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Universidad de san Cristóbal de huamanga - agronomía
INTRODUCCION.
El presenteinforme es de cálculo de precipitación media sobre área de una cuenca, aplicando los diferentes métodos.Dicha cantidad calculada forma parte del estudio hidrológico de la zona; la precipitación es una variable.Este valor juntamente con otros valores de las variables de la cuenca se utilizan en los planeamientos de algún proyecto hidráulico.- El análisis hidrológico es aplicable en todos los proyectos de obras civiles,
en los que se requiera realizar un balance hidrológico. - En todas las cuencas hidrográficas independientemente de su tamaño se
puede analizar el proceso lluvia escorrentía desde el punto de vista de sistema hidrológico.
OBJETIVOS:
Estimar la disponibilidad neta mensual del recurso hídrico en la cuenca. Calcular la precipitación media anual de la cuenca en estudio. Calcular el volumen de escurrimiento, almacenamiento y el caudal de
regulación en dicha cuenca.
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DETERMINACIÓN DE PRECIPITACIÓN MEDIA SOBRE ÁREA DE CUENCA
A. PRECIPITACIÓN.
Medición de la precipitación.
• Se mide en función de la altura de la lámina de agua que cae por unidad de área
Si.hp= 1mm
Entonces:
Volumen= 0.001 m3
o igual a 1 litro
CÁLCULO DE LA PRECIPITACIÓN MEDIA.
• Los métodos pueden ser utilizados para calcular precipitación media anual o de una tormenta
• Metodologías:
Promedio aritmético
Polígonos de Thiessen
Isoyetas
angular
isoporcentual (isolineas)
1) MÉTODO DEL PROMEDIO ARITMÉTICO.
• Promedio aritmético, de las alturas de precipitaciones registradas, de las estaciones localizadas dentro de la zona
• Precisión depende de:
Cantidad de estaciones
Distribución de estaciones
Distribución de lluvias
hp
Area= 1 m2
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• Es un método bueno si hay un gran número de pluviómetros
2) MÉTODO DE POLÍGONOS DE THIESSEN. Se necesita conocer la localización de las estaciones dentro y fuera del área
de estudio. Este método lo utilizaremos en el laboratorio utilizando SIG.
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3) MÉTODO DE ISOYETAS.
Se necesita de un plano de isoyetas para el área de estudio
Este solía ser el método más exacto.
Se necesita de un buen criterio para el trazado de isoyetas
Precipitación orográfica sigue el patrón de curvas a nivel.
4) MÉTODO ANGULAR.Este método que se utiliza para calculara precipitación media de una cuenca en una determinada área consiste lo primero ubicarlos los punto luego trazar ángulos teniendo encuenta eje de la cuenca.
5) MÉTODO ISOPORCENTUAL (ISOLÍNEAS)
La curvas isoporcentualesson útiles para obtener isoyetas con pocas estaciones ya que se puede superponer el plano con isoporcentuales de la tormenta sobre el de isoyetas de la precipitación normal anual. También estas curvas pueden utilizarse para estimar, rápidamente, la precipitación media de un atormenta en una región, ya que por inspección se puede estimar el valor medio, q de las curvas isoporcentuales de las isoporcentuales y en consecuencia la precipitación media será q% de la precipitación normal anual.
El método también permite determinar la lluvia media caída con un número limitado de estaciones eliminando errores sistemáticos que pueden producirse por una imperfecta distribución de lasestaciones.
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B. ESCURRIMIENTO.
• El escurrimiento es el componente del ciclo hidrológico que se define como el agua proveniente de la precipitación, que circula sobre o bajo la superficie terrestre, y que llega a una corriente para finalmente ser drenada hasta la salida de la cuenca (estación de aforo).
• El escurrimiento se clasifica en tres tipos:
a) Escurrimiento superficial
Proviene de la precipitación no infiltrada y que escurre sobre la superficie del suelo.
Efecto inmediato sobre el escurrimiento total existe durante la tormenta e inmediatamente después de que esta termine
La parte de la precipitación total que da lugar a este escurrimiento, se denomina precipitación en exceso (hp).
b) Escurrimiento subsuperficial
Proviene de una parte de la precipitación infiltrada.
El efecto sobre el escurrimiento total, puede ser inmediato o retardado.
Si es inmediato se le da el mismo tratamiento que al escurrimiento superficial, en caso contrario, como escurrimiento subterráneo.
c) Escurrimiento subterráneo
Es aquel que proviene del agua subterránea, la cual es recargada por la parte de la precipitación que se infiltra, una vez que el suelo se ha saturado.
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DETERMINACIÓN DE PRECIPITACIÓN MEDIA SOBRE ÁREA DE CUENCA “RIO QUEBRADA DEL MEDIO”
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DATOS DE PRECIPITACION ANUAL(2002) EN mm CUENCA DEL RIO DE LA "QUEBRADA DEL MEDIO"
estación precipitación (mm) Ubicación en la cuenca1 1424.79 fuera2 702.98 fuera3 808.70 dentro4 827.84 dentro5 610.88 dentro6 1075.48 dentro7 1231.47 dentro
1) MÉTODO DEL PROMEDIO ARITMÉTICO.
Pm=
Reemplazando en la fórmula los datos se obtiene la precipitacion media en mm:
Pmed=910.87 mm/año
(Ver fig 01) para mayor compresión
2)MÉTODO DE POLÍGONOS DE THIESSEN.
estacion precipitacion (mm) area de poligono parcial Pi*Ai1 1424.79 919837.27 13105764772 702.98 1011613.19 711143840.33 808.70 1128221.34 912392597.74 827.84 260570.89 215709702.75 610.88 771780.71 471466943.76 1075.48 612675.24 658917826.37 1231.47 182613.52 224882779.3
∑= 4887312.16 4505090167
Pmed=
Pmed=921.79 mm/año
(Ver fig 02)
3) MÉTODO DE ISOYETAS.
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estación área precipitación
precipitación media Pi promedio*Ai
A1 180690.52 550 600 575 103897049A2 534579.32 600 700 650 347476558A3 958206.12 700 800 750 718654590A4 974451.1 800 900 850 828283435A5 615268.78 900 1000 950 584505341A6 532905.04 1000 1100 1050 559550292A7 389923.46 1100 1200 1150 448411979A8 217496.69 1200 1300 1250 271870862.5A9 217427.59 1300 1400 1350 293527246.5
A10 188214.5 1400 1500 1450 272911025A11 78149.04 1500 1580 1540 120349521.6∑= 4887312.16 4549437900
Pmed=
Reemplazando en la fórmula los datos se obtiene la precipitacion media en mm:
Pmed=930.87 mm/año(Ver fig 03)
4) MÉTODO ANGULAR.
estacion precipitacion (mm) angulos(∝i) Ubicación en la cuenca 1 1424.79 37 fuera 52717.29 2 702.98 48 fuera 33743.04 3 808.70 44 dentro 35582.84 827.84 74 dentro 61259.795 610.88 40 dentro 24435.286 1075.48 53 dentro 57000.254817 1231.47 37 dentro 45564.3308
∑= 248 223842.4556
Reemplazando en la fórmula los datos se obtiene la precipitación media en mm:Pmed=931.84mm/año
(Ver fig 04)
5) MÉTODO ISOPORCENTUAL (ISOLÍNEAS)
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CALCULO DE LA PRECIPITACION ANUAL(PROMEDIO)
P=¿916.53
CALCULANDO PARA CADA ESTACION
estacion precipitacion (mm) 1 1424.79 155.452 702.98 76.703 808.70 88.234 827.84 90.325 610.88 66.656 1075.48 117.347 1231.47 134.36
Pmedia=¿
area porcentaje porcentaje promedio Porcentajeprom*area
389953.99 58 70 64 24957055.36618950.12 70 80 75 46421259908902.12 80 90 85 77256680.2952935.68 90 100 95 90528889.6989450.06 100 110 105 103892256.3489902.69 110 120 115 56338809.35301887.96 120 130 125 37735995187460.8 130 140 135 2530720829953.59 140 150 145 4343270.5517915.15 150 165 157.5 2821636.125
∑=4887312.16 469603059.5
Reemplazando en la fórmula los datos se obtiene la precipitación media en mm:
Pmed=96.09% de916.53
(Ver fig 05)
CALCULO DEL VOLUMEN DE ESCURRIMIENTO:Vesc=(P*A*C)
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P=0.6
A=4887312.16
C =916.53
Reemplazando en la fórmula los datos se obtiene el volumen de escurrimiento en MMC:Vesc= 2687.62
CALCULO DEL VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO(M^3)Valm= 1075049249.16
CALCULO DE CAUDAL DE REGULACION (M^3/SEG)QR= 2.32211E+14
ANEXO
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Fig 01
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Fig 02
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Fig 03
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Fig 04
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Fig 05