Hidrology Clase S12 v1 CPyM

Ing. Civil CLIFTON PAUCAR Y MONTENEGRO

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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA

UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN

HUÁNUCO - PERÚ

Curso:

Código:

Condición:

Pre - requisitos:

HIDROLOGÍA GENERAL

4105

OBLIGATORIO

ESTADISTICA Y MECANICA DE FLUIDOS II

CLASES S12 - CICLO 2015.1

Responsable de cátedra :

C. M Sc. en Ingeniería Hidráulica – UNI – Lima - Perú

Huánuco. Mayo del 2015

ESCORRENTÍA SUPERFICIAL

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Curso: HIDROLOGÍA GENERAL – CICLO 2015 - 1

Ing. Civil CLIFTON PAUCAR Y MONTENEGRO – C. M Sc. en Ingeniería Hidráulica – UNI – Lima - Perú

Gen

era

lid

ad

es

ESTIMACIÓN DE LA ESCORRENTÍA SUPERFICIAL

A TRAVÉS DE DATOS DE LLUVIA

Usualmente la escorrentía superficial que se desea conocer es

aquella que resulta de una lluvia capaz de producir una creciente

en el curso o corriente de agua.

En general, se puede desear conocer la escorrentía superficial

resultante de una lluvia cualquiera

Fuente: HIDROLOGÍA EN LA INGENIERÍA – Germán Monsalve Sáenz, 2da.Edic. , 3era Reimpresión Set. 2002,

Escuela Colombiana de Ingeniería .Bogotá-Colombia


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Ob

jeti

vo

s

OBJETIVOS Revisar los procesos por los cuales se transforma la lluvia en

escorrentía y establecer las ecuaciones de conservación que

describen estos procesos y sus escalas de tiempo.

Analizar, comparar y establecer u método apropiado que

permita establecer el caudal máximo para el diseño de obras

hidráulicas.

Desarrollar un ejemplo aplicativo del método racional

Fuente: [1] HIDROLOGÍA APLICADA. Chow y otros.1994.Ed.McGraw-Hill. [2 ] HYDROLOGY AND FLOODPLAIN

ANALYSIS. Bedient, P.& W. Huber.1992. Adison Wesley Ed. [3 ] URBAN HYDRLOGY AND HYDRAULIC

DESIGN.J.C.Y.Guo. Water Resources Publications, LLC. [4 ]MANUAL DE SANEAMIENTO –URALITA. Hernández,

A. & Hernández, A. 2004. Ed. Thompson. [ 5 ]SANEMIENTO Y ALCANATARILLADO.VERTIDOS RESIDUALES.

Hernández, A. 1997. 5° edición. CICCP.Colección Senior N° 7.


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Ap

licacio

n

Determinación de caudales Para determinar el gasto o caudal que llega al punto “a”, bajo la lluvia máxima que

se presenta con una frecuencia dada, apreciaremos lo siguiente:

Durante los primeros minutos de la lluvia, la intensidad de ésta es muy alta, pero como el tempo es corto, no se

ha alcanzado a drenar toda la cuenca, por lo que el gasto que pasa por el punto “a” no es muy grande . A

medida que transcurre el tiempo, la cuenca comienza a aportar más agua por efecto de que es mayor el área

que se drena, pero por otro lado la intensidad de la lluvia va disminuyendo poco a poco


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Ap

licacio

n Deducción de la Formula Racional:



Determinación de caudales.. Coeficiente de escorrentía superficial c:

tiempodeervalototalciónVprecipita

erficialíaVescorrentC

int

sup

iA

Q

t

Vt

V

V

V

totalciónVprecipita

erficialíaVescorrentC E

p

E

p

E

sup

CiAQE

Donde:

QE: Caudal de escorrentía directa

I : Intensidad de lluvia

t : Tiempo de duración de la lluvia

A : Área de drenaje


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Ap

licacio

n



Determinación de caudales… Determinación del caudal máximo Qp:

Donde:

Qp: Caudal máximo en m3/s

i : Intensidad de lluvia en mm./hr.

A : Área en km2

CiACiA

CiAQp 278.06.3

La aplicación de la fórmula racional depende del conocimiento del coeficiente

de escorrentía.

En los siguientes diapositivas se presentan cuadros de los valores típicos del

coeficiente de escorrentía.

Se puede también calcular el valor de C para una lluvia de características

conocidas, siempre y cuando se conozca la respuesta de la hoya en términos

del caudal de escorrentía superficial en función a los volúmenes de escorrentía

superficial y de precipitación total


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Ap

licacio

n

Determinación de caudales…. COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA PARA DISTINTAS ÁREAS URBANAS


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Ap

licacio

n

Determinación de caudales….

COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA PARA DIFERENTES SUPERFICIES


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Ap

licacio

n


Parámetros de diseño Tiempo de retorno:

Se determina en función del costo que pudieran ocasionar las inundaciones,

multiplicado por el riesgo de inundación R durante la vida útil del proyecto N

Donde:

R : Riesgo de inundación

T : Tiempo de retorno

N : Vida útil del proyecto

Grandes Presas T =500-1000 años.

Obras en quebradas de laderas T = 200-300 años

Obras en cauces de ríos T = 100 años

Emisores y colectores principales. T = 25 años

Obras en zonas con alto valor del suelo (Zonas históricas, zonas comerciales

en centros urbanos, etc, ) T = 10-20 años

Zona de riqueza media el suelo (zona residencial habitual) T= 5-10 años

Zona de riqueza baja del suelo (baja densidad demográfica, residencias

aisladas, parques) T= 2 años

N

TR )

11(1


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Ap

licacio

n


TIEMPO DE CONCENTRACIÓN


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Ap

licacio

n

Determinación de caudales…. ECUACIONES DE TIEMPO DE ENTRADA PROPUESTAS S/LITERATURA


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Ap

licacio

n



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Ap

licacio

n



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Ap

licacio

n

Determinación de caudales…. GRÁFICOS y ÁBACOS DE CÁLCULO


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Ap

licacio

n

Determinación de caudales…. FORMULAS Y VALORES PARA CÁLCULO

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Co

nclu

sio

nes

CONCLUSIONES 1) Al utilizar la fórmula racional, se supone que el caudal QE toma

un valor del caudal máximo (pico) Qp, cuando debido a una

cierta intensidad de lluvia sobre un área de drenaje es

producido por esa precipitación que se mantiene por un tiempo

igual al período de concentración del caudal en el punto en

consideración. Teóricamente, éste es el tiempo de

concentración, que es el tiempo requerido para que la

escorrentía superficial desde la parte más remota de la hoya

alcance el punto de interés.

Escorrentía Superficial

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Tra

bajo

escalo

nad

o

ACTIVIDADES A DESARROLLAR PARA EL

TRABAJO ESCALONADO En el Expediente Técnico del proyecto que evalúa,

determinar:

1) Determine UD. en el ámbito del Proyecto cuyo Expediente

Técnico evalúa, los factores y variables usado para determinar

el Caudal máximo (pico). Éstos han sido convenientemente

cuantificados en el Expediente Técnico. En caso de que su

respuesta sea afirmativa o negativa ¿Explique el por qué?

Adicionando de requerirse parámetros o métodos que sirvan

para la determinación cuantitativa del caudal máximo (pico),

comparando de usarse otros métodos los resultados obtenidos.

Escorrentía Superficial

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