Hidrologia

INTRODUCCIÓN

Hidrograma

El hidrograma de una creciente extraordinaria como la de diseño de una obra hidráulica, representa la variación de los caudales en una sección determinada de un río o arroyo, reflejando por tanto, los efectos de la cuenca hidrográfica aguas arriba de la sección considerada sobre la distribución temporal de la precipitación.

1.-Descripcion del problema

Calcular el hidrograma laminado que entrega un estanque regulador, luego de recibir una crecida provocada por una lluvia que, utilizada una curva IDF de Quito, ha sido establecida con el método “ Bloque Alterno”.

2.-Datos utilizados

DATOS:

ESTACION IÑAQUITO - INAMHI

LLUVIA DE QUITO OBSERVATORIO CON PERIODO DE RETORNO (años) 39

NÚMERO CN 85

AREA DE LA CUENCA (Km2) 14

COTA MÁXIMA(msnm) 3710

COTA DEL CAUCE EN LA SALIDA (msnm) 2680

LONGITUD DEL CAUCE (km) 20.73

COEFICIENTE n DE NASH (adimiencional) 5

COEFICIENTE K DE NASH (seg) 1213

AREA INFERIOR DEL TANQUE (m2) 26095

DIAMETRO DEL DESAGUE DEL FONDO (m) 1.32

3.-Metodos de cálculo aplicados

MÉTODO DE CONSERVACIÓN DE SUELOS (SCS)

DESCRIPCION:

El método SCS consiste en calcular la distribución que produce la lluvia total para un periodo (T). Es necesario establecer las crecidas provocadas por lluvias efectivas de intensidad con variación al tiempo. Estos cálculos son expuestos posteriormente para la obtención del hietograma unitario.

ECUACION DE LA CURVA IDF DE LA ESTACION IÑAQUITO-INAMHI

I=(76.8002*T^(0.0818))/t^(1.5857) *[ln(t+3)]^(3.7343)*[ln T]^(0.2784)

DATOS:

CN = 85

CALCULO DE S

FORMULA:

S=25400/CN-254

S=25400/85-254

S=44.82

CALCULO DE Po

Po=0.2*S

Po=0.2*(44.82)

Po=8.965(mm)

PARA Δt = 5 (seg)

t (min) Pacum. (mm) Pe acum. (mm) ΔPe (mm) R (mm) ΔR (mm) Q (m^3/s)

0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

5 14.87 0.69 0.69 5.22 5.22 1.49

10 21.69 2.81 2.13 9.91 4.70 4.60

R= Pacumulado-Po-Pe

R=(14.87-8.96-0.69)

R=5.22(mm)

ΔR=5.22-0.00

ΔR=5.22(mm)

t (min) Pacum. (mm) Pe acum. (mm) ΔPe (mm) R (mm) ΔR (mm) Q (m^3/s)

0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

5 14.87 0.69 0.69 5.22 5.22 1.49

10 21.69 2.81 2.13 9.91 4.70 4.60

15 26.72 5.04 2.22 12.72 2.81 4.81

20 30.60 7.04 2.00 14.59 1.87 4.33

25 33.70 8.80 1.75 15.94 1.35 3.79

30 36.25 10.32 1.53 16.96 1.02 3.30

35 38.39 11.66 1.34 17.76 0.80 2.89

40 40.22 12.84 1.18 18.42 0.65 2.55

45 41.81 13.89 1.05 18.95 0.54 2.26

50 43.20 14.82 0.93 19.41 0.45 2.02

55 44.42 15.66 0.84 19.80 0.39 1.81

60 45.52 16.42 0.76 20.13 0.34 1.64

MÉTODO DE NASH

El criterio de NASH consiste en trazar una cuadricula en el sentido del cauce principal, que debe cumplir con la condición de tener no menos de 80 intersecciones ubicadas dentro de la cuenca. En cada una de ellas se mide la distancia mínima (d) entre curvas de nivel, la cual se define como el segmento de recta de menor longitud posible que pasando por el punto de intersección, corta a las curvas de nivel más cercanas en forma aproximadamente perpendicular .

t (min) Pacum. (mm) Pe acum. (mm) ΔPe (mm) V (m^3)

0 0.00 0.00 0.00 0.00

5 14.87 0.69 0.69 9619.98

10 21.69 2.81 2.13 29777.69

15 26.72 5.04 2.22 31136.71

20 30.60 7.04 2.00 28055.88

25 33.70 8.80 1.75 24542.85

30 36.25 10.32 1.53 21400.64

35 38.39 11.66 1.34 18739.89

40 40.22 12.84 1.18 16514.13

45 41.81 13.89 1.05 14649.87

50 43.20 14.82 0.93 13078.93

55 44.42 15.66 0.84 11745.10

60 45.52 16.42 0.76 10603.66

t (min) t (s) Uo H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 HT

V1=0 m^3 V2=0 m^3 V3=2729 m^3 V3=18432 m^3 V3=64077 m^3 V3=24844 m^3 V3=15742 m^3 V3=11031 m^3 V3=9511 m^3 V3=8295 m^3 V3=7305 m^3 V3=6487 m^3 V3=5801 m^3

0.00 0 0.00000000 0.00000 0.00

5.00 300 0.00000010 0.00000 0.00000 0.00

10.00 600 0.00000125 0.00000 0.00097 0.00000 0.00

15.00 900 0.00000496 0.00000 0.01206 0.00299 0.00000 0.02

20.00 1200 0.00001223 0.00000 0.04769 0.03734 0.00312 0.00000 0.09

25.00 1500 0.00002332 0.00000 0.11769 0.14761 0.03904 0.00282 0.00000 0.31

30.00 1800 0.00003777 0.00000 0.22437 0.36430 0.15435 0.03518 0.00246 0.00000 0.78

35.00 2100 0.00005464 0.00000 0.36332 0.69453 0.38093 0.13907 0.03077 0.00215 0.00000 1.61

40.00 2400 0.00007279 0.00000 0.52561 1.12462 0.72623 0.34324 0.12166 0.02683 0.00188 0.00000 2.87

45.00 2700 0.00009104 0.00000 0.70020 1.62698 1.17595 0.65437 0.30026 0.10608 0.02350 0.00166 0.00000 4.59

50.00 3000 0.00010836 0.00000 0.87584 2.16741 1.70124 1.05959 0.57243 0.26182 0.09289 0.02071 0.00147 0.00000 6.75

55.00 3300 0.00012389 0.00000 1.04242 2.71107 2.26633 1.53291 0.92691 0.49914 0.22926 0.08186 0.01837 0.00131 0.00000 9.31

60.00 3600 0.00013702 0.00000 1.19180 3.22672 2.83480 2.04208 1.34096 0.80824 0.43709 0.20203 0.07262 0.01640 0.00118 0.00000 12.17

65.00 3900 0.00014737 0.00000 1.31810 3.68911 3.37398 2.55431 1.78638 1.16928 0.70775 0.38517 0.17923 0.06483 0.01473 0.00106 15.24

70.00 4200 0.00015479 0.00000 1.41771 4.08005 3.85747 3.04014 2.23447 1.55767 1.02390 0.62369 0.34169 0.16001 0.05822 0.01330 18.41

75.00 4500 0.00015929 0.00000 1.48907 4.38838 4.26626 3.47580 2.65947 1.94839 1.36401 0.90229 0.55328 0.30505 0.14369 0.05256 21.55

80.00 4800 0.00016102 0.00000 1.53235 4.60928 4.58866 3.84413 3.04057 2.31898 1.70615 1.20200 0.80043 0.49395 0.27394 0.12973 24.54

85.00 5100 0.00016025 0.00000 1.54904 4.74325 4.81964 4.13463 3.36279 2.65129 2.03066 1.50351 1.06631 0.71460 0.44358 0.24732 27.27

90.00 5400 0.00015728 0.00000 1.54159 4.79491 4.95972 4.34276 3.61691 2.93225 2.32165 1.78947 1.33378 0.95197 0.64172 0.40047 29.63

95.00 5700 0.00015247 0.00000 1.51305 4.77185 5.01374 4.46898 3.79898 3.15384 2.56768 2.04591 1.58746 1.19075 0.85488 0.57936 31.55

100.00 6000 0.00014618 0.00000 1.46679 4.68350 4.98963 4.51766 3.90940 3.31260 2.76172 2.26272 1.81495 1.41723 1.06932 0.77180 32.98

105.00 6300 1.40625 4.54030 4.89725 4.49593 3.95198 3.40888 2.90074 2.43371 2.00728 1.62033 1.27270 0.96540 33.90

110.00 6600 4.35292 4.74752 4.41269 3.93297 3.44601 2.98505 2.55622 2.15897 1.79204 1.45508 1.14901 32.99

115.00 6900 4.55158 4.27777 3.86015 3.42943 3.01756 2.63051 2.26765 1.92746 1.60928 1.31367 28.89

120.00 7200 4.10122 3.74213 3.36594 3.00305 2.65917 2.33356 2.02448 1.73089 1.45288 24.41

125.00 7500 3.58769 3.26303 2.94745 2.64637 2.35897 2.08332 1.81802 1.56268 20.27

130.00 7800 3.12836 2.85733 2.59738 2.34763 2.10602 1.87086 1.64134 16.55

135.00 8100 2.73941 2.51797 2.30416 2.09588 1.89124 1.68904 13.24

140.00 8400 2.41404 2.23371 2.05708 1.88214 1.70744 10.29

145.00 8700 2.14152 1.99419 1.84730 1.69923 7.68

150.00 9000 1.91188 1.79081 1.66777 5.37

155.00 9300 1.71691 1.61678 3.33

160.00 9600 1.55005 1.55

165.00 9900 0.00

t (min)

t (s) Uo Q (m^3/s) Qi/Qp Q1 m^3/s Q2 m^3/s Q3 m^3/s Q4 m^3/s Q5 m^3/s Q6 m^3/s Q7 m^3/s Q8 m^3/s Q9 m^3/s Q10 m^3/s Q11 m^3/s Q12 m^3/s Q13 m^3/s Qt m^3/s

0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

5.0000 300.0000 0.0000 0.0000 0.0027 0.0000 0.0000 0.0000

10.0000 600.0000 0.0000 0.0100 0.0332 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

15.0000 900.0000 0.0000 3.5100 0.1313 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

20.0000 1200.0000 0.0000 16.7400 0.3239 0.0000 0.0000 0.0003 0.0093 0.0000 0.0097

25.0000 1500.0000 0.0000 8.8600 0.6176 0.0000 0.0000 0.0013 0.1165 0.0445 0.0000 0.1623

30.0000 1800.0000 0.0000 5.7300 1.0000 0.0000 0.0000 0.0032 0.4607 0.5558 0.0235 0.0000 1.0433

35.0000 2100.0000 0.0001 3.9100 1.4467 0.0000 0.0000 0.0062 1.1370 2.1972 0.2942 0.0152 0.0000 3.6497

40.0000 2400.0000 0.0001 3.3200 1.9272 0.0000 0.0000 0.0100 2.1677 5.4226 1.1629 0.1902 0.0104 0.0000 8.9638

45.0000 2700.0000 0.0001 2.8400 2.4107 0.0000 0.0000 0.0145 3.5100 10.3381 2.8700 0.7521 0.1298 0.0088 0.0000 17.6233

50.0000 3000.0000 0.0001 2.4500 2.8692 0.0000 0.0000 0.0193 5.0779 16.7400 5.4717 1.8561 0.5132 0.1102 0.0075 0.0000 29.7959

55.0000 3300.0000 0.0001 2.1400 3.2803 0.0000 0.0000 0.0241 6.7646 24.2177 8.8600 3.5387 1.2666 0.4358 0.0943 0.0065 0.0000 45.2082

60.0000 3600.0000 0.0001 1.8500 3.6279 0.0000 0.0000 0.0287 8.4614 32.2619 12.8177 5.7300 2.4147 1.0755 0.3728 0.0813 0.0057 0.0000 63.2497

65.0000 3900.0000 0.0001 3.9021 0.0000 0.0000 0.0328 10.0708 40.3544 17.0753 8.2896 3.9100 2.0503 0.9200 0.3216 0.0711 0.0049 83.1006

...