Hidrology Clase S12 v1 CPyM
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Ing. Civil CLIFTON PAUCAR Y MONTENEGRO
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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN
HUÁNUCO - PERÚ
Curso:
Código:
Condición:
Pre - requisitos:
HIDROLOGÍA GENERAL
4105
OBLIGATORIO
ESTADISTICA Y MECANICA DE FLUIDOS II
CLASES S12 - CICLO 2015.1
Responsable de cátedra :
C. M Sc. en Ingeniería Hidráulica – UNI – Lima - Perú
Huánuco. Mayo del 2015
ESCORRENTÍA SUPERFICIAL
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Curso: HIDROLOGÍA GENERAL – CICLO 2015 - 1
Ing. Civil CLIFTON PAUCAR Y MONTENEGRO – C. M Sc. en Ingeniería Hidráulica – UNI – Lima - Perú
Gen
era
lid
ad
es
ESTIMACIÓN DE LA ESCORRENTÍA SUPERFICIAL
A TRAVÉS DE DATOS DE LLUVIA
Usualmente la escorrentía superficial que se desea conocer es
aquella que resulta de una lluvia capaz de producir una creciente
en el curso o corriente de agua.
En general, se puede desear conocer la escorrentía superficial
resultante de una lluvia cualquiera
Fuente: HIDROLOGÍA EN LA INGENIERÍA – Germán Monsalve Sáenz, 2da.Edic. , 3era Reimpresión Set. 2002,
Escuela Colombiana de Ingeniería .Bogotá-Colombia
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Ob
jeti
vo
s
OBJETIVOS Revisar los procesos por los cuales se transforma la lluvia en
escorrentía y establecer las ecuaciones de conservación que
describen estos procesos y sus escalas de tiempo.
Analizar, comparar y establecer u método apropiado que
permita establecer el caudal máximo para el diseño de obras
hidráulicas.
Desarrollar un ejemplo aplicativo del método racional
Fuente: [1] HIDROLOGÍA APLICADA. Chow y otros.1994.Ed.McGraw-Hill. [2 ] HYDROLOGY AND FLOODPLAIN
ANALYSIS. Bedient, P.& W. Huber.1992. Adison Wesley Ed. [3 ] URBAN HYDRLOGY AND HYDRAULIC
DESIGN.J.C.Y.Guo. Water Resources Publications, LLC. [4 ]MANUAL DE SANEAMIENTO –URALITA. Hernández,
A. & Hernández, A. 2004. Ed. Thompson. [ 5 ]SANEMIENTO Y ALCANATARILLADO.VERTIDOS RESIDUALES.
Hernández, A. 1997. 5° edición. CICCP.Colección Senior N° 7.
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Ap
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n
Determinación de caudales Para determinar el gasto o caudal que llega al punto “a”, bajo la lluvia máxima que
se presenta con una frecuencia dada, apreciaremos lo siguiente:
Durante los primeros minutos de la lluvia, la intensidad de ésta es muy alta, pero como el tempo es corto, no se
ha alcanzado a drenar toda la cuenca, por lo que el gasto que pasa por el punto “a” no es muy grande . A
medida que transcurre el tiempo, la cuenca comienza a aportar más agua por efecto de que es mayor el área
que se drena, pero por otro lado la intensidad de la lluvia va disminuyendo poco a poco
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Ap
licacio
n Deducción de la Formula Racional:
Fuente: HIDROLOGÍA EN LA INGENIERÍA – Germán Monsalve Sáenz, 2da.Edic. , 3era Reimpresión Set. 2002,
Escuela Colombiana de Ingeniería .Bogotá-Colombia
Determinación de caudales.. Coeficiente de escorrentía superficial c:
tiempodeervalototalciónVprecipita
erficialíaVescorrentC
int
sup
iA
Q
t
Vt
V
V
V
totalciónVprecipita
erficialíaVescorrentC E
p
E
p
E
sup
CiAQE
Donde:
QE: Caudal de escorrentía directa
I : Intensidad de lluvia
t : Tiempo de duración de la lluvia
A : Área de drenaje
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Ap
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Fuente: HIDROLOGÍA EN LA INGENIERÍA – Germán Monsalve Sáenz, 2da.Edic. , 3era Reimpresión Set. 2002,
Escuela Colombiana de Ingeniería .Bogotá-Colombia
Determinación de caudales… Determinación del caudal máximo Qp:
Donde:
Qp: Caudal máximo en m3/s
i : Intensidad de lluvia en mm./hr.
A : Área en km2
CiACiA
CiAQp 278.06.3
La aplicación de la fórmula racional depende del conocimiento del coeficiente
de escorrentía.
En los siguientes diapositivas se presentan cuadros de los valores típicos del
coeficiente de escorrentía.
Se puede también calcular el valor de C para una lluvia de características
conocidas, siempre y cuando se conozca la respuesta de la hoya en términos
del caudal de escorrentía superficial en función a los volúmenes de escorrentía
superficial y de precipitación total
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Determinación de caudales…. COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA PARA DISTINTAS ÁREAS URBANAS
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Determinación de caudales….
COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA PARA DIFERENTES SUPERFICIES
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Determinación de caudales….
Parámetros de diseño Tiempo de retorno:
Se determina en función del costo que pudieran ocasionar las inundaciones,
multiplicado por el riesgo de inundación R durante la vida útil del proyecto N
Donde:
R : Riesgo de inundación
T : Tiempo de retorno
N : Vida útil del proyecto
Grandes Presas T =500-1000 años.
Obras en quebradas de laderas T = 200-300 años
Obras en cauces de ríos T = 100 años
Emisores y colectores principales. T = 25 años
Obras en zonas con alto valor del suelo (Zonas históricas, zonas comerciales
en centros urbanos, etc, ) T = 10-20 años
Zona de riqueza media el suelo (zona residencial habitual) T= 5-10 años
Zona de riqueza baja del suelo (baja densidad demográfica, residencias
aisladas, parques) T= 2 años
N
TR )
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Determinación de caudales….
TIEMPO DE CONCENTRACIÓN
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Determinación de caudales…. ECUACIONES DE TIEMPO DE ENTRADA PROPUESTAS S/LITERATURA
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Determinación de caudales…. ECUACIONES DE TIEMPO DE ENTRADA PROPUESTAS S/LITERATURA
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Determinación de caudales…. ECUACIONES DE TIEMPO DE ENTRADA PROPUESTAS S/LITERATURA
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Determinación de caudales…. GRÁFICOS y ÁBACOS DE CÁLCULO
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Determinación de caudales…. FORMULAS Y VALORES PARA CÁLCULO
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Co
nclu
sio
nes
CONCLUSIONES 1) Al utilizar la fórmula racional, se supone que el caudal QE toma
un valor del caudal máximo (pico) Qp, cuando debido a una
cierta intensidad de lluvia sobre un área de drenaje es
producido por esa precipitación que se mantiene por un tiempo
igual al período de concentración del caudal en el punto en
consideración. Teóricamente, éste es el tiempo de
concentración, que es el tiempo requerido para que la
escorrentía superficial desde la parte más remota de la hoya
alcance el punto de interés.
Escorrentía Superficial
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Tra
bajo
escalo
nad
o
ACTIVIDADES A DESARROLLAR PARA EL
TRABAJO ESCALONADO En el Expediente Técnico del proyecto que evalúa,
determinar:
1) Determine UD. en el ámbito del Proyecto cuyo Expediente
Técnico evalúa, los factores y variables usado para determinar
el Caudal máximo (pico). Éstos han sido convenientemente
cuantificados en el Expediente Técnico. En caso de que su
respuesta sea afirmativa o negativa ¿Explique el por qué?
Adicionando de requerirse parámetros o métodos que sirvan
para la determinación cuantitativa del caudal máximo (pico),
comparando de usarse otros métodos los resultados obtenidos.
Escorrentía Superficial