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Hidrología General Universidad San Pedro

UNIVERSIDAD SAN PEDRO

FACULTAD DE INGENÍERIA

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO : Hidrología General

TEMA : Cuenca Hidrográfica - Avance

DOCENTE : Ing. Dante Salazar Sánchez

ALUMNA : PRINCIPE JIMENEZ JORGE

CICLO : VII

CODIGO : 2008200178

CHIMBOTE – PERÚ

2013

INDICE

Ing. Dante Salazar Sánchez 1


A. PRESENTACION

B. INTRODUCCION

C. DELIMITACION DE CUENCA

a) ORDEN DE LA CUENCA

D. CARACTERISTICAS FISIOLOGICAS

1. PARAMETROS GEOMORFOLOGICOS

a) SUPERFICIE DE LA CUENCAb) PERIMETRO DE LA CUENCA

2. CURVAS HIPSOMETRICAS

a) CURVAS DE NIVEL DELA CUENCAb) CURVA HIPSOMETRICAc) FRECUENCIA DE ALTITUDES MEDIA

E. INDICE REPRESENTATIVOS

a) INDICE FACTOR DE LA CUENCAb) INDICE DE COMPACIDAD O GRAVELIUSc) RECTANGULO EQUIVALENTE

F. INDICE DE PENDIENTE

G. PENDIENTE DE LA CUENCA

a) CRITERIO DE ALVORDb) CRITERIO DE RECTANGULO EQUIVALENTE

H. PERFIL LONGITUDINAL DEL CURSO DE AGUA

I. PENDIENTE DE CAUSE

a) METODO PENDIENTE UNIFORMEb) METODO DE TAYLOR SCHWARS

J. PRECIPITACION

a) METODO DE ARITMETICOb) POLIGONO DE THIESSENc) METODO DE LAS ISOYETAS

K. ANALISIS DE TORMENTA

a) HISTOGRAMAb) CURVA MASA DE PRECIPITACION

L. BALANCE HIDRICO

M. BIBLIOGRAFIA

PLANO



PRESENTACIÓN

Son muchas las aplicaciones del resalto hidráulico en ingeniería, en acueductos, aliviaderos, alcantarillas, vertederos, zanjas de drenaje pero también la naturaleza no está exenta de este tipo de fenómenos que mejor ejemplo que los arroyos o ríos, con sus saltos de agua. La importancia del resalto hidráulico se basa en que es un destructor de energía que permite así reducir la velocidad de la corriente y evitar posibles daños.Hemos intentado hacer un trabajo breve pero exhaustivo de la materia, poniendo nuestro esfuerzo de modo que el trabajo fuese instructivo, de fácil lectura e interesante.En el desarrollo del texto se ha huido intencionadamente del artificio matemático al que se presentan estas materias. Por el contrario, nos hemos esforzado en exponer de forma clara sencilla y con rigor, los conceptos físicos correspondientes.



INTRODUCCION

El presente informe describe el proceso del modelamiento hidrológico de la cuenca del río PAMPAS, que se ubica en el distrito de SAPALLANGA provincia de HUANCAYO departamento de JUNIN.

Para realizar el modelamiento hidrológico se utilizó el sistema de información geográfica (carta nacional), en la cual ubicamos el punto de aforo, delimitamos la cuenca y determinamos sus características fisiológicas. El objetivo del modelamiento hidrológico de la cuenca del río PAMPAS fue evaluar el comportamiento de las lluvias en diferentes periodos de tiempo, así como identificar áreas específicas donde se produce la mayor cantidad de sedimentos que son destinados al caudal del río.



Ubicación y Demarcación de la Cuenca

Ubicación Geográfica

La Cuenca del río Pampas incluye a las regiones de Apurímac, Huancavelica y Ayacucho, forma parte del sistema hidrográfico de la vertiente del Atlántico, se encuentra ubicada entre las coordenadas UTM Datum WGS 84: 473000 y 710000 E y 8 590000 y 8 365000 N. En la Figura N°2.1, se presenta la ubicación de la cuenca y las cartas nacionales a escala 1/100 000 que se ubican dentro de ella.

Demarcación Hidrográfica

La cuenca del río Pampas forma parte de la vertiente del Océano Atlántico y limitacon las siguientes cuencas:Por el Norte: Mantaro, e Intercuenca Bajo Apurímac.Por el Este: Intercuenca Alto Apurímac e Intercuenca Bajo Apurímac.Por el Sur: Yauca, Ocoña e Intercuenca Alto Apurímac.Por el Oeste: Pisca, Ica, Grande y Acarí.

se muestra la cuenca del río Pampas y sus límites correspondientes a nivel de cuencas e intercuencas.

Accesibilidad – Vías de Comunicación

La principales vías de comunicación terrestre de Lima hasta Huamanga Ayacucho, lo constituyen la Panamericana Sur y la carretera de penetración que toma un desvió al Este, a la altura de la localidad de San Clemente; también hay otras carreteras que comunican Huamanga con Andahuaylas, Abancay y San Francisco, Quimbiri, Huamanga Chincheros. En el Cuadro N°2.3 se muestra la vía de acceso a Ayacucho.

También existe la comunicación de Lima - Huamanga (Ayacucho) mediante vía aérea.



Estaciones Meteorológicas

Estación Pampas

Se encuentra ubicado en el centro poblado río Blanco, se llega por medio de una trocha, en cinco minutos desde el Puente Pampas, tomando un desvío a la izquierda cuando se va desde Ayacucho a Chincheros.

Se pudo observar que la estación se encuentra en regular estado de conservación, presentando enrejado con mallas metálicas, tiene pluviómetro, caseta meteorológica, anemómetro. En el interior del área cercada por la malla, en donde se encuentran los instrumentos meteorológicos, han sembrado árboles frutales, así también el área enmallada está rodeada por árboles frutales altos y frondosos, como se puede apreciar en las fotografías.

Estación Chipao

Se encuentra ubicado en el distrito de Chipao, la operación estuvo a cargo del Instituto Tecnológico de Chipao, pero por falta de personal no se tienen registros de los instrumentos que tiene la estación.

Se pudo observar que la estación se encuentra en regular estado de conservación, presentando enrejado con malla metálica, tiene pluviómetro, caseta meteorológica con termómetro de máximas y mínimas, como se puede apreciar en las fotografías adjuntas.

Estación Andamarca

Se encuentra ubicado en el distrito de Andamarca, la operación estuvo a cargo del Instituto Tecnológico de Andamarca, pero por falta de personal no se tienen registros de los instrumentos que tiene la estación. Se pudo observar que la estación se encuentra en regular estado de conservación, presentando enrejado con malla metálica, tiene pluviómetro, caseta meteorológica con termómetro de máximas y mínimas, como se puede apreciar en las fotografías adjuntas.



CULTIVO DE LA ZONA

Se siembra actualmente diversos cultivos siendo los principales: papa, maíz, trigo, cebada, arveja, haba.

Coeficiente de Cultivo

Papa:

Maíz:

Trigo:

Cebada

Arveja

Haba


Inicial Desarrollo Medio Maduración

0.45 0.75 1.15 0.85

Inicial Desarrollo

Medio Maduración

0.40 0.80 1.15 0.70

Inicial Desarrollo

Medio Maduración

0.45 0.75 1.15 0.85

Inicial Desarrollo Medio Maduración

0.35 0.75 1.15 0.45

Inicial Desarrollo

Medio Maduración

0.45 0.75 1.15 1.00

Inicial Desarrollo

Medio Maduración

0.45 0.75 1.15 0.85


CLIMATOLOGÍA

Variables Climáticas

En muchas áreas del planeta, específicamente en países subdesarrollados, la investigación hidrológica se dificulta por la escasez de series confiables de datos de largo plazo, ya que obstaculizan la aplicación y desarrollo de modelos hidrológicos. En muchas regiones las redes hidrometeorológicas son muy poco densas e incluso inexistentes debido, entre otras razones, a que su establecimiento y mantenimiento es oneroso, particularmente, por el costo del equipo, su operación y el desarrollo de bases de datos.

Temperatura

En el ámbito de la cuenca del río Pampas, el CRU registra desde 1960 hasta 1990 información del comportamiento de esta variable, cuyos registros han sido utilizados para determinar su variabilidad a nivel de toda la cuenca del río Pampas; información que ha servido para elabora el Mapa Nº13 Isoterma Anual n el Cuadro N°3.7 se presenta la variación media mensual de la temperatura en el ámbito de la cuenca del río Pampas desde los 1157 a los 4788 msnm, un cuadro resumen de esta variación se presenta a continuación:

Velocidad del Viento

En la cuenca del río Pampas, el CRU registra desde 1960 hasta 1990 información climática, la cual ha servido para analizar el comportamiento de esta variable en la en la cuenca. En el Cuadro N°3.15 se presenta los promedios mensuales de la velocidad del viento en cada una de las estaciones, que se ubican desde los 1157 a los 4788 msnm, un cuadro resumen de esta variación se presenta a continuación:



I. DELIMITACION DE CUENCA

II. CARACTERISTICAS FISIOLOGICAS

1. PARAMETROS GEOMORFOLOGICOS

USO DE SOFWARE:

SEGÚN AutoCAD

Medidas en el AutoCAD

A=421202.29

L=954.87U



a) PERIMETRO DE LA CUENCA

CONVERSION A METROS

1000U→1m954.87U→L

L=954.87U ×1m1000U

=0.954 .87m

CONVERSION A ESC: 1/100000

1m=100000m

1m→100km0 .954 .87m→LReal

LReal=0.954 .87m×100 km

1m=95.5Km

b) AREA DE LA CUENCA

CONVERSION A METROS

(1000U )2→1m2

22045.3878U 2→A

A=421202.29U2×1m2

1000000U 2 =0.042120229m2


1m=100000m1m=10000k m2

1m2→10000k m2

0.042120229m2→AReal

AReal=0.042120229m2×10000k m2

1m2 =421.202K m2



FORMA MANUAL:

SEGÚN BALANZA:

Para realizar este método se delimito primero la cuenca, después se procedió a copiar la sección de la cuenca en una cartulina a escala 1/100000 además de un cuadrado de 10 x 10 cm.

Una vez cortada la sección de la cuenca y el cuadrado se pesó en una balanza electrónica y se anotaron los pesos correspondientes.

a) AREA DE LA CUENCA

Cuadrado :10 x10cm AreaCuadrado :100cm2

PesoCuadrado :1.5gr PesoCuenca :6.4 gr


1m→100000m1m→100km1cm→1km

1cm2→1km2

100cm2→X

Acuadrado=100km2

HALLANDO AREA DE LA CUENCA:

Acuadrado=100km2

Pesocuadrado : 1.5gr

100km2→1.5 grACuenca→6.4 gr

Areal=426.67km2



SEGÚN HILO PABILO

Para este método primero se delimito la cuenca, se repasó sobre ella el hilo pabilo encerado con vela y se procedió a medir la longitud resultante.

b) PERIMETRO DE LA CUENCA

Longitud dehilo=92.5cm


1cm→1km92.5cm→Pcuenca

Pcuenca=92.5cmx 1km

1cm

Pcuenca=92.5km



PORCENTAJE DE ERROR:

AREA DE CUENCA

%E=Forma Manual−Usode SofwareUsode Sofware

x100

%E=0.44%

%E=426.64−421.20421.20

x100

+ %E=1.29%



CURVAS HIPSOMETRICAS



a) CURVAS DE NIVEL DE LA CUENCA

Altitud (msnm) Áreas Parciales (Km2)

3200 1,43400 9,53600 17.393800 31,94000 46.364200 79,34400 228.54600 6,7

4800 0,0

421,3

b) CURVA HIPSOMETRICA

TABLA N°01 : CALCULO PARA OBTENER LA CURVA HIPSOMETRICA

Altitud (msnm)

Areas Parciales (Km2)Areas

acumuladas (Km2)

Areas que quedan sobre las altitudes

(Km2)

% del Total

% del total que queda sobre la

altitud

3200 1,4 1,4 419,8 0,34 99,663400 9,5 11,0 410,3 2,26 97,403600 17.39 28,3 393,0 4,13 93,283800 31,9 60,2 361,1 7,57 85,714000 46.36 106,6 314,7 11,05 74,714200 79,3 185,8 235,4 18,82 55,894400 228.5 414,4 6,9 54,24 1,634600 6,7 421,1 0,2 1,59 0,05

4800 0,0 421,1 0,2 0,00 0,00

421,3 100,00

Formulas: (4) = AT – (3); (5) = [(2)/AT] x100; (6) = [(4)/AT] x100



REPRESENTANDO EN LA CURVA HIPSOMETRICA

0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 350.0 400.0 450.03200

3400

3600

3800

4000

4200

4400

4600

4800

CURVA HIPSOMETRICA

Area (Km2)

Alti

tud

es

(msn

m)

CURVA DE FRECUENCIA DE ALTITUDES

3200

3400

3600

3800

4000

4200

4400

4600

4800

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00

Area (km2)

Alti

tud

es

(msn

m)

c) FRECUENCIA DE ALTITUD MEDIA



Em=Σe .aA

Donde:

Em = Elevación MediaE = Elevación Media entre dos contornosa = Área ParcialA = Área Total

ELEVACION(m)

SUPERFICIE(Km2)

Aie e X Ai

3200 1,4 0 03400 9,5 3300 313503600 19,39 3500 678653800 31,9 3700 1180304000 45,46 3900 1772944200 79,3 4100 3251304400 227,5 4300 9782504600 6,7 4500 301504800 0 4700 0

421,2 1728069,0

Em=∑ e× A i

AT

Em=1735879.00426.1

Em=4103.25m .s .n .m

INDICE REPRESENTATIVOS



a) INDICE FACTOR DE LA CUENCA

F=BL= ancholongitud

Datos:B = 678.42UL = 910.05U

F=BL=678.42910.05

=0.75

b) INDICE DE COMPACIDAD O GRAVELIUS


B =678.42

L =910.05


El índice de compacidad de una cuenca, definida por Gravelious, expresa la relación entre el perímetro de la cuenca, y el perímetro equivalente de una circunferencia

K= PerimetrodelacuencaPerimetrocirculodeigualarea

K=0.28 P

√AK=0.28 95.5

√421.2=1.30

a) RECTANGULO EQUIVALENTE

Es una transformación que permite representar a la cuenca de su forma heterogénea con la forma de un rectángulo que tiene la misma área y perímetro y por consiguiente el mismo índice de compacidad así mismo igual distribución de alturas y por lo tanto igual curva hipsométrica que igual distribución de terreno en cuanto a su condiciones de curvatura.

L= K √A1.12

(1+√1−( 1.12K )2

)

l= K √A1.12

(1−√1−( 1.12K )2

)

L = longitud del lado mayor del REl = longitud del lado menor del REK = índice de graveliusA = área de la cuenca

Remplazamos en las ecuaciones L y l

L=1.30 x√421.21.12

(1+√1−(1.121.30 )2

) L=36.10km

l=1.30 x√421.21.12

(1−√1−( 1.121.30 )2

) l=11.72 km

Hallamos las áreas del rectángulo equivalente:



Li= Ail

COTAS AREAAi

LONG EQUIV. (Li)

3200 1,4 0,123400 9,5 0,813600 19,39 1,653800 31,9 2,724000 45,46 3,964200 79,3 6,774400 227,5 19,504600 6,7 0,574800 0 0,00Total 421.2 36.10

I. INDICE DE PENDIENTE



Es una ponderación que se establece entre las pendientes y el tramo recorrido por el río

I p=∑i=2

n

√ β i(ai−ai−1) .1√L

I p=IndicedePendiente

n=Numerodecurvasdenivelexistenteenelrectanguloequivalente ,incluidolosextremosβ1=Fracciondelasuperficietotaldelacuenca

L=Longituddelladomayordelrectanguloequivalente (Km)

Altitud (msnm)

Areas Parciales

(Km2)ai-ai-1 Bi Ii

3200 1,43400 9,5 0,2 0,023 0,0673600 19,39 0,2 0,046 0,0963800 31,9 0,2 0,076 0,1234000 45,46 0,2 0,108 0,1474200 79,3 0,2 0,188 0,1944400 227,5 0,2 0,540 0,3294600 6,7 0,2 0,016 0,0564800 0 0,2 0 0

Área Total 421,15 I-pend. 0,238Perímetro 95,5



PENDIENTE DE LA CUENCA

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.Controla el tiempo de escurrimiento y concentración de la lluvia en los canales de drenaje

CRITERIO DE ALVORD:

DESARROLLO DEL CRITERIO DE ALVORD:

Altitud (msnm)

Areas Parciales

(Km2)DESNIVEL D

LONGITUD DE LA

CURVA DE NIVEL

3200 1,4 0,123400 9,5 0,2 0,813600 19,39 0,2 1,653800 31,9 0,2 2,724000 45,46 0,2 3,964200 79,3 0,2 6,774400 227,5 0,2 19,54600 6,7 0,2 0,57



4800 0 0,2 0

TOTAL 421,20 36,1

S=D∑ Li

A

S=0.2∗36.1421.2

S=0.0171715

CRITERIO DEL RECTANGULO EQUIVALENTE:

S=HL

Dónde:

S=PendientedelacuencaH=desniveltotal (Cotaenlapartemasalta−cotaenlaestaciondeaforo ) , enKmL=Ladomayordelrectanguloequivalente , enKm

S=HL



S=(4800−3200 )/1000

36.1

S=0.044

PERFIL LONGITUDINAL DEL CURSO DE AGUA:

Este tipo de concepto refleja gráficamente la capacidad erosiva de un río en sus partes principales (superior, media e inferior) a través del estudio de la pendiente del propio río. Indica la relación entre la distancia recorrida por un río desde su nacimiento y la altura relativa de cada punto de dicho perfil. Se mide sobre el thalweg o vaguada de un río o valle, es decir, sobre la línea que recorre los puntos más bajos del cauce de ese río o del fondo del valle o cauces secos en el caso de torrentes, ramblas o uadis (wadi en inglés).

ALTITUD L(km) S

L Acumulad

a3200 0,12 0,123400 0,81 0,2469 0,933600 1,65 0,1212 2,583800 2,72 0,0735 5,34000 3,96 0,0505 9,264200 6,77 0,0295 16,034400 19,5 0,0103 35,534600 0,57 0,3509 36,14800 0 36,1

36,1 0,1261



PENDIENTE DEL CAUSE:

IMPORTANTE PARA:

- Aprovechamiento hidroeléctrico- Solución de problemas de inundaciones.

La pendiente del cauce se puede considerar como el cociente, que resulta de dividir, el desnivel de los extremos del tramo, entre la longitud horizontal de dicho tramo.

Existen varios métodos para obtener la pendiente de un cauce



METODO DE LA PENDIENTE UNIFORME:

S=HL

Donde:

S=PendientedelacuencaH=desniveltotal (Cotaenlapartemasalta−cotaenlaestaciondeaforo ) , enKmL=longitud del cause , enKm

S=(4800−3200 )/1000

11.72

S=0.384



METODO DE LA ECUACION DE TAYLOR SCHWARZ:

S=[ ∑i=1n

Li

∑i=1

n Li

S12]2

Donde

S=Pendiente mediadel causeLi=Longitud deltramoiSi=Pendientedel tramoi

ALTITUD (msnm)

Longitud del tramo (km) S Li/S^0.5

3200 0.12 03400 0.81 0.2469 1.63013600 1.65 0.1212 4.7393

3800 2.72 0.0735 10.03094000 3.96 0.0505 17.62094200 6.77 0.0295 39.38844400 19.5 0.0103 192.54714600 0.57 0.3509 0.96234800 0

36.1 266.9188



S=[ ∑i=1n

Li

∑i=1

n Li

S12]2

S=[ 36.1266.92 ]2

S=0.018

PRECIPITACIÓN

Datos de Pluviometros:

Estacion PrecipitacionE-1 870 mm. ext.E-2 710 mm. int.E-3 590 mm. int.E-4 440 mm. int.E-5 320 mm. int.E-6 190 mm. ext.

MetodoAritmetico

Pmedia=ΣPrecipitaciones =

2060= 515,00 mm

nPrecipitaciones 4

Poligono de Thiessen

ESTACION Pn An Pn x An

A 870 53.30 46371B 710 123.24 87500.4C 590 119.60 70564



D 440 67.76 29814.4

E 320 51.70 16544

F 190 17.96 3412.4Σ = 433.56 254745

Pmedia=254745

= 587.57 mm433.56



ANALISIS DE TORMENTA

HoraIntervalo de

Tiempo (min)

Tiempo Acumul.

(min)

Lluvia parcial (mm)

Lluvia acumul (mm)

Intensid (mm/hr)

2120 120 3.52 3.52 1.76

4300 420 4.98 8.5 1.00

9180 600 8.75 17.25 2.92

12180 780 4.35 21.6 1.45

1560 840 3.2 24.8 3.20

16180 1020 3.1 27.9 1.03

19120 1140 2.5 30.4 1.25

2160 1200 2.4 32.8 2.40

22180 1380 2.84 35.64 0.95

1



HISTOGRAMA

1 2 3 4 5 6 7 8 90.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

Tiempo (min)

Inte

nsid

ad (m

m/h

r)

CURVA MASA



100 300 500 700 900 1100 130005

10152025303540

Tiempo (min)

Prec

ipita

ción

(mm

)

ESTRÉS HIDRICO

MESTemperatur

aIndice

Termico ETO Factor dde ETO

dias

ETO

Media(T°c) mensual (i)Mensual

(mm) orrección (f)corregida (mm/mes)

corregida (mm/dia)

enero 14.7 5.12 40.81 1.105 45.09 31 1.45febrero 13.31 4.40 36.22 0.975 35.32 28 1.26marzo 12.6 4.05 33.92 1.050 35.61 31 1.15abril 12.07 3.80 32.21 0.984 31.70 30 1.06mayo 10.74 3.18 28.00 0.992 27.78 31 0.90junio 9.65 2.71 24.63 0.948 23.35 30 0.78julio 9.37 2.59 23.77 0.982 23.35 31 0.75

agosto 10.56 3.10 27.44 1.004 27.55 31 0.89septiembre 11.79 3.66 31.32 1.000 31.32 30 1.04

octubre 12.77 4.14 34.47 1.066 36.74 31 1.19noviembre 13.68 4.59 37.43 1.062 39.75 30 1.33diciembre 13.62 4.56 37.24 1.112 41.40 31 1.34

144.86 45.90 387.46



BALANCE HIDRICO

MES ENE FEB MAR ABR MAYO JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

AREA 3578 3578 3510 3289 3800 2789 1974 2146 2559 2987 3131 3277

Kc 0.85 0.92 0.95 0.85 0.92 0.85 0.87 0.93 0.85 0.8 0.9 0.84

P(mm/dia) 1.01 1 0.95 0.85 0.8 0 0 0 0.85 0.9 0.95 1

Eto(mm/dia) 1.45 1.26 1.15 1.06 0.90 0.78 0.75 0.89 1.04 1.19 1.33 1.34

Etc(mm/dia) 1.24 1.16 1.09 0.90 0.82 0.66 0.66 0.83 0.89 0.95 1.19 1.12

Demanda(mm/dia) 0.23 0.16 0.14 0.05 0.02 0.66 0.66 0.83 0.04 0.05 0.24 0.12

D.AP(m3/ha) 2.26 1.60 1.41 0.48 0.24 6.61 6.55 8.26 0.37 0.48 2.43 1.22

D.Bruta(m3/ha) 4.53 3.21 2.83 0.96 0.49 13.23 13.10 16.53 0.75 0.96 4.85 2.44

D.Total(m3/dia) 16203.86 11480.56 9923.41 3162.47 1851.05 36896.84 25864.59 35471.80 1910.64 2877.70 15196.10 7998.23

Q(m3/s) 0.19 0.13 0.11 0.04 0.02 0.43 0.30 0.41 0.02 0.03 0.18 0.09



BIBLIOGRAFIA

GARCÍA Bejarano, Javier. 1978. Hidrología. Santafé de Bogotá. MONSALVE, Germán. 1995. Hidrología en la Ingeniería. Santafé de

Bogotá, Escuela Colombiana de Ingeniería. RAY, Linsley. 1977. Hidrología para ingenieros. Santafé de Bogotá,

McGraw-Hill. http://www.ana.gob.pe/media/390328/evaluacion%20rh

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http://www.tutiempo.net


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