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OTRAS MEDIDASOTRAS MEDIDAS

Medidas de niveles – caudalesMedidas de niveles – caudales

Se denomina nivel del agua en una corriente (río, arroyo, caño, quebrada, etc.) o en un cuerpo de agua (ciénagas, embalses, lagos, etc.) a la elevación o altura de la superficie del agua en un punto determinado, el cual está referido a un origen de referencia identificado con una cota arbitraria o al nivel medio del mar.

Medidores de Niveles

1)1) De observación Directa:De observación Directa:

- Miras o Limnímetros

- Maxímetros

- De contacto o Limnicontacto

2)2) De Registro ContinuoDe Registro Continuo

- Limnígrafo

Clases de LimnímetrosClases de Limnímetros La mira o limnímetro es una regla graduada de un (1) metro, que

se utiliza para medir las fluctuaciones de los niveles del agua en un punto determinado de una corriente o de un cuerpo de agua.


Las miras pueden estar construidas en varios materiales: Hierro Fundido, Lámina esmaltada, Lámina pintada

Clases de LimnímetrosClases de LimnímetrosLas miras hidrométricas directas se instalan sobre la orilla más próxima

al sector más profundo, el plano (0) debe quedar por debajo de la profundidad mínima del nivel de agua para los ríos pequeños, y en posible por debajo del nivel de aguas mínimas, en ríos grandes. El extremo superior del limnímetro debe sobrepasar por lo menos el nivel máximo de la creciente posible.


Las miras deben ubicarse de tal forma que el plano (0) esté convenientemente relacionado o empalmado por nivelación topográfica y referido a un plano invariable de referencia localizado o BM en cercanías de la estación.


Tipos de MaxímetrosTipos de Maxímetros

Se puede llamar maxímetro a cualquier ingenio asociado a una mira limnimétrica que permita con posterioridad determinar el nivel alcanzado por las aguas. También se denominan instrumentos medidores de crecientes en los ríos, en el cual queda señalado el nivel alcanzado; según el tipo de maxímetro, ésta se deposita en una serie de recipientes que se encuentran colocados dentro de un tubo con perforaciones laterales que permiten la entrada del agua, o borra una señal previamente pintada o dejan una huella adherida a las paredes interiores de un tubo.


La operación de dicho instrumento se basa únicamente en hacer una inspección después de una creciente; se retira la tapa superior del maxímetro y se saca el soporte cilíndrico con los recipientes, identificando el frasco superior que contenga agua, y así se determina el nivel máximo que alcanzó dicha creciente.


• Otros Maxímetros se construyen con una placa graduada que

se pinta con tiza o cal; al subir las aguas, la tiza es lavada

hasta el nivel más alto en donde se puede observar la altura

alcanzada por las aguas. La placa se puede colocar dentro

de un tubo perforado u otro recinto que admita el acceso de

agua.

Existen otros tipos de instrumentos que han sido diseñados y

construidos de fibra de vidrio, es un tubo de 1 metro de

longitud, graduado en centímetros y decímetros, con cinta

adhesiva, la cual en contacto con el agua cambia de color,

indicando así la altura alcanzada.


LinmicontactosLinmicontactosEl limnicontacto o sonda de profundidad (nivel) es un dispositivo simple

y elemental constituido esencialmente por una polea, un contrapeso y un flotador unidos por un cable abcisado, para facilitar la medición; su operación es sencilla, según el nivel del agua el cable se desplazada con relación a un punto de referencia, permitiendo así obtener la lectura de nivel. La mira propiamente dicha, colocada sobre las estructuras superiores de los puentes, esta conformada por placas metálicas de 1 metro.

• Los limnicontactos se instalan generalmente sobre barandas de puentes en lugares que permitan medir toda la gama de variación de niveles. La parte fija de ésta instalación es el punto de referencia, los demás elementos el observador los instala en el momento de la medida. El sitio elegido para el contacto del flotador con el agua debe estar alejado de la línea de velocidades máximas, para evitar la inclinación (ángulo) del cable por el arrastre del flotador.


Esquema de LimnicontactoEsquema de Limnicontacto


LimnígrafosLimnígrafos• Es un instrumento que registra contínuamente los niveles de agua

en el transcurso del tiempo. Los registradores del nivel o limnígrafo están compuestos fundamentalmente por tres partes o dispositivos: el primero corresponde al elemento sensible, que puede ser un flotador y contrapeso o un manómetro, el segundo que es el sistema que traduce a escala y registra los niveles del agua (eje helicoidal, poleas de escala y sistema inscriptor o de registro), y el tercero, basado en un mecanismo de relojería, alimentado mecánicamente (cuerda) o por medio de baterías (pilas de 6 voltios), que proporciona una escala de tiempo.

• El mecanismo o instrumental viene protegido contra la humedad y los animales, instalado en una caja hermética, resistente, en el terreno se alberga una caseta que protege el conjunto, contra las inclemencias del clima y la intervención de personas no autorizadas.

Medidas de niveles – caudalesMedidas de niveles – caudalesLimnígrafoLimnígrafo

Aforos LíquidosAforos Líquidos

Se define aforo líquido como el volumen de agua que pasa a través de una sección transversal de una corriente en una unidad de tiempo, generalmente se expresa en m3/s o l/s.

La medición de dicho volumen tiene por objeto correlacionar el nivel o altura de agua (h) con el caudal o gasto (Q). Los resultados se llevan a una curva llamada curva de descarga o de calibración.

• Los aforos deben repartirse uniformemente a lo largo del intervalo comprendido entre el gasto mínimo de estiaje y el correspondiente a las crecidas máximas. Especialmente debe lograrse la medida de las crecidas poco frecuentes.


Se distinguen los siguientes procedimientos para medir el gasto:

1) Mediciones con molinetes

2) Otros métodos de medición

a) Aforos volumétricos

b) Aforos con vertederos

c) Aforos con canales venturi

d) Aforos por dilución (químicos)

e) Aforos con flotadores

f) Aforos con isótopos radioactivos

Correntómetros (Molinetes)Correntómetros (Molinetes)

• La velocidad del flujo en un punto determinado se mide generalmente contando el número de revoluciones del rotor de un molinete durante un periodo de tiempo por lo general 50 segundos. Los molinetes generalmente utilizados son el de cazoletas, con eje vertical y el de hélice, de eje horizontal, las revoluciones se registran en un contador el cual por cada giro recibe un impulso eléctrico.


• El molinete debe sostenerse en la posición deseada, por medio de una varilla de vadeo en el caso de los canales con poca profundidad, o se debe suspender de un alambre o cable coaxial desde un puente o embarcación. Cuando se utiliza una embarcación, el molinete debe emplazarse de manera que no se vea afectado por las perturbaciones que sufre el flujo las cuales son originadas por la obstrucción que causa esta embarcación, una vez que se haya colocado el molinete en el punto seleccionado de la vertical, se le orientará en dirección de la corriente antes de comenzar las mediciones, si no se puede evitar el flujo oblicuo o el ángulo de la dirección del flujo normal y la sección transversal deben ser medidos y debe corregirse la velocidad medida.


• La determinación exacta de la sección transversal es requisito indispensable para una medición fidedigna del caudal. Esta puede ser efectuada antes o durante el aforo.

• Se comienza son las orillas donde se determinan los puntos de cambio de pendiente, rastros de crecidas normales y máximas, y la base de la vegetación. En seguida se toman uniformemente verticales a lo largo del cable marcado.

Correntómetros (Molinetes)Correntómetros (Molinetes)Métodos de AforoMétodos de Aforo

1. Método del aforo completo por puntos: Según éste método se determinan las velocidades del agua sucesivamente en distintos puntos de una vertical. Debe medirse:

• Lo más cerca posible de la superficie

• Lo más cerca posible del fondo del lecho

Los demás puntos deben ser elegidos en tal forma que la separación entre ellos sea más reducida cerca del fondo.

La medida en un punto debe durar por lo menos 60 s o en su defecto para pequeñas velocidades debe registrarse un número de tres señales.

2. Método de los dos puntos: Consiste en hacer observaciones de velocidades en cada vertical a los 0.2 y 0.8 de la profundidad total medidos desde el fondo. La velocidad media de una vertical se obtiene como un promedio aritmético de ambas velocidades medidas. Antes de utilizar éste método debe asegurarse que la sección presente un régimen uniforme que se refleja en curvas de velocidad de forma parabólica sin ondulaciones.

Correntómetros (Molinetes)Correntómetros (Molinetes)Métodos de AforoMétodos de Aforo

3. Método 0.6 de la profundidad: Se determina la velocidad en cada vertical a los 6/10 de la profundidad total medida desde la superficie y se considera como la velocidad media. Se utiliza cuando hay mucha vegetación a la profundidad 0.8, por insuficiente profundidad del agua, durante una crecida que permita introducir el molinete a esta profundidad sin ser desviado demasiado de la vertical.

4. Método de la velocidad superficial: En casos de crecidas o cuando no sea necesaria mucha precisión puede medirse en cada vertical solo la velocidad superficial. Para tener la velocidad media de cada vertical es necesario multiplicar el resultado de la medida por un coeficiente. EL valor más conveniente del coeficiente es 0.85.

h

n-1 n

Para la sección i :

• Se mide la velocidad en la sección• Se determina el caudal de la sección

qi = vi . Ai

• Se repite el procedimiento para todas las secciones definidas El caudal Total se calcula como la suma de todos los caudales parciales. Q

Y

Q = C Y n

Curva de Calibraciónde una Estación de Aforo

1 2 3 i

Ai

Y


Método de los dos puntos1.1. Método de la Sección Media:Método de la Sección Media: Se considera que la sección transversal está

compuesta por cierto número de franjas, limitada cada una de ellas por dos verticales adyacentes. Siendo V1 la velocidad media en la primera vertical y

V2 la velocidad media adyacente, y siendo d1 y d2 las profundidades totales

medidas en las verticales 1 y 2 respectivamente y b la distancia horizontal entre las verticales, el gasto de una franja será:

bddvv

q

22

2121

Método de los dos puntos

Puede evaluarse el valor de Vd en las dos medias anchuras próximas a las márgenes.

.....222232

2221

11

bbdv

bbdvq

2. Método de la Semisección:2. Método de la Semisección: Para calcular el gasto de cada franja, se multiplicará la velocidad media y profundidad de cada vertical por la anchura correspondiente medida a lo largo de la línea de superficie. Esta anchura representará la suma de la mitad de la distancia entre verticales adyacentes.

Químicos – TrazadoresQuímicos – Trazadores

La existencia de corrientes con características especiales tales como: Régimen torrencial, alta pendiente, poca profundidad, lechos inestables y líneas de flujo desordenadas en las secciones de aforo, hacen poco aplicable el método convencional (con molinete); para suplir estos inconvenientes se han utilizado los aforos con trazadores también llamados aforos químicos; que permiten conocer el caudal a partir de la variación de la concentración de una sustancia que es inyectada en el cauce, el procedimiento consiste en realizar aguas abajo, a una distancia lo suficientemente lejos del sitio de inyección, mediciones y muestreos que permiten una vez analizados en laboratorio, calcular el caudal, en todo este desarrollo no se requiere conocer el área de la sección de medición.

Químicos – TrazadoresQuímicos – Trazadores Puede definirse como

trazador a toda sustancia que incorporada a un proceso físico o químico permita estudiar su comportamiento y evolución.

Entre los trazadores empleados pueden citarse los sólidos en suspensión, los trazadores químicos solubles en el medio bajo estudio, los colorantes y los elementos radiactivos.

Q 1 , C1

q , c

Q 2 , C2

Por Continuidad:

Q1 + q = Q2

Q1 C1 + q C = Q2 C2

AFOROS CON TRAZADORESAFOROS CON TRAZADORES

• Se inyecta el trazador asegurando un caudal constante q• Se debe asegurar la mezcla total entre las dos secciones• Se toman al menos 3 juegos de 12 muestras en la estación 2

1

2

Medida de la evapotranspiraciónMedida de la evapotranspiración• Evaporímetros de suelo y Evaporímetros de suelo y

LisímetrosLisímetrosEl uso de evaporímetros de suelo y lisímetros

permite la medida directa de la evapotranspiración proveniente de superficies de terreno diferentes y la evaporación del suelo situado entre espacios cultivados.

El lisímetro consiste en un recipiente enterrado y cerrado lateralmente, de modo que el agua drenada por gravedad (la que se hubiera infiltrado hasta el acuífero) es recogida por un drenaje. Próximo a él debe existir un pluviómetro. Se despeja la evapotranspiración de la siguiente ecuación que expresa el balance hídrico en el lisímetro:

Precipitación = ET + Infiltración ± almacenamiento

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