Procesos Fsicos Involucrados en la Generacin de Escorrenta

Procesos Fsicos Involucrados en la Generacin de Escorrenta

Generacin de escorrenta en un punto depende de:

Intensidad o cantidad de lluviaCondiciones antecedentes de humedad de sueloSuelos y vegetacinProfundidad del nivel fretico (topografia)Escala de tiempo de inters

Todos estos varan espacialmente. Naturaleza Fractal.

Variacin estacional de la saturacion

Metodos de Prediccin de Caudales en un sitio

Hidrologa dinmica Basada en principios fsicos Descripcin mecanicista. Modelos distribuidos. Dificil dados todos los detalles locales. Escalamiento estadstico, Q(Tr)=cA(Tr)

Ingeniera Hidrolgica (emprica)Frmula RacionalMtodos complejos suelo-coberturaOtros

Frmula Racional

Qp = C iA

QP = caudal pico C , coeficiente adimensional C=f (uso del suelo , pendiente) http://ceeserver.Cee.Cornell.Edu/mw24/cee332/scs_cn/runoff_coefficients.Htm i = intensidad de la lluvia [L/T] = f (duracin de la tormenta)A = area de drenaje [L2]

Frmula Racional Tiempo de Concentration (Tc)

Tiempo requerido (despus del inicio de la tormenta) para que el punto mas distante de la cuenca comience a contribuir al caudal a la salida de la cuenca.Tc afecta la forma del hidrograma de respuesta (registro del caudal en funcion del tiempo).

Ecuacin de Kirpich Tc = tiempo de concentracin [min]L = longitud de corrientes or trayectoria de flujo [ft]h = diferencia de cotas entre los extremos de la cuenca [ft]

Formula Racional - Aplicacin

Estime tc Escoja la duracin de la tormenta = tc (Por qu?)Estime la intensidad de la lluvia (Curvas I-D-F)Convierta la intensidad puntual de la lluvia a intensidad espacial.Estimate el coeficiente de escorrenta, C, con base en uso del suelo.LimitacionesRazonable para cuencas pequeasEl coeficiente de escorrenta no es constante durante una tormenta. No predice la variacin con el tiempo (slo el caudal pico).Slo es aplicable para tormentas de duracin mayor que el tiempo de concentracin.

Nomenclatura

Existen muchos tipos de Hidrogramas. Poca ciencia, muchos supuestos discutiblesSupuestosLinealidad Hidrografas se pueden superponer linealmente. Distribucion uniforme de la lluvia en toda la cuenca.

Hidrografa de Equilibrio

Lluvia UniformeEntradas = SalidasEquivale a sumar n hidrografas en el tiempoProduce Curva S

Metodos de Estimacion Flujo Base

Linea RectaABC continua la curva de recesion- concava Metodos EmpiricosMetodos fisicos (Ceballos y Poveda 2002)

Mtodo Hidrograma UnitarioSe estima a partir de datos de tormenta y respuesta de caudal

Hidrograma Unitario P. ej. 2 horas

Curva S para HU

Curvas-S

Convierta HU de 2 horas a 3 horas.

Rezague cada HU de 2-hr por la duracion D.

Agregue para producir curva S.

Rezague las curvas S en el tiempo y reste

HU de 3 horas a partir de HU de 2 hr. (D/D)

Convolucion de Hidrogramas

Hidrografa de respuesta ala tormenta

Mtodos de HU Sintticos

Mtodo de Snyder (1938) Mtodo de Clark (1945) Nash (1958) SCS (1964, 1975) Espey-Winslow (1968) Onda Cinematica (1970s)Cambio de uso del suelo?

David Tarbotonescorrentia y caudales.ppt

Generacin de escorrenta en un puntodepende de:

Intensidad o cantidad de lluvia Condiciones antecedentes de

humedad de suelo Suelos y vegetacin Profundidad del nivel fretico

(topografia) Escala de tiempo de inters

Todos estos varan espacialmente.

Naturaleza Fractal.

Variacin estacional de la saturacion

Metodos de Prediccin de

Caudales en un sitio

Hidrologa dinmica Basada en principios fsicos Descripcin mecanicista. Modelos

distribuidos. Dificil dados todos los detalles

locales.

Escalamiento estadstico, Q(Tr)=cA(Tr)

Ingeniera Hidrolgica (emprica) Frmula Racional Mtodos complejos suelo-cobertura Otros

Frmula Racional Qp = C iA

QP = caudal pico C , coeficiente adimensional

C=f (uso del suelo , pendiente) http://ceeserver.Cee.Cornell.Edu/m

w24/cee332/scs_cn/runoff_coefficients.Htm

i = intensidad de la lluvia [L/T] = f (duracin de la tormenta)

A = area de drenaje [L2]

Frmula Racional Tiempo de Concentration (Tc)

Tiempo requerido (despus del inicio de la tormenta) para que el punto mas distante de la cuenca comience a contribuir al caudal a la salida de la cuenca.

Tc afecta la forma del hidrograma de respuesta (registro del caudal en funcion del tiempo).

Ecuacin de Kirpich Tc = tiempo de concentracin [min] L = longitud de corrientes or trayectoria

de flujo [ft] h = diferencia de cotas entre los extremos

de la cuenca [ft]

385.036

hL 10 x 3.35

=

ct

pQ CiA=

Formula Racional - Aplicacin

Estime tc Escoja la duracin de la tormenta = tc (Por qu?) Estime la intensidad de la lluvia (Curvas I-D-F) Convierta la intensidad puntual de la lluvia a

intensidad espacial. Estimate el coeficiente de escorrenta, C, con base

en uso del suelo. Limitaciones

Razonable para cuencas pequeas El coeficiente de escorrenta no es constante

durante una tormenta. No predice la variacin con el tiempo (slo el

caudal pico). Slo es aplicable para tormentas de duracin

mayor que el tiempo de concentracin.

Existen muchos tipos de Hidrogramas. Poca ciencia, muchos supuestos discutibles Supuestos

Linealidad Hidrografas se pueden superponerlinealmente.

Distribucion uniforme de la lluvia en toda la cuenca.

Nomenclatura

Duracion de tormenta, D

Precipitacion

P

Caudal

Q Flujo Base

Caudal Pico

Nuevo Flujo Base

Tiempo

tp

Sin lluvia

tl

HidrografaHidrografa de de EquilibrioEquilibrio

Lluvia Uniforme

Entradas = Salidas

Equivale a sumar nhidrografas en el tiempo

Produce Curva S

Metodos Metodos de de Estimacion Flujo Estimacion Flujo BaseBase

Linea Recta

ABC continua la curvade recesion- concava

Metodos Empiricos

Metodos fisicos (Ceballos y Poveda 2002)

Mtodo Hidrograma UnitarioMtodo Hidrograma Unitario

Se Se estima estima a a partir partir de de datos datos de de tormenta tormenta y y respuesta respuesta de caudalde caudal

Ajustado a lluvia neta

Hidrograma Unitario Hidrograma Unitario P. P. ejej. 2 . 2 horashoras

LluviaNeta

Qp

CurvaCurva S S parapara HUHU

CurvasCurvas--SS

Convierta HU de 2 horas a 3 horas.

Rezague cada HU de 2-hr por la duracion D.

Agregue para producir curva S.

Curva-S

RezagueRezague laslas curvascurvas S S en el en el tiempotiempo y y restereste

Rezague por D y reste ambas curvas

HU de 3 HU de 3 horashoras a a partirpartir de de HU de 2 hr. (D/D)HU de 2 hr. (D/D)

HU de 3 horas

ConvolucionConvolucion de de HidrogramasHidrogramas

Hidrografade respuesta ala tormenta

1

2

3

31 2

Agregue las ordenadas de los tres para proucir la Hidrograma de la tormenta

MtodosMtodos de HU de HU SintticosSintticos

Mtodo de Snyder (1938) Mtodo de Clark (1945)

Nash (1958)

SCS (1964, 1975)

Espey-Winslow (1968)

Onda Cinematica (1970s)

Cambio de uso del suelo?

Procesos Fsicos Involucrados en la Generacin de EscorrentaGeneracin de escorrenta en un punto depende de:Variacin estacional de la saturacionMetodos de Prediccin de Caudales en un sitioFrmula RacionalFrmula Racional Tiempo de Concentration (Tc)Formula Racional - AplicacinNomenclatura