Est-hidrologico Del Puente Venton

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ESTUDIO A DISEÑO FINAL PUENTE VEHICULAR TOPATERConsultor: Msc. Ing. Alberto Gonzales M.Telefax. (04) 440-8967, Cel. 714-66309e-mail: [email protected]

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49CONTRATANTE: MUNICIPIO DE PUERTO VILLARROEL

ESTUDIO HIDROLOGICO Fecha: 7 DE NOVIEMBRE 2011

ESTUDIO DE HIDROLOGÍAPUENTE VEHICULAR TOPATER

1. INTRODUCCION

La aplicación de sistemas de información geográfica como el ILWIS “the integrated land and water information system”, (sistema de información integrado de tierra y agua ) y el Modelo de Simulación Hidrológica HEC-HMS permitirán hacer la determinación de caudales en el area de estudio Topater para diferentes periodos de retorno. El conocimiento de estos caudales permitirá proyectar obras hidráulicas adecuadas y por ende el aprovechamiento de agua de dicha area.

2. ANTECEDENTES

Una característica común en toda la región es la falta de información hidrológica básica, ante esta situación es frecuente el uso de información, a veces no representativa, de estaciones meteorológicas ubicadas fuera del área de estudio.

La falta de información hidrometereológica representa una limitante fundamental para el desarrollo de proyectos técnico y económicamente adecuado (Muños, 1998).

El area de estudio del río Topater se divide en un río tributario que drenan sus aguas hasta el sitio del puente mostrado en los anexos de hidrología, se encuentra localizada a 19.5 Km aproximadamente al norte de Ivirgarzama. Su accesibilidad es a través de la Ruta 15 de la Red fundamental Ivirgarzama - Puerto Villarroel.

Por su parte el HEC-HMS es un programa computacional del sistema de modelamiento hidrológico del cuerpo de ingenieros de la armada de los Estados Unidos de Norteamérica.

El HEC-HMS es una versión mejorada para el entorno Windows de HEC-1. Este programa simula procesos de precipitación –escurrimiento y procesos de transito de avenidas tanto controlados como naturales. Este modelo se constituye en el sucesor y reemplazante del HEC- 1.

El problema para determinar los caudales máximos, es que al igual que en muchas areas de estudio en Bolivia no se dispone de información pluviométrica ni fluviométrica. Para el planteamiento y resolución del problema, es posible desarrollar métodos adecuados para la estimación de caudales máximos, basados en la escasa información pluviométrica existente.

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3. JUSTIFICACION

A fin de conocer la cantidad de agua o niveles máximos que alcanzaría las aguas del Rio Topater en el punto donde se emplazara el futuro puente en una crecida extrema, es necesario utilizar una metodología de cálculo de caudales para diferentes periodos de retorno utilizando modelos hidrológicos y sistemas de información geográfica que consideren un registro de precipitación actualizado.

4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Existe una falta de conocimiento de los caudales de crecida en toda el area de estudio y falta de conocimiento sobre posibles métodos y técnicas que permitan mejorar la determinación de caudales máximos en dicha area.

5. OBJETIVOS

El objetivo principal del estudio hidrológico para el Proyecto puente vehicular Topater es determinar con la utilización de la mejor información disponible y la aplicación de los métodos más convenientes, los caudales máximos instantáneos del río en el sitio del puente para varios períodos de retorno hasta de 100 años.

6. MARCO CONCEPTUAL

6.1. Area de Estudio hidrográfica

Es una unidad territorial formada por un río con sus afluentes y una área colectora de agua. El area de estudio contiene los recursos naturales básicos para múltiples actividades humanas, como agua, suelos, vegetación y fauna. Todos ellos mantienen una continua y particular interacción con los aprovechamientos y desarrollos productivos del hombre. (FAO, 1990).

6.2. Caracterización fisiográfica e hidrológica

Entre las características hidrográficas que afectan la respuesta de una area de estudio y de las cuales se puede obtener una idea cuantitativa del grado de su influencia se tienen: área y tipo del suelo, posición y orientación, elevación, pendiente y red de drenaje.

6.3. Hidrogramas

La estimación de los hidrogramas de crecida se elabora a través de los hidrogramas según Vente Chow (1994) “ un hidrograma de caudal es una grafica o tabla que muestra la tasa de flujo del tiempo en un lugar dado de la corriente. En efecto, el hidrograma es una expresión integral de las características fisiográficas y climáticas que rigen las relaciones entre lluvia y escorrentía de una cuenca de drenaje particular, dos tipos de hidrogramas son particularmente importantes: el Hidrograma anual y el Hidrograma de tormenta.

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6.4. Caracterización fisiográfica e hidrológica

Entre las características hidrográficas que afectan la respuesta de un area de estudio y de las cuales se pueden obtener una idea cuantitativa del grado de su influencia, se tienen: área, tipo y uso del suelo, posición y orientación, forma de la pendiente, elevación, red de drenaje.

6.4.1. Área de la zona de estudio

Esta determinada por una línea imaginaria que encierra el área de confluencia, parte aguas y en su trazado no debe cortar ninguna corriente de agua, salvo a la salida de ella.

El área de estudio tiene una gran influencia en la magnitud del caudal que de ella va ha drenarse. Normalmente, a medida que crece el área de estudio así mismo lo harán los caudales promedio, mínimos y los máximos instantáneos.

Dividir el caudal de una cuenca (Q) por el área de la cuenca (A) permite obtener los caudales específicos (q), los cuales se expresan generalmente en lt/seg/ km2.

q=Q/A

Este parámetro permite la comparación entre cuencas de la misma o de diversas regiones; al igual que cuando se evalúan los rendimientos máximos, mínimos o medios.

6.4.2. Tipo y uso de suelo

Teniendo en cuenta el tipo de suelo y la vegetación del area de estudio hidrográficos se han definido una serie de parámetros empíricos para su clasificación. Entre los mas aceptados y empleados se encuentra el llamado Número de escurrimiento (N), el caudal varia de 0 a 100 según el Servicio de Conservación de Suelos (SCS). (Jiménez 1992).

Para la selección del Número de escurrimiento N, se clasifican los suelos con su grado de permeabilidad designándose por letras A, B, C y D de acuerdo al uso y/o vegetación de dicho suelo.

Suelo tipo A. Potencial de escurrimiento bajo. Suelos que tienen altas capacidades de infiltración cuando están completamente húmedos: principalmente arenas y gravas muy bien ordenadas. Estos suelos tienen alta velocidad de transmisión de agua.

Suelo tipo B. Suelos que tienen capacidades de infiltración moderadas cuando están completamente húmedas: principalmente suelos medianamente profundos y drenados, con textura de sus agregados variando entre moderada y muy fina. Están caracterizadas porque tienen velocidades medias de transmisión de agua.Suelo tipo C. Suelos que tienen capacidades de infiltración bajas cuando están completamente húmedas principalmente de suelos que contienen una capa que impide el

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movimiento hacia abajo del agua o suelos con textura fina o moderadamente fina, estos suelos tienen baja transmisión de agua.

Suelo tipo D. Suelos que se expanden significativamente cuando se mojan, arcillas altamente plásticas y ciertos suelos salinos. Estos suelos tienen una velocidad de transmisión de del agua muy baja.

6.4.3. Pendiente

La pendiente del area de estudio tiene una importante correlación son la infiltración del escurrimiento superficial, la humedad del suelo. Es uno de los factores físicos que controla el flujo sobre el terreno y tiene una influencia directa en la magnitud de las avenidas y crecidas.

6.4.4. Tiempo de concentración

Es el tiempo transcurrido entre el final del hietograma de exceso y el final de escurrimiento directo, siendo esta la definición que aparece reseñada en la literatura con mayor frecuencia, sin embargo otros autores el Tc como el tiempo comprendido entre el centroide del hietograma de excesos y el punto de inflexión sobre la curva de recensión del hidrograma de escurrimiento directo.

Además se puede definir como el tiempo que se demora en viajar una partícula de agua desde el punto más remoto hasta el punto de interés. Comprende al lapso entre el final de la lluvia y el momento en que cesa el escurrimiento superficial.

Para el calculo del tiempo de concentración se puede utilizar las ecuaciones propuestas por Kirpich, Temes, Rowe y Soil Conservation Service.

Ecuación de kirpich: Tc= 0.39*[(L¨2)/S]¨0.385

Ecuación de Temes: Tc= 0.3*[L/(S¨0.25)]¨´0.75

Ecuación de Rowe: Tc= [(0.86*L¨3)/H]¨0.385

Ecuación de SCS Tc= 0.95*(L¨3/H)¨0.385

Siendo:

L= Longitud del cauce principal (Km)S= Pendiente del cauce principal (m/m)A= Área de la zona de estudio (km2)

6.4.5. Modelación de elevación digital

El modelo de elevación digital consiste en una representación digital de altitudes como las de la superficie terrestre, ésta información según su origen puede ser almacenada en formato Raster o vector para su posterior utilización. Los DEM son mapas de entrada que

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se usan con mayor frecuencia en un SIG, sus aplicaciones mas importantes son despliegues tridimensionales de mapas, selección de perfiles, cálculo de pendientes, patrón de drenaje, cálculo de orto imágenes a partir de fotografías aéreas o imágenes satelitales.

6.4.6. Sistemas de información geográfica

Es un sistema informatizado de almacenamiento, análisis de recuperación de datos en el que los datos se hallan identificados por sus coordenadas geográficas. Además los datos primarios, como las características climáticas y del suelo es posible utilizar un SIG para calcular valores derivados como el peligro de erosión, clase de producto forestal o aptitud de la tierra para determinar los tipo de aprovechamiento.

Los datos se extraen normalmente de los mapas, mientras que los valores derivados pueden presentarse en forma de mapas (Morales y Saavedra 1998).

7. METODOLOGIA

7.1. Recopilación de la información existente

La información cartográfica está compuesta por cartas topográficas de Instituto Geográfico Militar (IGM) e imágenes satelitales correspondiente al área de estudio. Las cartas IGM y la imagen satelital fueron proporcionadas instituto geográfico militar de Cochabamba.

7.2. Recopilación y procesamiento de datos de lluvia

El manejo de la información hidrológica de las estaciones La Jota, Puerto Villarroel corresponde actualmente al Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología – SENAMHI dependiente del Ministerio de Desarrollo Sostenible. Mientras que la estación "PIRAHIBA" en Valle Sajta es operada por la Universidad Mayor de San Simón - UMSS (Carrera de Biología), estas entidades operan estaciones de medición de precipitación y de otros parámetros climáticos en la cuenca del río Chimore, Ichilo y Sajta respectivamente.

De acuerdo al Mapa de distribución espacial de la precipitación total anual elaborado por el proyecto Nuevo IBTA – Sistema de Generación, Transferencia de Tecnología Agropecuaria y Servicios de Diagnostico, en el Trópico de Cochabamba se registran los valores más altos de precipitación en Bolivia, en el area de estudio, la precipitación media anual varía entre unos 4000mm en el area de estudio baja, incrementándose en la medida en que se incrementa su altitud de la misma, alcanzando un máximo de 5000 mm, es decir que la precipitación es del tipo orográfico. Siendo el valor promedio de todo el Trópico Cochabambino de 4250 mm área que corresponde a la zona del Desarrollo Alternativo.

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Tabla 1. Características de la estación pluviografica

FUENTE: SENAMHI

La estación seca ocurre generalmente entre los meses de Mayo a Septiembre, en donde la cuenca recibe el 20% de su precipitación anual; en los restantes cinco meses de la estación lluviosa, de noviembre a marzo, el aporte corresponde al 80% de la precipitación anual.

7.3. Area de estudio rió Topater

El area del río Topater no se cuenta con información hidrológica. Por lo que se tuvo que recurrir a series de información existente de tres estaciones hidrométricas adyacentes: “Pirahiba” en el Valle Sajta (controlado por la Carrera de Biología de la UMSS), La Jota y Puerto Villarroel (SENAMHI), que cubren el período 1974 a 2004 con interrupciones en algunas estaciones especialmente en la década de los ochenta. Se debe apuntar que la Estación Pirahiba solo cuenta con registros de los últimos 10 años, desde el inicio de sus actividades, considerados insuficientes para aplicar cualquier metodología estadística de distribución de precipitación, de la misma manera la Estación de Puerto Villarroel cuenta solo con 17 registros, ver en Anexo del Estudio Hidrológico. De acuerdo a la Bibliografía se recomienda contar por lo menos con 20 años de registro, fue utilizada la serie de información de la Estación Jota una vez que atiende este requerimiento. Con esta información se procedió al análisis del sistema hidrológico del area de estudio para la determinación de caudales por métodos de transformación de lluvias en caudales que son útiles y ampliamente utilizados solamente cuando no existe o es muy limitada, tanto espacial como temporalmente, la información Pluviométrica, es el caso del presente estudio.

7.4. Ubicación, conformación y extensión del area de estudio

El area de estudio de drenaje de una corriente, es el área de terreno donde todas las aguas caídas por precipitación, se unen para formar un solo curso de agua tiene bien definida para cada punto de su recorrido.

La zona de emplazamiento del puente Topater en estudio se ubica en la camino vecinal que se conecta a la Ruta 4 Ivirgarzama-Puerto Villarroel de la Red fundamental; aproximadamente en el Km. 17.5 por el lado Oeste, cuyo tramo vecinal hasta la zona del puente en estudio es de aproximadamente 2 km.

El río Topater y su area de estudio de drenaje están ubicados enteramente en el departamento de Cochabamba, cuya cuenca pertenece al Municipio de Ivirgarzama.

Estación Periodo Elevación m.s.n.m.

CoordenadasDe A Latitud S Longitud W

La jota 1979 2004 232 16º 59’ 42” 65º 10’ 17”

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El area del rió Topater, la descarga de sus aguas hacia el rio Sabala III, y este a la cuenca del rio Sajta.

La delimitacion de un area de estudio, se hace sobre un plano o mapa con curvas de nivel, cuencas adyacentes y distribuye el escurrimiento originado por la precipitación. Para trazar el area del rió Topater se tomo una carta topográfica proporcionada por el instituto geográfico militar (IGM)n en la cual se pudo observar la escazes de curvas de nivel en la zona de estudio para la cual se delimito la cuenca tomado el rio que llega al sitio del puente con su área de drenaje mostrada en la figura 1.

FIGURA 1 – Area de estudio rio Topater

FUENTE: Elaborado por el consultor

FIGURA 2 – Drenaje del Area de Estudio

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FUENTE: Elaborado por el consultor

Tabla 2. Drenaje superficial del Area de Estudio

Drenaje del area estudioCódigo Longitud (m)

DS1 3012.82 FUENTE: Elaborado por el consultor

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7.5. Medición de la Precipitación

En el Area de estudio no opera ninguna estación, sin embargo dentro la jurisdicción de la Provincia Carrasco en donde se ubica el puente en estudio, se encuentran las estaciones Jota, Puerto Villarroel y "PIRAHIBA" (UMSS); la primera estación se encuentra en el Municipio de Chimore, mientras que las dos ultimas en el Municipio de Puerto Villarroel adyacente al otro. Las Estaciones mencionadas corresponden a una serie de duración parcial de información hidrológica, debido a que no existe información de algunos años. La información seleccionada corresponde solo a la Estación La Jota, la cual cuenta con 25 años de registro, Esta información se ha constituido en la base para el análisis del sistema hidrológico del area de estudio.

7.6. Medición de Otros Parámetros Climáticos

Tanto SENAMHI, como la UMSS operan estaciones termopluviográficas en los lugares próximos al sitio del puente Topater. En particular, son de interés para este estudio, los datos climáticos de este sitio, por cuanto provee información útil para el planeamiento de la construcción del puente y de sus obras anexas.

7.7. Datos de precipitación máxima anual diaria

Se han considerado para el estudio datos de registros de precipitación de duración diaria de la estación meteorológica La Jota. Los cuales se presentan a continuación:

TABLA 3 - PRECIPITACIÓN MÁXIMA DE DURACION DIARIA (mm)

Año hidrológico Precip. Max. En 24 Hrs. [mm]

Mes

1979 146.9 Enero1980 165.2 Enero1981 140.8 Marzo1982 280.0 Diciembre1983 285.7 Enero1984 245.0 Enero1985 215.0 Abril1986 251.2 Abril1987 165.0 Enero1988 390.0 Diciembre1989 126.0 Enero1990 --* --1991 126.2 Abril1992 241.8 Marzo1993 152.4 Enero1994 266.3 Marzo1995 167.5 Febrero

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1996 164.0 Enero1997 212.4 Febrero1998 166.8 Abril1999 227.0 Noviembre2000 211.5 Marzo2001 240.0 Octubre2002 193.4 Febrero2003 242.7 Febrero2004 240.4 Junio

FUENTE: SENAHMI 2005*.- No se tienen registros

7.8. Metodología empleada para el estudio.-

El estudio hidrológico del rió Topater objetiva obtener los caudales de diseño para diferentes periodos de retorno, la metodología empleada para tal, se inicia con la determinación de la Distribución de Frecuencia mas adecuada según la tendencia en el comportamiento de la muestra de precipitación, una vez que es ajustada la frecuencia se procede a construir las curvas P-D-F para diferentes periodos de retorno, estas curvas describen el valor de precipitación para una duración especificada en un periodo de retorno definido entonces se puede obtener información de precipitación según varíen temporalmente , esto ayuda a determinar el Hietograma del proyecto que servirá de base para determinar el Hidrograma de salida empleado en la metodología del HEC-HMS.

7.9. Determinación de la distribución de probabilidad más adecuada.-

Después de haber probado la bondad de ajuste de las funciones de distribución: Normal, Log normal, Pearson III, Gumbel

Mediante un análisis grafico entre los datos de la muestra y las distribuciones de frecuencia se concluye que la mejor representación se da con la función Gumbel, lo que confirma que esta distribución es la más recomendada para el análisis de valores extremos.

La Función de Distribución de Probabilidades empleada tiene la siguiente ecuación:

(3)

Donde α y β son los parámetros de la función los cuales tienen la siguiente expresión para muestras relativamente pequeñas:

α = σy / S (4)

(5)

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Los parámetros x y S son la media y desviación estándar respectivamente, los valores de σy y μy se muestran en la tabla 5

TABLA 4 – PARAMETROS UTILIZADOS EN LA DISTRIBUCIÓN GUMBEL

Numero de observaciones

μy σy

10 0.4952 0.949615 0.5128 0.10206

20 0.5236 0.10628

25 0.5309 0.10914

30 0.5362 0.11124FUENTE: Hidrológica, J. Aparicio pg. 264

Corrección por intervalo fijo de observación

De acuerdo con “L. Weiss” demostró que un análisis probabilística llevado a cabo con lluvias máximas anuales cuyos registros se toman a intervalos fijos de observación, para cualquier duración comprendida entre 1 y 24 hrs. se relacionan con la precipitación real para esa misma duración, mediante un coeficiente prácticamente independiente del lugar y del periodo de retorno.

El coeficiente de corrección por intervalo fijo de observación toma un valor de aproximadamente 1.13 (Ver Ref. 1). Es decir que los registros realizados a intervalos fijos, subestiman la precipitación real considerando su misma duración.

Los registros pluviométricos presentan un intervalo fijo de observación, pues se toman de 8:00 a.m. de un día a 8:00 a.m. del día siguiente. Estos registros se denominan de duración diaria. Para convertirlos a registros de duración 24 hrs. Se les debe afectar por el valor del coeficiente indicado. En la tabla 6 se indican los valores corregidos de la estación La Jota por intervalo fijo de observación:

TABLA 5 - CORRECCION POR INTERVALO FIJO DE OBSERVACIONAño hidrológico Precip. Max.

Anual Diaria (mm)

Precip. Max. Anual en 24 hrs (mm) *

1979 146.9 165.99

1980 165.2 186.67

1981 140.8 159.10

1982 280 316.40

1983 285.7 322.84

1984 245 276.85

1985 215 242.95

1986 251.2 283.85

1987 165 186.45

1988 390 440.70

1989 126 142.38

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1991 126.2 142.60

1992 241.8 273.23

1993 152.4 172.21

1994 266.3 300.91

1995 167.5 189.27

1996 164 185.32

1997 212.4 240.01

1998 166.8 188.48

1999 227 256.51

2000 211.5 238.99

2001 240 271.20

2002 193.4 218.54

2003 242.7 274.25

2004 240.4 271.65

FUENTE: Elaborado por el consultor*En realidad la precipitación medida con pluviómetros subestima el valor de la misma ocurrido en 24 Hrs.

7.10. Índices de desagregación de series

Las relaciones P-D-F requieren de valores de precipitación para diversas duraciones. Con el método de los índices de desagregación se determina los valores de precipitación para diversas duraciones de tormentas, a partir de registros de duración diaria, el índice de corrección por intervalo fijo de observación llega a ser un primer índice de desagregación que transforma lluvias de duración diaria en lluvias de 24 hrs.

Aunque las diferencias entre índices de desagregación para distintas zonas no son determinantes, se han obtenido diferentes índices de desagregación en distintos lugares (AASANA, Brasil, Cuenca Taquiña) para las mismas duraciones de tormentas. En la tabla 7 se muestran índices calculados para tres lugares diferentes. En el se puede observar que los coeficientes para duraciones iguales son similares aunque es evidente que existen diferencias.

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TABLA 6 - COEFICIENTES DE DESAGREGACIÓN PARA LOS SITIOS INDICADOS

Relación de tiempo

AASANA Cuenca Taquiña

Brasil

5 min. a 30 min. 0.38 0.28 0.34

10 min. a 30 min. 0.58 0.54

15 min. a 30 min 0.74 0.65 0.7

20 min. a 30 min. 0.82 0.81

25 min. a 30 min. 0.91 0.91

30 min. a 1 hrs. 0.8 0.71 0.75

1 hrs. a 24 hrs. 0.56 0.39 0.42

2 hrs. a 24 hrs. 0.66 0.51

6 hrs. a 24 hrs. 0.71 0.71 0.72

8 hrs. a 24 hrs. 0.74 0.78

10 hrs. a 24 hrs. 0.79 0.82

12 hrs. a 24 hrs. 0.9 0.84 0.85

A partir de las duraciones obtenidas y junto con las precipitaciones se construyen las curvas para diferentes periodos de retorno logrando así obtener las curvas Precipitación-Duración-Frecuencia.

Se asumen los coeficientes de desagregación de series del Brasil bajo la condición de que la zona de estudio tiene características físicas similares a las del Brasil y que los valores no varían significativamente de una zona a otra. En la siguiente tabla se observa la desagregación de la muestra base para diferentes duraciones considerando la distribución de frecuencia de Gumbel:

TABLA 7 - DESAGREGACIÓN DE LA SERIE PARA OBTENER LAS RELACIONES P-D-F

RELACIONES PRECIPITACION-DURACION-FRECUENCIA

DURACION ( MIN )

PERIODO DE RETORNO ( años)

2 5 10 25 50 100

5 21.56 28.36 32.86 38.54 42.76 46.95

10 34.25 45.04 52.19 61.22 67.91 74.56

15 44.39 58.38 67.65 79.35 88.04 96.66

20 51.37 67.56 78.28 91.82 101.87 111.84

25 57.71 75.9 87.94 103.16 114.45 125.65

30 63.42 83.41 96.64 113.36 125.77 138.08

60 84.56 111.21 128.85 151.15 167.69 184.11

360 144.95 190.64 220.89 259.11 287.47 315.61

480 157.03 206.53 239.3 280.7 311.42 341.91

600 165.09 217.12 251.57 295.1 327.39 359.44

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720 171.13 225.06 260.77 305.9 339.37 372.6

1440 201.32 264.78 306.79 359.88 399.26 438.35

Fuente: Elaborado por el consultor

7.11. Determinación de las relaciones P-D-F en el sistema

Conocida una precipitación de 24 horas de duración para un determinado periodo de retorno, se pueden determinar a través de los índices de desagregación lluvias con diversas duraciones para esa frecuencia. Las curvas P-D-F obtenidas para la zona de estudio en base a la tabla 6 se presentan en la Figura 3:

FIGURA 3 - CURVAS P-D-F PARA 6 PERIODOS DE RETORNO DISTINTOS


7.12. Tormenta de diseño.-

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La distribución temporal de la precipitación ha sido largamente estudiada por Huff (1967), El Soil Conservation Service del U.S. Departament of Agricultura (1986), Pilgrim y Cordery(1975) determinándose diferentes tendencias en su formación. La distribución temporal de las tormentas varía en función de la intensidad y del lugar o sitio geográfico de ocurrencia.

7.13. Empleo del sistema de información Geográfico ILWIS para obtener datosPreliminares

Haciendo uso de parte de los recursos que nos brinda el ILWIS, realizamos las operaciones que se Irán detallando una a una a continuación.

Este análisis permite verificar si el area de estudio presenta diferentes características naturales, características que inciden en una regulación natural del recurso agua. Algunas de ellas estáticas y otras que al sufrir algún grado de presión, se dinamizan de tal manera que la regulación natural se altera afectando aguas abajo con: Desbordes, Inundaciones y Aporte de sedimentos.

7.14. Digitalización del Area de Estudio

Al realizar primero la delimitación del Area de Estudio, ríos y drenajes tal como se observa en las figuras mostradas en los anexos de hidrología se hizo un mapa de segmentos para posteriormente hacer los cortes de mapas necesarios para los diferentes mapas.

Estas características estáticas y dinámicas es posible visualizar a partir del análisis de mapas temáticos, que reflejan aproximadamente el estado actual del area de estudio. Los mapas obtenidos son los siguientes:

Mapa geológico

Mapa geomorfológico

Mapa de pendiente

Mapa de Uso actual

Mapa de Riesgos de Erosión y Degradación

7.14.1. Caracterización geológica

En Anexos de hidrologia, se presenta el mapa geológico, refleja principalmente las características litológicas en el area de estudio, características relacionadas con el material que de alguna manera esta ligada a la estabilidad y grado de deleznabilidad del area de estudio. En este sentido se identificaron las siguientes unidades:

Cuaternario Reciente Cuaternario Subreciente

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El cuaternario Reciente es una unidad en la cual existe también presencia de rocas, pero no aflorando, están a una profundidad importante donde la presencia de vegetación con raíces profundas es lo que predomina en la zona.

El Cuaternario Subreciente es una unidad formada por deposición de material debido al factor lluvia en zonas con pendiente. La deposición se realiza en áreas donde la pendiente es menor a 35%. En esta unidad no existe afloramiento rocoso, la unidad correspondiente al cuaternario aluvial es producto de deposiciones por rio a partir de desbordes e inundaciones.

7.14.2. Caracterización geomorfológica

En Anexos de hidrologia, se presenta el mapa geomorfológico, probablemente es el de mayor relevancia para el estudio, porque aquí es posible analizar la evolución y el grado de desarrollo de los suelos presentes en el Area de estudio. Así mismo es posible a partir de las características de las geofórmas individualizar las zonas de las cuales provienen los sedimentos, las zonas estables, las zonas inestables, las zonas frágiles, las zonas con procesos erosivos, las zonas activas y de pendiente fuerte, etc.

Llanura aluvial reciente. Llanura aluvial subreciente. Llanura aluvial antigua.

Por su parte las Llanuras son unidades formadas producto de deposiciones ya sea por río o por gravedad, en ambos casos interviene el agua. En las aluviales depositando por rebalse o inundación y en las coluviales por transporte provenientes de zonas con pendiente.

La relación de las características geomorfológicas con los suelos es directa. En este sentido es importante mencionar que los suelos desarrollados predominan en las llanuras con pendiente menor a 10% alejadas del río y los suelos ligeramente desarrollados en las llanuras cerca al río y en las serranías. Por su parte en las laderas predominan suelos algo mas desarrollados que los de las serranías.

7.14.3. Caracterización del uso Actual de la Tierra

En Anexos de hidrologia, se presenta el mapa de uso de la tierra, refleja el tipo, grado de asociación y densidad de la vegetación predominante en cada unidad geomorfológico. Indudablemente que la presencia de cobertura vegetal es determinante para la activación, consolidación y grado de estabilidad de un área determinada. La presión sobre la cobertura vegetal por parte de la población asentada en el area dará lugar a desestabilizar la zona convirtiéndola en una generadora de sedimentos que asociado a la lluvia serán transportados aguas abajo. Las unidades de uso identificadas en el area de estudio son:

Arbustal asociado con pastizal. Arbustal ralo. Arbustal asociado a areas agricolas. Área agrícola asociada a arbustales.

PROYECTO:


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La unidad correspondiente a los arbustales se caracterizan por el predominio de especies arbustivas con diferentes grados de densidad (denso y ralo), con un porcentaje de especies arbóreas y pastizales, pero predominantemente son las especies arbustivas.

La unidad correspondiente a los pastizales, esta asociado a arbustales, sin embargo el predominio corresponde a los pastizales de porte alto.

La unidad correspondiente a las áreas agrícolas en zonas con arbustales se caracteriza por la presencia de tierras habilitadas y en proceso de habilitación a partir del chaqueo.

7.14.4. Pendientes del Area de Estudio y los cauces

La pendiente media constituye un elemento importante en el efecto del agua al caer a la superficie, por la velocidad que adquiere la erosión que produce.

Para el calculo de la pendiente media se utilizo el criterio de ALVORD analiza la pendiente existente entre curva de nivel, trabajando con la faja definida por la líneas medias que pasan entre las curvas de nivel.

Las pendientes del Area de Estudio se representan en anexos de hidrologia, los procesos erosivos, las características geológicas y las características geomorfológicas han modelado el area de estudio dando lugar a la creación de diferentes pendientes. Entre estas tenemos:

CUADRO 2 – PENDIENTES DEL AREA DE ESTUDIO

Pendiente % DESCRIPCION

3-5 % Se encuentran en un 35% en toda la cuenca con poca elevación

Menor 3% Son zonas poco llanuras 35 %5 a 8 % Se sitúan al nivel de las laderas 10 %

FUENTE: Elaborado por el consultor en el mapa temático de pendientes, a partir de imágenes satelitales y cartas geográficas

7.14.5. Caracterización de Riesgos de Erosión y Degradación

Producto de todos los mapas anteriores se obtiene un mapa importante como es el de Riesgos de Erosión y Degradación, la misma se presenta en la Figura. 8 el cual refleja y posibilita identificar las zonas con alto índice de aporte de sedimentos o altamente inestable o deleznables. A partir de modelos de análisis espacial se procede a analizar cada una de las unidades correspondientes a la geología, geomorfología, uso actual de la tierra y pendientes. Este análisis confrontativo ha dado lugar a la creación del mapa de Riesgos. Las unidades de este estudio son las siguientes:

PROYECTO:


PAG.



-Riesgo Muy Bajo -Riesgo Bajo -Riesgo Moderado -Riesgo Alto

La zona altamente inestable es la de alto riesgo y la zona altamente estable es la de muy bajo riesgo desde el punto de vista de erosión y degradación y desde el punto de vista de aporte de sedimentos. Es decir que de la zona de alto riesgo proviene la mayor cantidad de sedimentos que es transportado por el río aumentando su densidad. Sin embargo esto no significa que de las zonas con riesgo bajo y riesgo moderado no provienen sedimentos, al contrario si provienen pero proporcionalmente al riesgo.

7.14.6. Formaciones Vegetales

En la Figura 9, tomada del Mapa Ecológico del Atlas de Bolivia, se observa que la cuenca del río Estrella está ubicada en la Región Subtropical, con predominancia de la formación vegetal bosque muy húmedo bmh-ST en la parte alta, y con una presencia hacia la parte baja de la cuenca, de bosque muy húmedo, bmh-T.

Hetiograma del proyecto

El Hetiograma de proyecto es una secuencia temporal de precipitación capaz de provocar la crecida máxima posible para determinado periodo de retorno.

Distribuciones padrónizadas de precipitación

Cuando no existen datos pluviométricos de tormentas en una región determinada, y se desea obtener la tormenta de diseño, se puede recurrir a distribuciones temporales de precipitación padrónizadas, las cuales han sido determinadas basándose en un gran número de tormentas observadas

En el texto de Ven Te Chow se han encontrado varios métodos para determinar la distribución temporal de la tormenta de diseño, estos son: Padrón de Tormenta Critico del USBR, Método de Chicago o del SCS, Método del Hetiograma Triangular, Método de los Bloques Alternos, etc.

Para el estudio se tomo en cuenta el método de los Bloques Alternos, la razón de la elección es que este método pretende maximizar los efectos desfavorables de la tormenta para generar los máximos caudales, independientemente de las condiciones físicas de la tormenta y del entorno geográfico.

7.15. Método de los Bloques Alternos

Su secuencia de aplicación es la siguiente:

a) Se selecciona la duración de la tormenta y su intervalo de discretizacion, haciendo que por lo menos existan 5 de estos intervalos.

PROYECTO:


PAG.



b) A través de las relaciones P-D-F, se calcula la precipitación para cada duración correspondientes a los intervalos.

c) Se calculan los incrementos de precipitación para cada intervalo.d) Se reordenan las precipitaciones de manera tal que el máximo ocurra en el primer

tercio de la duración total. El resto de las precipitaciones se ordenan alternativamente delante y detrás del intervalo de precipitación máxima.

La duración de diseño será mínimamente igual al tiempo de concentración para el área de drenaje en consideración, existen una variedad de ecuaciones que determinan el tiempo de concentración y cada una de estas toma en cuenta sus propios parámetros, para el estudio se tomara en cuenta esencialmente la ecuación de kirpich; la cual fue desarrollada para pequeñas areas de estudio montañosas en California (U.S. Bureau of Reclamation, 1973, pp. 67-71).

)(67,077,0

5,0Kirpich

S

Ltc

L = longitud del curso de agua mas largo, km

S = Pendiente del curso de agua, m/m

tc = tiempo de concentración, horas

Empleando los datos correspondientes de la cuenca del rio Benton se obtiene un valor de tc = 41 min, de lo que se deduce emplear un tiempo mínimo de duración de la tormenta de 45 min( 0.69 hrs. ). Se elige un intervalo de discretizacion de 5 min.

Empleando las relaciones P-D-F en la siguiente tabla se muestra las precipitaciones para cada duración correspondientes a los intervalos

TABLA 8a - HIETOGRAMA DE PRECIPITACION DE DISEÑO DESARROLLADO EN INCREMENTOS DE 5 MIN PARA UNA TORMENTA DE 2, 5, 10, 25, 50, 100 AÑOS DE RETORNO EMPLEANDO EL METODO DEL

BLOQUE ALTERNO

2 AÑOS

Numero de intervalos

Duracion(min)

Profundidad acumulada

(mm)

Profundidad incremental

(mm)

Tiempo (min)

Precipitacion (mm)

1 5 9.9 9.9 0 - 5 3.82 10 32.3 22.4 5 - 10 5.03 15 45.4 13.1 10 - 15 7.24 20 54.7 9.3 15 - 20 9.95 25 61.9 7.2 20 - 25 22.46 30 67.8 5.9 25 - 30 13.17 35 72.8 5.0 30 - 35 9.38 40 77.1 4.3 35 - 40 5.9

PROYECTO:


PAG.



9 45 81.0 3.8 40 - 45 4.3 FUENTE: Elaborado por el Consultor

TABLA 8b

5 AÑOS


Duracion(min)


(mm)


(mm)

Tiempo (min)

Precipitacion (mm)

1 5 13.0 13.0 0 - 5 5.02 10 42.5 29.5 5 - 10 6.63 15 59.7 17.3 10 - 15 9.54 20 72.0 12.2 15 - 20 13.05 25 81.5 9.5 20 - 25 29.56 30 89.2 7.8 25 - 30 17.37 35 95.8 6.6 30 - 35 12.28 40 101.5 5.7 35 - 40 7.89 45 106.5 5.0 40 - 45 5.7

FUENTE: Elaborado por el Consultor

TABLA 8c

10 AÑOS


Duracion(min)


(mm)


(mm)

Tiempo (min)

Precipitacion (mm)

1 5 15.0 15.0 0 - 5 5.82 10 49.2 34.2 5 - 10 7.63 15 69.2 20.0 10 - 15 11.04 20 83.4 14.2 15 - 20 15.05 25 94.4 11.0 20 - 25 34.26 30 103.4 9.0 25 - 30 20.07 35 111.0 7.6 30 - 35 14.28 40 117.5 6.6 35 - 40 9.09 45 123.4 5.8 40 - 45 6.6


PROYECTO:


PAG.



TABLA 8d

25 AÑOS


Duracion(min)


(mm)


(mm)

Tiempo (min)

Precipitacion (mm)

1 5 17.6 17.6 0 - 5 6.82 10 57.7 40.1 5 - 10 8.93 15 81.2 23.5 10 - 15 12.94 20 97.8 16.6 15 - 20 17.65 25 110.7 12.9 20 - 25 40.16 30 121.3 10.5 25 - 30 23.57 35 130.2 8.9 30 - 35 16.68 40 137.9 7.7 35 - 40 10.59 45 144.7 6.8 40 - 45 7.7


TABLA 8e

50 AÑOS


Duracion(min)


(mm)


(mm)

Tiempo (min)

Precipitacion (mm)

1 5 19.5 19.5 0 - 5 7.62 10 64.0 44.5 5 - 10 9.93 15 90.1 26.0 10 - 15 14.34 20 108.5 18.5 15 - 20 19.55 25 122.8 14.3 20 - 25 44.56 30 134.5 11.7 25 - 30 26.07 35 144.4 9.9 30 - 35 18.58 40 153.0 8.6 35 - 40 11.79 45 160.6 7.6 40 - 45 8.6


PROYECTO:


PAG.



TABLA 8f

100 AÑOS


Duracion(min)


(mm)


(mm)

Tiempo (min)

Precipitacion (mm)

1 5 21.5 21.5 0 - 5 8.32 10 70.3 48.8 5 - 10 10.93 15 98.9 28.6 10 - 15 15.74 20 119.1 20.3 15 - 20 21.55 25 134.9 15.7 20 - 25 48.86 30 147.7 12.8 25 - 30 28.67 35 158.6 10.9 30 - 35 20.38 40 168.0 9.4 35 - 40 12.89 45 176.3 8.3 40 - 45 9.4


En la última columna de las tablas presentadas se encuentran ordenadas las profundidades de precipitación, de tal manera que el máximo valor se ubica en el primer tercio de los valores.

Las Figuras. 4a, 4b, 4c, 4d, 4e y 4f presenta un resumen grafico de la tormenta de diseño para los diferentes periodos de retorno utilizando el método del bloque alterno (Hietograma de diseño1):

El método del bloque alterno es una forma simple para desarrollar un hietograma de diseño utilizando una curva de precipitación duración y frecuencia. El histograma de diseño producido por este método especifica la profundidad de precipitación que ocurre en n intervalos de tiempos sucesivos de duración t sobre una duración total.

1 Un Hietograma de diseño es el punto de partida para modelos de lluvia-escurrimiento

PROYECTO:


PAG.



FIGURA 10a-10f- TORMENTA DE DISEÑO DE 2, 5, 10, 25, 50, 100 AÑOS Y 35 MIN. DESARROLLADO PARA LA ZONA DE BENTON POR EL METODO DEL BLOQUE ALTERNO

FIGURA 4a

2 años

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9


FIGURA 4b

5 años

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9


PROYECTO:


PAG.



FIGURA 4c

10 años

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9


FIGURA 4d

25 años

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9


PROYECTO:


PAG.



FIGURA 4e

50 años

0.05.0

10.015.020.025.030.035.040.045.050.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9


FIGURA 4f

100 años

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9


7.16. Enfoque sobre el empleo del HEC-HMS.

PROYECTO:


PAG.



Es un software que permite simular transformación de lluvia histórica o hipotética en escurrimiento, a través de un sistema que integra diferentes métodos hidrológicos ya sean concentrados o distribuidos para el transito de caudales.

7.17. Modelo del area de estudio

Los parámetros que utiliza este modelo son: las pérdidas iníciales, la transformación de lluvias en escurrimiento y el método de flujo base.

La tasa de pérdidas se puede calcular mediante los siguientes métodos: el modelo de perdida inicial y pérdida de tasa constante; el modelo de déficit y tasa constante; el modelo de número de curva del SCS y el modelo de Snyder.

Determinación de la Precipitación neta

El HEC-HMS cuenta con los siguientes métodos de abstracción:

a) SCS Curve Nob) Green & Amptc) Initial/Constantd) Gridded SCS Curve Noe) Déficit/Constantf) SMAg) Gridded SMAh) NO loss Rate

Para el estudio se eligió el método a), el modelo del Numero de Curva - CN estima la precipitación excedente como una función de precipitación acumulativa , considera características de cobertura de suelo y uso de suelo, usando las siguientes ecuaciones:

(7)

(8)

Pe = Profundidad del exceso de precipitación o escorrentía directa.P = Precipitación Total, Pe < PIa = Abstracción inicial o cantidad de precipitación inicial para la cual no existe

escorrentía.S = Es la retención potencial máxima, que se evalúa de la siguiente manera:

PROYECTO:


PAG.



(9)

CN = Es el Numero de Curva evaluado desde 100 para cuerpos macizos e impermeables hasta 30 para suelos bastante permeables y con gran infiltración.

Estimación de los parámetros del modelo

Los valores del CN se pueden encontrar en tablas publicadas por el SCS en el reporte técnico 55 (comúnmente llamado TR55). Para cuencas consistentes de un gran numero de tipos y usos de suelo se puede se puede estimar un CN compuesto:

(10)

Ai = Área de drenaje de la subdivisión iCNI = CN para la subdivisión i

En función a los mapas temáticos elaborados específicamente para la zona de estudio en cuanto al uso y tipo de suelo se deduce el CN compuesto:

Para nuestra cuenca se pudo observar que existen dos tipo de suelos que se muestran en la siguiente tabla:

TABLA 9 - NUMERO DE CURVA COMPUESTO PARA LA ZONA DE ESTUDIO

Numero de curva del area de estudio

Uso de suelo Area(km2)

Grupos de suelo

Cni Ai*Cni

Arbustal asociado con pastizal 0.18355748 B 61 11.19700628

Arbustal ralo 0.48334866 B 55 26.5841763

Arbustales asociado a Areas Agricolas 1.4035195 B 81 113.6850795

Areas agricolas asociado a Arbustales 1.14635031 B 61 69.92736891

Silvopastoril denso 4.60643275 B 61 280.9923978

Silvopastoril ralo 1.04791406 79 82.78521074

SUMA = 8.87112276 CNcompuesto =

65.96360521


Proceso Lluvia-Escurrimiento

PROYECTO:


PAG.



El modelo ofrece los sgtes. Metodos:

a) SCSb) Clarkc) Kinematic Waved) Mod Clarke) Snyderf) User Specified S-Graphg) User Specified UH

Se adopta el método a) Método de transformación al hidrograma unitario del SCS, debido a que la esencia del método SCS UH es obtener un hidrograma sintético adimensional. El método del SCS expresa la descarga Ut del Hidrograma Unitario (UH) como una relación a la descarga pico Up, para un tiempo t como una fracción del tiempo pico Tp del UH. En la figura 12 expresa estas características:

Transformación. Para la transformación de lluvia en escorrentía se utilizan métodos como el Snyder y SCS.

para la transformación de la lluvia en escurrimiento se utilizarán los métodos:

Método Snyder.- que requiere los siguientes parámetros: Snyder Estándar Lag Tp (hr)y Snyder Peaking Coeficiente Cp

Tp = Ct*(Lca * L)0.3

Tp = Tiempo Lag Standard (hr)Ct = Coeficiente que representa variaciones de los tipos y localizaciones de los ríos. Varia entre 1.8 y 2.2. se asumirá 2.Lca = Distancia del centro de gravedad de la subcuenca a su salida (millas)L = Longitud del curso principal (millas)Cp = Coeficiente adimensional varia entre 0.4 y 0.8, se asumirá 0.6.

Método SCS.- Que requiere el SCS Lag, calculado de la siguiente manera:

SCS Lag (hr) = 0.6 * Tc (hr)

Tc (min) = K 0.77 * 0.00195

K = L/(H/L) 0.5

L = Longitud del canal principalH = Desnivel del canal principalTc = Tiempo de concentración

7.18. Modelo de precipitación.

PROYECTO:


PAG.



En el que se define una precipitación hipotética o histórica para ser utilizada junto con el modelo de precipitación, este modelo fue el Hietograma del Usuario.

7.19. Control de especificaciones.

En el que se incluyen las fechas y horas de inicio, fin de la simulación e intervalo de tiempo para el cálculo del hidrograma de escurrimiento

FIGURA 5 – HIDROGRAMA UNITARIO

FUENTE: Hidrología Máximo Villon Bejar

Up = Descarga pico del Hidrograma UnitarioUt = Descarga del Hidrograma Unitario en cualquier instante.

t = Tiempo cualquiera. Tp = Tiempo de la Descarga Pico.

Investigaciones del SCS sugieren que el valor pico del UH y el tiempo pico están relacionados por:

(11)

PROYECTO:


PAG.



A = Área del Area de estudio C = Constante de Conversión (2.08 para el SI)

El tiempo pico es relacionado a la duración del exceso de precipitación unitario como:

(12)

= Duración del exceso de precipitación (el cual es el intervalo de calculo en el HEC-HMS)tlag = El rezago del area de estudio. Se define como la diferencia de tiempo entre el centro de masa del exceso de precipitación y el pico del UH.

Con el tiempo de rezago el HEC-HMS encontrara los picos en cuanto a tiempo y caudal con las ecuaciones (1) y (2), a través de estos valores puede construir el UH de menores dimensiones.

Estimación de parámetros del modelo

El SCS sugiere que el rezago del UH ( tlag ) puede ser relacionado con el tiempo de concentración, tc , como:

(13)

(14)

(15)

(16)

tsheet = Suma del tiempo de viaje de la de segmentos de la lamina de flujo sobre la superficie de la cuenca.tshallow = Suma del tiempo de viaje de flujos poco profundos, aguas abajo, corrientes

pequeñas y bajas, etc.tchannel = Tiempo de viaje en el canal principal

A través de la ecuación de Manning se puede calcular la velocidad promedio en el curso principal de la cuenca y obtener el tchannel

El flujo sobre la superficie del suelo de un area de estudio se realiza antes de ingresar a algún tramo del curso principal, para distancias cortas en el orden de 10 a 100 metros. El SCS sugiere que el tiempo de viaje de las laminas de flujo se puede estimar como:

PROYECTO:


PAG.



(17)

N = coeficiente de rugosidad sobre la superficie de la cuenca.L = Longitud del flujo.P2 = Altura de lluvia en 24 hrs. para 2 años, en pulgadas.S = Pendiente del gradiente hidráulico, que es aproximadamente la pendiente del terreno

La siguiente tabla describe los valores de N para distintas superficies:

TABLA 10 - COEFICIENTE DE RUGOSIDAD PARA FLUJO SOBRE TERRENO (USACE 1998a)

Surface Description N

Smooth surfaces (concrete, asphall, gravel or base soil) 0.011Fallow (no residue)

0.05

Cultivated soils Residue cover =< 20% 0.06 Residue cover >=20% 0.17Grass: Short grass prairie 0.15 Dense grasses 0.24 Bermuda grass 0.41

Range 0.13

Woods: Light underbrush 0.4 Dense underbrush

0.8

Generalmente el flujo poco profundo (shallow flow) sigue al flujo en capas (sheet flow) después de 100 metros. La velocidad promedio para el flujo concentrado poco profundo puede ser estimada como:

(18)

Entonces el tiempo de viaje puede ser estimado con la relación t = L

Para calculo de perdidas iníciales se empleo la formula correspondiente al modelo de perdida iníciales del método de curva

Ia = 0.2*S

S = 25400/Cn-254

PROYECTO:


PAG.



Donde :

Ia=Perdidas iniciales

S= retención potencial máxima, una medida de habilidad de retener o abstraer la precipitación de la tormenta

CN= Numero de Curva

Dentro el modelo de la cuenca el cálculo de perdidas iníciales se determino bajo el Método de Numero de Curva de SCS.

El método de transformación de lluvia en escurrimiento fue Snyder y para el método de flujo base se asume que no existe flujo base, esto debido a que la información es insuficiente como para tener algún caudal medido.

7.20. Transito de Avenida

Los métodos a utilizar para el cálculo de transito en los canales serán:

lag.- Uno de los métodos para calcular el tiempo de retardo es la extraída de Olivera(2000)que utiliza la siguiente relación

Lag(min)={100*L[(1000/CN)-9)0.7 }/(1900*S0.5 )

L = Longitud de canal principal(pies)

S = pendiente (%) del canal principal

CN = numero de curva del SCS para el area de estudio en cuestión.

8. Resultados de la simulación

Empleando los métodos del SCS tanto para el calculo de abstracciones como para la transformación de lluvia a escurrimiento y asumiendo que el rió en estudio no tiene caudal base (esto debido a la falta de registros de caudales en la zona) se procede a la simulación.

Los resultados obtenidos para una tormenta de 2, 5, 10, 25, 50, 100 años se desglosan en la siguiente tabla:

TABLA 11 - SUMARIO DE RESULTADOS DEL HEC-HMS CAUDALES DE DISEÑO METODO DE SCS

SITIO

Tr=2 Tr=5 Tr=10 Tr=25 Tr=50 Tr=100

años años años años años años

PROYECTO:


PAG.



PUENTE BENTON 14.1 23.9 31.0 40.7 48.3 56.1

FUENTE: Estudio Hidrológico, Puente Vehicular Benton

HIDROGRAMAS RESULTANTES DE LA SIMULACION EN EL HEC HMS METODO DE TRANSFORMACION DE LLUVIA DE SCS

Figura 6 aPara un Tr = 2 años


Figura 6 b

Para un Tr = 5 años

PROYECTO:


PAG.




Figura 6 cPara un Tr = 10 años


Figura 6 dPara un Tr = 25 años

PROYECTO:


PAG.




Figura 6 ePara un Tr = 50 años


Figura 6 fPara un Tr = 100 años

PROYECTO:


PAG.




9. CONCLUSIONES

El estudio de las crecidas, realizado en el area de estudio del rió Topater nos permite elaborar las siguientes conclusiones:

El caudal especifico de 100 años de retorno alcanza un valor de 56.1 m3/s este valor será utilizado para el diseño del puente especifico.

Un aspecto que se debe tomar en cuenta es que no existen estaciones meteorológicas automatizadas en zona donde los parámetros hidrológicos sean medidos y registrados por lo tanto se corre el riesgo de precisar los resultados por la escasa disponibilidad de información en la zona.

Los resultados de la modelación hidrológica nos permiten observar que el tiempo de ocurrencia del caudal pico sucede a las 0.69 horas de iniciada la tormenta de diseño esto comprueba que el tiempo de concentración calculado con la formula de Kirpich es bastante adecuado (tc = 41min. =0.69 hrs.), ya que permite obtener el caudal pico cuando toda la cuenca se encuentra aportando a la sección del puente.

Est-hidrologico Del Puente Venton

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