01.09-3 Tiempo Concentracion

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CURSO:

HIDROLOGIA GENERAL

SEMESTRE 2013-I

DOCENTE:

ING CARLOS LUNA LOAYZA

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CURSO:

HIDROLOGIA

SEMESTRE 2013-I

TIEMPO DE CONCENTRACION

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5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.1.- Aspectos generales

El tiempo de concentracin es una de las variables msimportantes a determinar en la planificacin de usos delsuelo y en la conservacin de suelos y aguas o gestin derecursos hdricos.

Si nuestro objetivo es evitar la degradacin del terreno porprocesos de erosin hdrica, posibilitar la implantacin de uncultivo nuevo o cambiar el sistema de riego, no es lgicoquerer saber cul es la previsin de lluvias en la zona a un plazode tiempo dado?

Para poder responder a esta pregunta de forma satisfactoria esnecesario que primero resolvamos una cuestin caractersticade nuestra cuenca de trabajo: su tiempo de concentracin

5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.2.- Definicin

Se define como el tiempo mnimo necesario para quetodos los puntos de una cuenca estn aportandoagua de escorrenta de forma simultnea al punto desalida, punto de desage o punto de cierre.

Est determinado por el tiempo que tarda en llegar a lasalida de la cuenca el agua que procede del puntohidrolgicamente ms alejado, y representa elmomento a partir del cual el caudal de escorrenta esconstante, al tiempo que mximo; el puntohidrolgicamente ms alejado es aqul desde el queel agua de escorrenta emplea ms tiempo en llegar ala salida.

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Para entender bien el concepto de tiempo deconcentracin pensemos un poco en el siguiente ejemplo(figura 1): en un instante dado comienza a llover de formauniforme y constante sobre un canal de riego;inmediatamente comenzar a circular agua hacia elpunto de salida del canal (pto. B), pero en el instanteinicial (to), nicamente saldr del canal el agua que caedirectamente sobre el punto de salida o en susinmediaciones, puesto que el agua precipitada en la partealta del canal tardar cierto tiempo en recorrer ladistancia que separa los puntos A y B.


Figura n 1.- Ejemplo: lluvia sobre un canal

Lgicamente, si la lluvia se mantiene con la misma intensidaddesde el inicio de la tormenta hasta el final, el caudal de aguaque ir saliendo por el punto B ir aumentando a partir delmomento inicial hasta alcanzar un valor mximo, y a partir deese momento se mantendr constante hasta que cese laprecipitacin

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Pasado el instante inicial, lospuntos intermedios del canalirn aportando agua a la salida el caudal de la escorrenta,Q, ir creciendo

Cuando el agua procedente delpunto A llegue a B, toda lasuperficie del canal estaraportando agua Q sermximo y ya no aumentarmientras la intensidad de lalluvia permanezca constante.


En el ejemplo de la figura 3 aparece el trazado de las superficiescomprendidas entre isocronas correspondientes a la llegada del agua deescorrenta al punto de cierre de una cuenca en la que el tiempomximo empleado por el agua de escorrenta para llegar a la salida es de6 horas.La zona queda dividida en 6 sectores: Transcurrida la 1 hora desde el inicio de la escorrenta, nicamente

el sector en amarillo (el ms prximo al punto de desage) estaportando agua en el punto de control.

Transcurridas 2 horas desde el inicio de la escorrenta, nicamente lossectores amarillo y naranja estn aportando agua en el punto decontrol.

Transcurridas 3 horas desde el inicio de la escorrenta, los sectoresamarillo, naranja y rosa estn aportando agua en el punto de control.

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Figura n 3.- Las lneas isocrononas separan las zonas de diferentes colores


Transcurridas 4 horas desde el inicio de la escorrenta, aportarn agua los sectores amarillo, naranja, rosa y verde en el punto de control.

Transcurridas 5 horas desde el inicio de la escorrenta, los sectores amarillo, naranja, rosa y violeta estn aportando agua en el punto de control.

Transcurridas 6 horas desde el inicio de la escorrenta, toda la cuenca (sectores amarillo, naranja, rosa, verde, violeta y azul) estn aportando agua en el punto de control o desage.

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5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.3.- Caractersticas

El tiempo de concentracin, o tiempo mnimo necesario para que toda la cuenca est aportando agua al punto de salida, es un parmetro caracterstico de cada cuenca y depende de los siguientes factores: Del tamao de la cuenca: a mayor tamao mayor tc De la topografa: a mayor accidentalidad o pendiente, menor

tc La forma: a igualdad de otros factores, las cuencas alargadas

(figura 4a) presentan menores tc que las cuencas apaisadas(figura 3b) o redondeadas.

5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.3.- Caractersticas

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5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculo

La determinacin del tiempo de concentracin se realiza con ayudade tablas o ecuaciones empricas, siendo las ms utilizadas:a) Usando Tablas

Agres, USDA Comack;

b) Usando Ecuaciones Bransby-Williams, Ventura-Heras, Giandotti, Kirpich, Passinni Direccin General de Carreteras (Espaa).

5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculoa.- Usando tablasa.1.- Mtodo de Agres

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5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculoa.- Usando tablasa.2.- Mtodo de Soil Conservation Srvice (USDA )

Este mtodo se utiliza para cuencas menores a 1250 Ha.

Donde:Tk = Tiempo de concentracin en minutos.L = Longitud de recorrido del agua desde el punto

hidrolgicamente ms alto (m).S = Pendiente de la cuenca (m/m).H = Diferencia de altitudes entre cotas extremas (m).

3 .3 *K L SHSL

=

=

5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculoa.- Usando tablasa.2.- Mtodo de Soil Conservation Srvice (USDA )

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5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculoa.- Usando tablasa.3.- Mtodo de Cormack

5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculob.- Usando ecuacionesb.1.- Mtodo de Kirpich (1940)

Desarrollada a partir de informacin del SCS en siete cuencas rurales enTennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3 a 10%);para flujo superficial en superficies de concreto o asfalto se debemultiplicar t, por 0.4; para canales de concreto se debe multiplicar por0.2; no se debe hacer ningn ajuste para flujo superficial en suelodescubierto o para flujo en cunetas.

Donde:tc = Tiempo de concentracin (minutos).L = Longitud del canal desde aguas arriba hasta la salida

(pies).S = Pendiente promedio de la cuenca (pie/pie).

0 .7 7 0 .3 8 50 .0 0 7 8ct L S

=

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5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculob.- Usando ecuacionesb.1.- Mtodo de Kirpich (1940)

Aplicamos la siguiente ecuacin:

Donde:T = Tiempo de concentracin (minutos).L = Longitud mxima a la salida (m).S = Pendiente del lecho (m/m).

0 .7 7 0 .3 8 50 .0 1 9 4 7T L S =

5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculob.- Usando ecuacionesb.2.- Mtodo de California Culvert Practice (1942)

Esencialmente es la ecuacin de Kirpich; desarrollada para pequeascuencas montaosas en California (U. S. Bureau of Reclamation, 1973,pp. 67-71). Aplicamos la siguiente ecuacin:

Donde:tc = Tiempo de concentracin (minutos).L= Longitud del curso de agua ms largo (m.)H= Diferencia de nivel entre la divisoria de aguas y la

salida (m.)

0 .3 8 53

0 .0 1 9 5cL

tH

=

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5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculob.- Usando ecuacionesb.3.- Mtodo de Izzard (1946)

Desarrollada experimentalmente en laboratorio por el Bureau of PublicRoads para flujo superficial en caminos y reas de cspedes; los valoresdel coeficiente de retarda varan desde 0.0070 para pavimentos muylisos hasta 0.012 para pavimentos de concreto y 0.06 para superficiesdensamente cubiertas de pasto; la solucin requiere de procesositerativos; el producto de i por L debe ser

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5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculob.- Usando ecuacionesb.4.- Mtodo de Federal Aviation Administration (1970)

Desarrollada de informacin sobre el drenaje de aeropuertos recopilada por el Corps of Engineers; el mtodo tiene como finalidad el ser usado en problemas de drenaje de aeropuertos, pero ha sido frecuentemente usado para flujo superficial en cuencas urbanas.

Donde:tc = Tiempo de concentracin (minutos).C = Coeficiente de escorrenta del mtodo racionalL = Longitud del flujo superficial, m.S = Pendiente de la superficie, m/m

( )0 .5 0

0 .3 3 30 .7 0 3 5 1 .1cL

t CS

=

5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculob.- Usando ecuacionesb.5.- Mtodo de Ecuacin de Onda cinemtica

Morgali y Linsley (1965)Aron y Erborge (1973)

Ecuacin para flujo superficial desarrollada a partir de anlisis de ondacinemtica de la escorrenta superficial desde superficies desarrolladas;el mtodo requiere iteraciones debido a que tanto I (intensidad delluvia) como tc son desconocidos; la superposicin de una curva de inten-sidad-duracin-frecuencia da una solucin grfica directa para tc.

0 .6 0 0 .6

0 .4 0 .37

c

L nt

I S=

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5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculob.- Usando ecuacionesb.5.- Mtodo de Ecuacin de Onda cinemtica

Morgali y Linsley (1965)Aron y Erborge (1973)

Donde:tc = Tiempo de concentracin (minutos).L = Longitud del flujo superficial (m.)n = Coeficiente de rugosidad de ManningI = Intensidad de lluvia (mm/h)S = Pendiente promedio del terreno (m/m)

0 .6 0 0 .6

0 .4 0 .37

c

L nt

I S=

5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculob.- Usando ecuacionesb.6.- Mtodo de Ecuacin de retardo Soil Conservation Service (SCS 1973)

Ecuacin desarrollada por el SCS a partir de informacin de cuencas deuso agrcola; ha sido adaptada a pequeas cuencas urbanas con reasinferiores a 2,000 acres; se ha encontrado que generalmente es buenacuando el rea se encuentra completamente pavimentada; para reasmixtas tiene tendencia a la sobreestimacin; se aplican factores deajuste para corregir efectos de mejoras en canales e impermeabilizacinde superficies; la ecuacin supone que tc = 1.67 x retardo de la cuenca.

0 .70 .8 0

0 .5

1 0 0 00 .0 1 3 6 9c

LC N

tS

=

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5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculob.- Usando ecuacionesb.6.- Mtodo de Ecuacin de retardo Soil Conservation Service (SCS 1973)

Donde:tc = Tiempo de concentracin (minutos).L = Longitud hidrulica de la cuenca, mayor trayectoria

de flujo (m)CN = Nmero de curva SCSS = Pendiente promedio de la cuenca (m/m)

0 .70 .8 0

0 .5

1 0 0 00 .0 1 3 6 9c

LC N

tS

=

5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculob.- Usando ecuacionesb.7.- Mtodo de Cartas de Velocidad promedio de la SCS (1975, 1986)

Las cartas de flujo superficial de la figura 3-1 del TR 55 muestran lavelocidad promedio como una funcin de la pendiente del curso de aguay de la cubierta superficial. (Vase tambin la tabla 5.7.1)

Donde:tc = Tiempo de concentracin (horas).L = Longitud de la trayectoria del flujo, piesV = Velocidad promedio en pies por segundo (Figura 3-1

del TR 55 para diferentes superficies)

16 0c

Lt

V=

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5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculob.- Usando ecuacionesb.8.- Mtodo de Bransby - Williams


Donde:T = Tiempo de concentracin (horas).L = Distancia mxima a la salida (Km).D = Dimetro del crculo de rea equivalente a la

superficie de la cuenca (Km)M = rea de la cuenca (Km).F = Pendiente media del cauce principal (%).

2

1 .5 *S

L MTD F

=

5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculob.- Usando ecuacionesb.9.- Mtodo de Ventura - Heras


Donde:tc = Tiempo de concentracin (horas).i = Pendiente media del cauce principal (%)S = rea de la cuenca (Km)L = Longitud del cauce principal (Km).a = Alejamiento medio.

0 .5

_ 0 .0 5 0 .5 0

c

st a

is i e n d o a

La

S

=

=

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5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculob.- Usando ecuacionesb.10.- Mtodo de Passini


Donde:tc = Tiempo de concentracin (horas).i = Pendiente media del cauce principal (%)S = rea de la cuenca (Km)L = Longitud del cauce principal (Km).a = Alejamiento medio.

( )130 .5

_ 0 .0 4 0 .1 3

c

S Lt a

is i e n d o a

La

S

=

=

5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculob.- Usando ecuacionesb.11.- Mtodo de Goandotti


Donde:tc = Tiempo de concentracin (horas).S = rea de la cuenca (Km)L = Longitud del cauce principal (Km).i = Elevacin media de la cuenca o diferencia de nivel

principal (m)

( )

4 1 .50 .8

_ / 3 , 6 0 0 / 3 , 6 0 0 1 .5

c

c

S Lt

Hs i e m p r e L t L

+=

+

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5.0 TIEMPO DE CONCENTRACION5.4.- Mtodos de clculob.- Usando ecuacionesb.12.- Mtodo de Direccin General de Carreteras de Espaa


Donde:tc = Tiempo de concentracin (horas).J = Pendiente media del cauce principal (H/L) H= Diferencia de nivel entre el punto de desage y el

punto hidrolgicamente ms alejado (m) L= Longitud del cauce principal (km)

0 .7 6

1 / 40 .3cL

tJ

=

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HIDROLOGIA

SEMESTRE 2013-I

PERIODO DE RETORNO

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6.0 PERIODO DE RETORNO6.1.- Aspectos generales

Perodo de retorno es uno de los parmetros ms significativos aser tomado en cuenta en el momento de dimensionar una obrahidrulica destinada a soportar avenidas, como por ejemplo: elvertedero de una presa, los diques para control de inundaciones;o una obra que requiera cruzar un ro o arroyo con seguridad,como puede ser un puente.

El periodo de retorno se define como el intervalo de recurrencia(T), al lapso promedio en aos entre la ocurrencia de un eventoigual o mayor a una magnitud dada. Este periodo se consideracomo el inverso de la probabilidad, del m-simo evento de los nregistros.

6.0 PERIODO DE RETORNO6.2.- Clculo del periodo de retorno

El valor del periodo de retorno se determina en funcin de laposicin de la variable aleatoria (Pmx o Qmx en su caso) en unatabla de valores, ordenados de mayor a menor, como se muestraen el Cuadro 1. Con base en las siguientes relaciones:

Donde: T = Perodo de retorno (aos).

n = Numero de aos de registro.

m = Nmero de orden.

P = Probabilidad.

1

1

nTm

mpn

+=

=

+

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Tambin se puede utilizar la siguiente expresin.Sea un suceso X con probabilidad p de presentarse al menos unavez en un ao. El perodo de retorno, T, del suceso, X, es laEsperanza matemtica del tiempo transcurrido entre lapresentacin de 2 sucesos iguales o mayores que X.

Donde:

T es el nmero medio de aos que transcurre entre lapresentacin de 2 sucesos iguales o mayores a X.

( ) ( ) ( ) ( )( )

2 1

1

1 2 1 3 1 ... 111

n

n

T t p p p p p np p

T np pp

= + + + +

=

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6.0 PERIODO DE RETORNO6.3.- Consideraciones para el diseo

1. CUALES SON LOS PERODOS DE RETORNO NORMALMENTEUSADOS EN EL DISEO?En hidrologa, los perodos de retorno varan tpicamente de 10 a 100 aos,y en lugares donde la Precipitacin Mxima Probable no ha sido definida,hasta 10,000 aos. La seleccin de perodo de retorno depende de variosfactores, entre los cuales se incluyen el tamao de la cuenca, la importanciade la estructura, y el grado de seguridad deseado.

2. CUL ES EL PERODO DE RETORNO MS CORTO?El perodo de retorno ms corto (bajo) en drenaje urbano es de 5 a 10aos. Estos valores estn usualmente asociados con reas de drenajemenores a 100 ha. Para estas reas, se puede utilizar el mtodo racionalpara obtener la descarga pico. En ciertos casos, particularmente para reasque exceden las 100 ha, se pueden usar perodos de retorno ms largos


3. POR QU SE USAN PERODOS DE RETORNO CORTOS EN DRENAJEURBANO?En la hidrologa de cuencas pequeas, la descarga pico est relacionada conla intensidad de lluvia. A su vez, sta est relacionada con el tiempo deconcentracin.

Las reas pequeas tienen un tiempo de concentracin corto, y estoproduce una intensidad alta y una descarga pico alta [por unidad de rea].Sin embargo, como el rea es pequea, la descarga pico es tambinpequea.

Por lo tanto, para reas pequeas, con tiempo de concentracin medido enminutos, no es usualmente econmico el disear para perodos de retornolargos.

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4. CUL ES EL PERODO DE RETORNO PARA OBRAS REGIONALES DECONTROL DE INUNDACIONES?Las obras regionales de control de inundaciones tales como los diqueslaterales cubren grandes reas de drenaje.

En este caso, los perodos de retorno pueden variar entre los 50 y 100 aos.El tiempo de concentracin es ms largo, por ejemplo, unas horas, y laintensidad de lluvia es correspondientemente menor; esto resulta en unadescarga pico pequea [por unidad de rea].

Sin embargo, la descarga pico total puede ser grande, reflejando en estecaso ms el tamao del rea de drenaje que la intensidad de lluvia.


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5. CUL ES EL PERODO DE RETORNO PARA EL DISEO DE OBRASVIALES?Para el diseo de obras viales, la seleccin de perodo de retorno dependede la importancia de la estructura. Los perodos de retorno en obras viales yotras obras regionales, incluyendo alcantarillas, varan tpicamente entre los25 y 100 aos. Es inusual usar perodos de retorno mayores a 100 aos en eldiseo hidrulico de obras viales.

6. CUL ES EL PERODO DE RETORNO PARA EL DISEO DE PUENTES?En el caso de puentes sobre ros, el nfasis se pone en la importancia de laestructura y el riesgo de falla. Para el diseo de pilares de puentes, sepueden justificar perodos de retorno de hasta 500 aos, dependiendo delcaso


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7. POR QU ES USUAL EL PERODO DE RETORNO DE 100 AOS?El perodo de retorno de 100 aos significa cuatro generaciones. Es unnmero no muy alto y no muy bajo. El valor de 100 aos no implica que laestructura estar en riesgo de falla cada 100 aos. En vez, significa que laestructura estar en riesgo de falla, por ejemplo, 10 veces a lo largo de 1000aos. El criterio de la avenida de 100 aos se aplica al desarrollo de llanurasaluviales, obras de proteccin de mediana envergadura, y obras regionalesde drenaje urbano.

Como regla general, cuanto mayor es el rea de drenaje, ms largo es elperodo de retorno. Usualmente, reas menores de 250 ha no justificanperodos de retorno mayores a los 25 aos. Sin embargo, para reasmayores, hasta las 10,000 ha o ms, se pueden justificar perodos deretorno hasta de 100 aos o ms.


9. CUNDO SE UTILIZAN PERODOS DE RETORNO HASTA 10,000 AOS?Para lugares en los cuales no se han determinado valores de PMPgeneralizado, y donde el riesgo de falla pone en peligro la vidahumana, se usan perodos de retorno mayores a 100 aos,incluyendo 200, 500, 1000, 2000, 5000, y 10,000 aos.

Los valores hasta de 10,000 aos se usan para aliviaderos deemergencia e hidrogramas de borde libre, en el diseo de presas

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El perodo de retorno para el que se debe dimensionar una obravara en funcin de la importancia de la misma (interseconmico, socio-econmico, estratgico, turstico), de laexistencia de otras vas alternativas capaces de remplazarla, y delos daos que implicara su ruptura: prdida de vidas humanas,costo y duracin de la reconstruccin, costo del nofuncionamiento de la obra, etc.

En presas pequeas, para la seleccin del perodo de retorno, seutiliza el Cuadro 2, y se determina en funcin de la categora de lapresa

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10. PUEDEN LOS PERODOS DE RETORNO VARIAR EN EL MISMOPROYECTO?Por lo tanto, las reas menores dentro de una cuenca tendrn perodoscortos, por ejemplo, 5 a 10 aos, mientras que reas mayores tendrnperodos ms largos, por ejemplo, 25, 50, o 100 aos. La razn para variarlos perodos de retorno dentro de un mismo proyecto es que laprobabilidad de ocurrencia de una cierta intensidad de lluvia aumenta conuna disminucin del rea de drenaje. Por lo tanto, es ms probable que unrea ms pequea sea sometida a una intensidad de lluvia ms alta.

El diseo de un proyecto de drenaje urbano (con reas que varan desdeuna cuantas hectreas hasta cientos de hectreas) con el mismo valor deperodo de retorno puede llevar al diseo insuficiente de las reas grandes(si se usa un perodo de retorno corto) o al sobrediseo de las reaspequeas (si se utiliza un perodo de retorno largo).

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11. CMO AFECTAR EL CALENTAMIENTO GLOBAL AL DISEO?Bajo condiciones de calentamiento global, se espera que los climascambien local y regionalmente.

Algunas regiones se secarn y otras se volvern mas hmedas. Todoel registro de precipitaciones podra estar en riesgo de obsolescencia.

Un diseo existente o planeado, basado en el registro disponible, seconvertir en menos conservador bajo un cambio de condicioneshmedas a secas (desertificacin), y en ms conservador bajo uncambio de condiciones secas a hmedas (humidificacin).


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6.0 PERIODO DE RETORNO6.4.- Valores a asumir para el diseo.

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SEMESTRE 2013-I

COEFICIENTE DE ESCORRENTIA

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7.0 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA7.1.- Definicin

Se denomina coeficiente de escorrenta al cociente entre elcaudal de agua que circula por una seccin de una cuenca aconsecuencia de un suceso lluvioso (lluvia neta), y elvolumen de agua que ha precipitado sobre la misma (lluviatotal). Es decir, se trata de la proporcin de lluvia real queproduce escorrenta superficial.

( ) _ supPr _

g

T

Escorrentia erficialC tecipitacion caida

QC Q

=

=

7.0 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA7.2.- Concepto de coeficiente de escorrenta

El coeficiente de escorrenta (c) representa la fraccin de agua deltotal de lluvia precipitada que realmente genera escorrentasuperficial una vez se ha saturado el suelo por completo. Su valordepende de las caractersticas concretas del terreno quedeterminan la infiltracin del agua en el suelo.

Los diferentes mtodos utilizados para su clculo (todos ellos denaturaleza emprica) difieren tanto en su fiabilidad como en sucomplejidad; lgicamente, a ms informacin utilizada mscomplejidad y fiabilidad y viceversa, pero, en cualquier caso, esfundamental tener en cuenta la mayor o menor homogeneidad dela cuenca.

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El coeficiente de escorrenta crece con la Intensidad y con laduracin de la precipitacin. Para un perodo de retorno dado, elaumento de la duracin de la precipitacin implica unadisminucin de la Intensidad Media Mxima, por lo que esbastante complicado el estudio de la influencia de los factoresintensidad y duracin de la precipitacin sobre el valor delcoeficiente de escorrenta.

A falta de datos ms precisos, se considera constante, durante eltiempo de duracin de la precipitacin, el coeficiente instantneode escorrenta, que se convierte de este modo en coeficientemedio de escorrenta. ste se obtendr mediante el mtodo delaInstruccin de Carreteras, y adoptar alguno de los valores tpicos.

A mayor pendiente, mayor coeficiente de escorrenta.


Por ejemplo:

En una zona de meseta de relieve y suelo uniforme con un usomixto forestal y de pasto, se desea determianr el coeficiente deescorrenta caracterstico. La cuenca tiene una extensin de 200ha, de las cuales 150 ha de bosque (c1) y 50 de pastos (c2).Calcular el valor ponderado de c.

Solucin.

Donde:c1 = Coeficiente escorrenta zona de bosquec2 = Coeficiente escorrenta zona de pastos

1 2*150 *50200

c cC +=

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7.0 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA7.3.- Mtodos de clculo

La determinacin del coeficiente de escorrenta se realizacon ayuda de tablas o ecuaciones empricas, siendo las msutilizadas:a.- Uso de tablas

Raws, Molchanov Prevert;

b.- Uso de ecuaciones, Ecuacin de Nadal Frmula de Keler.

7.0 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA7.3.- Mtodos de clculoa.- Uso de Tablasa.1.- Mtodo de Raws

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7.0 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA7.3.- Mtodos de clculoa.- Uso de Tablasa.2.- Mtodo de Molchanov

7.0 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA7.3.- Mtodos de clculoa.- Uso de Tablasa.3.- Mtodo de Prevert

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7.0 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA7.3.- Mtodos de clculoa.- Uso de Tablasa.4.- Libro Chow

7.0 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA7.3.- Mtodos de clculoa.- Uso de Tablasa.5.- Tabla diferentes autores

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7.0 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA7.3.- Mtodos de clculoa.- Uso de Tablasa.5.- Tablas diferentes autores

7.0 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA7.3.- Mtodos de clculob.- Mtodo empricosb.1.- Formula de Nadal

1 2 30.25* * *C K K K=

Donde:K1 = Factor de extensin de la cuencaK2 = Factor de la lluvia media anualK3 = Factor de la pendiente y de la permeabilidad

del suelo

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7.0 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA7.3.- Mtodos de clculob.- Mtodo empricosb.1.- Formula de Nadal

7.0 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA7.3.- Mtodos de clculob.- Mtodo empricosb.2.- Formula de Keler

bC aP

= Siempre que P > 500 mm

Donde:a = Coeficiente que oscila entre 0.88 y 1.00,

aconsejndose el valor de 1 para cuencastorrenciales.

b = Coeficiente que oscila entre 350 y 460,tomndose el mnimo para cuencastorrenciales

P = Precipitacin media anual (mm)

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7.0 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA7.3.- Mtodos de clculob.- Mtodo empricosb.2.- Formula de Direccin General de carreteras deEspaa

( )Pr

Pd tEscorrentaC fecipitacin Po

= =

El coeficiente C de escorrenta define la proporcin de lacomponente superficial de la precipitacin de intensidad I, ydepende de la razn entre la precipitacin diaria Pdcorrespondiente al perodo de retorno (Anejo 6: Climatologa)y el umbral de escorrenta Po, a partir del cual se inicia sta.

7.0 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA7.3.- Mtodos de clculob.- Mtodo empricosb.2.- Formula de Direccin General de carreteras deEspaa

2

1 0

1 231

11

PdSi CPo

Pd PdPd Po PoSi CPo Pd

Po

< =

+ =

+

Se tiene las siguientes condicionantes:

DondePo = Umbral de escorrenta cuadro A.7.6 multiplicado

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DondePo = Umbral de escorrenta cuadro A.7.6 multiplicado los valores en el

contenidos por el coeficiente corrector dado por la Figura A.7.3.

Este coeficiente refleja la variacin regional de la humedad habitual en el sueloal comienzo de aguaceros significativos, e incluye una mayoracin (del orden del100 por 100) para evitar sobrevaloraciones del caudal de referencia a causa deciertas simplificaciones del tratamiento estadstico del mtodohidrometeorolgico: el cual ha sido contrastado en distintos ambientes de lageografa espaola.

Para el uso del Cuadro A.7.6. los suelos se clasificarn en los grupos del CuadroA.7.7., en cuya definicin interviene la textura definida por la Figura A.7.4.

7.0 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA7.3.- Mtodos de clculob.- Mtodo empricosb.2.- Formula Direccin General de carreteras de Espaa


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01.09-3 Tiempo Concentracion

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