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

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