INSTITUTO COLOMBIANO DE HIDROLOGIA, METEOROLOGIA Y ADECUACIONDE TIERRAS

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DIVISION DE HIDROLOGIA

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HIDROLOGIA PARA HIDROMENSORES

CUARTA PARTE

TOPOGRAFIA E HIDROGRAFIA

Octavio Serrano ForeroIngeniero Geógrafo e Hidrólogo

Bogotá, enero de 1979

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La División de Hidrología presento con esta publicación "Cartilla de Topografía e Hidro -

grafía " la cuarto porte de una serie de publicaciones didácticas dirigidas al personal de hi-

dromensores del HIMAT, con las cuales pretende mejorar su nivel de capacitación y procu-

rorles material de consulta. No se trata de presentar un tratado propiamente dicho de topo-

grafía e hidrografía, sino de exponer en forma didáctico y práctica los temas más comunes

con los cuales se encuentra el hidromensor en sus trabajos de campo.

Nuestro deseo es que esta cartilla sirva de consulta fácil y práctica. Se agradecerán las

observaciones no solo en cuanto a lo presentación en sí de las materias sino en cuanto a po-

sibles omisiones , ampliación o inclusión de nuevos temas.

Octavio Serrano ForeroIngeniero Geógrafo e Hidrólogo

INDICE GENERAL

Página

PRIMERA PARTE : TOPOGRAFIA ................................... 7

SEGUNDA PARTE: HIDROGRAFIA .................................. 139

ANEXO A : MANUAL DE OPERACION DE LA ECOSONDA ...... 171

ANEXO B : MANUAL DE OPERACION DEL SEXTANTE .......... 207

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PRIMERA PARTE

TOPOGRAF1A

INDICE

Página

INTRO D UC CIO N ............................................... 3

1. DEFINICIONES BÁSICAS ......................................... 17

1.1 Topografía ............................................... 17

1.2 Geodesia ................................................ 17

1.3 Partes de la topografía ..................................... 17

1.3.1 Planimetría ...................................... 17

1.3.2 Altimetría ....................................... 17

1.4 Unidades ................................................ 17

1.4.1 Sistema métrico decimal ........................... 17

1.4.2 Sistema sexagesimal ............................... 20

2. PLANIMETRIA .................................................. 21

2.1 Elementos e instrumentos utilizados en planimetría . ............ 21

2.1.1 Piquetes y jalones .. ............................... 21

2.1.2 Estacas .......................................... 21

2.1.3 Mojones de concreto . ............................. 21

2.1.4 Cintas .......................................... 21

2.1.5 Brújula topográfica ............................... 21

2.1.6 El Teodolito ..................................... 23

2.2 Levantamiento topográficos ................................ 38

2.2.1 Al ineamientos .................................... 38

9

Página

2.2.2 Medición de distancias con cinta .................... 38

2.2.3 Cálculo de ángulos en base a mediciones con cinta ..... 43

2.2.4 Levantamiento de terrenos .......................... 43

2.2.5 Levantamiento de un terreno con cinta . ............... 45

2.2.6 Angulos y direcciones .............................. 47

2.2.7 Levantamiento de un terreno con brújula y cinta ........ 55

2.2.8 Levantamiento de un terreno con empleo de teodolito.... 59

2.3 Cálculos topográficos ....................................... 65

2.3.1 Problemas básicos .................................. 65

2.3.2 Cálculo de carteras de campo ........................ 76

2.3.2.1 Anotación y cálculo en un levantamiento concinta .................................... 80

2.3.2.2 Anotación y cálculo de una poligonal levanta-da con brújula y cinta .....................

2.3.2.3 Anotación y cálculo de una poligonal levanta-

82

da por radiación (ángulo y distancia ) ......... 84

2.3.2.4 Anotación y cálculo de una poligonal levanta-da por intersección de visuales y base medida.. 84

2.3.2.5 Triangulación topográfica .................. 88

2.3.3 Cálculos finales. ................................... 102

2.3.4 Ejemplo de cálculo y ajuste de una poligonal........... 108

3. ALTIMETRIA ..................................................... 111

3.1 Definiciones ............................................... 111

10

Página

3.2 Instrumental empleado en nivelación ....................... 111

3.2.1 Miras ............................................. 113

3.2.2 Niveles ........................................... 113

3.2.3 Niveles de mono ................................... 119

3.3 Preparación del equipo para las mediciones ................... 121

3.3.1 El Trípode ......................................... 121

3.3.2 Las Miras .......................................... 121

3.3.3 Niveles ........................................... 121

3.4 Técnicas de nivelación .................................... 127

3.4.1 Nivelación Geométrico ............................. 129

3.4.2 Nivelación Trigonométrica . ......................... 135

3.4.3 Nivelación Barométrica ............................ 135

1

11

LISTA DE FIGURAS

Fig. No. Página

1 Proyección horizontal o base productiva del terreno .................... 18

2 Elementos auxiliares en mediciones topográficas ....................... 22

3 Brújula topográfico ................................................ 24

4 Teodolito WiId T 1 A ............................................... 25

5 Mecanismo de nivelación de un teodolito ............................. 27

6 Hilos del retículo ........ ......................................... 28

7 Tornillos de fijación y movimiento lento ............................. 29

8 Lectura de círculos en el teodolito ............ ...................... 34

9 Lectura de ángulos de elevación ................................... 34

10 Correcciones al teodolito ......................................... 35

11 Alineamiento con jalones ......................................... 39

12 Medición con cinta de un terreno inclinado ......................... 41

13 Cálculo de ángulos en base a medidas con cinta ...................... 42

14 Determinación de detalles del terreno por el método de izquierdos y de -rechas ......................................................... 44

15 Anotación de datos en un levantamiento con cinta ................... 46

16 Determinación de la posición de un punto .......................... 48

17 Sistemas de Coordenadas ......................................... 50

18 Esfera celeste .................................................. 51

19 Esfera terrestre y declinación magnética ............................ 51

12

Fig, No. Página .

20 Declinación magnética ............................................ 52

21 Azimut y Rumbo .................................................. 53

22 Angulos de deflexión e inclinación ................................. 54

23 Levantamiento de una poligonal con brújula y cinta ................... 56

24 Modelo de cartera paro un levantamiento con brújula y cinta ........... 57

25 Levantamiento de una poligonal por radiación ........................ 58

26 Levantamiento de una poligonal por el método de intersección de visualesy base medida .................................................... 60

27 Modelo de cartera en un levantamiento por radiación .................. 61

28 Levantamiento de poligonales con medición de ángulos en cada vértice... 62

29 Modelo de cartero en un levantamiento con mediciones en cada vértice... 63

30 Modelo de cartera en un levantamiento por intersección de visuales ...... 64

31 Relación entre la distancia horizontal e inclinada ..................... 67

32 Determinación de la intersección de dos rectas ....................... 69

33 Trazado de una perpendicular - Método de los brazos extendidos ........ 70

34 Trazado de una perpendicular - Método de la cuerda bisecada ......... 71

35 Trazado de una perpendicular - Método del triángulo rectángulo ........ 72

36 Trazado de una perpendicular - Método de arcos que se cortan .......... 73

37 Trazado de paralelas .............................................. 75

38 Medición de distancias con obstáculos intermedios .................... 77

39 Medición de un ángulo cuando no se puede ocupar el vértice ........... 78

40 Cálculo de la cartera en un levantamiento con cinta .................. 79

41 Cálculo de ángulos en levant¿mientos con cinta ...................... 81

13

Fig. No. Página

42 Cálculo de la cartera en un levantamiento con brújula y cinta ... ....... 83

43 Cálculo de la cartera en un levantamiento por el método de radiación ... 85

44 Cálculo de la cartera en un levantamiento por intersección de visuales .. 86

45 Cálculo de distancias en un levantamiento por intersección de visuales .. 87

46 Señales paro vértices de trionguloción .............................. 89

47 Triangulación topográfica - Cartera de direcciones horizontales ........ 91

48 Cálculo de un cuadrilátero ........................................ 93

49 Cálculo de una red - Disposición de las figuras ...................... 95

50 Proyección de una línea sobre un plano .. ........................... 102

51 Cálculo de la proyección horizontal ................................ 102

52 Cálculo de proyecciones con referencia a coordenadas geográficos ...... 103

53 Signos convencionales en un sistema de coordenadas .................. 103

54 Error de cierre de una poligonal ................................... 104

55 Area de un triángulo ............................................. 106

56 Area de un trapecio regular . ...................................... 107

57 Diagrama para fórmula de trapecios ................................ 107

58 Diagrama para fórmula de simpson ................................. 107

59 Cálculo y Ajuste de una poligonal . ................................ 110

60 Miras topográficas ............................................... 112

61 Nivelación con mira y nivel de burbuja ............................ 114

62 Descripción de niveles tubular y de coincidencia .................... 115

63 Partes básicas de un telescopio de nivel ............................ 116

1^

Fig. No. Página

64 Principales partes de un Nivel de Precisión .......................... 117

65 Niveles Locke y Abney ....................................... 118

66 Nivelación con nivel Locke ..................................... 120

67 Trípode ......................................................... 122

68 Planos de nivelación del nivel de precisión .......................... 124

69 Comprobación de perpendicularidad de la directriz ................... 125

70 Comprobación de paralelismo entre la línea directriz del nivel y la líneade puntería ..................................................... 126

71 Determinación de la diferencia de nivel entre dos puntos .............. 128

72 Nivelación de poligonales ........................................ 130

73 Curvas de nivel y perfil del terreno ................................ 136

74 Determinación de una altura trigonométricomente .................... 137

15