 y define el hidrograma unitario de una cuenca como el hidrograma que producira la escorrenta directa, al contar con una precipitacin unitaria, con una duracin determinada. Por ejemplo una lluvia de1 mmen 1 hora, o una lluvia de1 mmen 2 horas. El hidrograma unitario, presenta dos propiedades fundamentales, el principio de aditividad y el principio de afinidad.EL PRINCIPIO DE AFINIDAD, implica que si se cuenta con el hidrograma unitario para una cuenca, se podr construir el hidrograma para cualquier precipitacin, simplemente multiplicando las ordenadas por el valor de precipitacin que se quiere obtener. Por ejemplo si se tiene el hidrograma unitario de la cuenca, es decir el producido por una precipitacin de 1mm durante una hora y se quiere obtener el hidrograma producido por una precipitacin de3 mmen una hora, solo basta con multiplicar por tres las ordenadas del hidrograma unitario.

Las caractersticas de un hidrograma ya definidas en el tema del ciclo hidrolgico y en el agua en la zona no saturada del suelo, parte de la base de generada una precipitacin, sta puede dividirse en precipitacin en exceso, e infiltracin, que se traducen en los componentes del escurrimiento: superficial, subsuperficial y subterrneo, o escurrimientos directo y de base.

HIDROGRAMA UNITARIO TRIANGULAREl ms sencillo de los hidrogramas unitarios es elhidrograma unitario triangular, desarrollado por elSoil Conservation Servicedel Departamento de Agricultura de los Estados Unidos.Se aplica a cuencas pequeas y homogneas y produce resultados aceptables en el clculo de caudales de creciente generados por escorrenta. La lluvia unitaria que se aplica al hidrograma es 1 mm delluvia de exceso.Las componentes del hidrograma unitario triangular se deducen de las caractersticas morfomtricas de la cuenca y se expresan por medio de las siguientes frmulas:tp = D/2 + 0.6 tc T = 8/3 tp qp = A / ( 1.8 T )Clculo del pico de crecienteUna vez que se han definido las caractersticas morfomtricas de la cuenca vertiente y se ha realizado el anlisis de los aguaceros histricos, aplicando la curva de intensidad-duracin-frecuencia, se obtiene la siguiente informacin:A, tc Caractersticas morfomtricasD, Tr, imx Del anlisis de aguaceros.La duracin de la lluvia es aquella que produce el mximo valor de qp y se determina por medio de aproximaciones sucesivas. Inicialmente se hace D = tc y luego se prueba con valores mayores y menores que el inicial hasta encontrar el mximo qp.Se calcula la lluvia total del aguacero, P en mm: P = D . imxLa lluvia de exceso, Pe, es una parte de P y se determina realizando anlisis de ndices de infiltracin y de prdidas, o aplicando la metodologa del Soil Conservation Service que se basa en las caractersticas de los suelos y en el ndice CN.Por ltimo el caudal pico de creciente de escorrenta, Qp, con frecuencia Tr resulta: Qp = Pe . qpEjemploEn el sitio de captacin para un acueducto la corriente natural que se seleccion como fuente de abastecimiento drena un rea de 5 km2, su cauce tiene una longitud de 3 km y una pendiente aproximadamente constante del 4 %. La cuenca se considera homognea porque tanto el uso del suelo como la morfologa del terreno son ms o menos uniformes.Dentro de la cuenca no hay estaciones hidrolgicas, pero hay un estudio general de la regin que se basa en el anlisis de estaciones vecinas. De acuerdo con las curvas de intensidad-duracin-frecuencia del estudio regional se han definido las intensidades mximas para diferentes duraciones y perodos de retorno. En este caso particular se estima que la lluvia de exceso es del orden del 25 % de la lluvia total de un agacero tpico.Se pregunta en cunto puede estimarse el caudal pico de creciente con perodo de retorno de 25 aosDatos: A = 5 km2 L =3 km S = 0.04 m/m Tr=25 aosClculos:Por tratarse de una cuenca pequea, donde se espera que tc sea menor de 1 hora puede utilizarse la frmula de Kirpich para el clculo del tiempo de concentracin.tc =.067 ( L / S0.5)0.770.54 horasD = tc (aproximadamente) 0.54 horastp 0.59 horasT 1.57 horas qp1.77 m3/s/mm imx(dato del estudio regional para D, Tr) 45 mm/h P 22.5 mm Pe 5.6 mmQp 10.2 m3/s

RESULTADO: El caudal pico de creciente es del orden de 10 m3/s.

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