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2014 Grupo: Ayleen Acosta Yoixa Cordoba José Feliu Facilitador: Ing. Riomar Espinosa 2-7-2014 CUENCA HIDROGRAFICA DEL RIO MATASNILLO
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2014
Grupo:
Ayleen Acosta
Yoixa Cordoba
José Feliu
Facilitador:
Ing. Riomar Espinosa
2-7-2014
CUENCA HIDROGRAFICA DEL RIO MATASNILLO
INTRODUCCION El Rio Matasnillo es una cuenca muy importante para la provincia de Panamá. Además se han
hecho algunos estudios a este rio, y se han conocido datos de importancia primordial, para el
rápido actuar de este rio, que tiene serios impactos por causa de la intervención del hombre.
Aunque es una de las cuencas de menor área de drenaje del área metropolitana, cuando las
lluvias son torrenciales se producen inundaciones afectando viviendas y vías de
comunicación. Esta cuenca se encuentra completamente urbanizada, atravesando vías
principales del área metropolitana.
CONTENIDO INTRODUCCION ............................................................................................................................................................. 1
CONTENIDO .................................................................................................................................................................... 2
INTRODUCCION DE CONCEPTOS ........................................................................................................................... 6
GENERALES DE LA CUENCA .................................................................................................................................... 8
CARATERISTICAS DE LA CUENCA .................................................................................................................... 8
UBICACION ................................................................................................................................................................. 8
- COLINDANTES (LIMITES) ................................................................................................................................. 8
- DIMENSIONES FISICAS ....................................................................................................................................... 8
LONGITUD .............................................................................................................................................................. 8
AREA ......................................................................................................................................................................... 9
AFLUENTES ................................................................................................................................................................ 9
USO DEL SUELO ........................................................................................................................................................ 9
LA TOPOGRAFIA ....................................................................................................................................................... 9
MEDIO FISICO.............................................................................................................................................................. 10
Clima ........................................................................................................................................................................... 10
Precipitación: .......................................................................................................................................................... 11
Temperatura: .......................................................................................................................................................... 11
Humedad Relativa: ............................................................................................................................................... 12
Velocidad y dirección del viento ..................................................................................................................... 12
Geología ..................................................................................................................................................................... 13
HIDROLOGIA SUPERFICIAL ................................................................................................................................... 14
Calidad del Agua: ................................................................................................................................................... 15
METODO DE POLIGONO DE THIESSEN ............................................................................................................ 16
METODO RACIONAL ................................................................................................................................................. 17
La Fórmula Racional ....................................................................................................................................... 17
APLICACIÓN AL PROYECTO ............................................................................................................................. 19
Datos ...................................................................................................................................................................... 19
Coeficiente de escorrentía ............................................................................................................................ 19
Calculo de pendiente promedio “S” .......................................................................................................... 19
Calculo de tiempo de concentración “tc” ................................................................................................ 19
Ecuaciones de intensidad de precipitación “i” ..................................................................................... 19
Para un período de retorno de 50 años: ................................................................................................. 20
Para un período de retorno de 100 años: .............................................................................................. 20
Caudal máximo para 50 años ...................................................................................................................... 20
Caudal máximo para 100 años.................................................................................................................... 21
METODO DE SNYDER ............................................................................................................................................... 23
APLICACIÓN AL PROYECTO ............................................................................................................................. 26
Datos: .................................................................................................................................................................... 26
Tiempo de retraso ............................................................................................................................................ 26
Precipitación Excedente: ............................................................................................................................... 26
Tiempo de Retraso: ......................................................................................................................................... 26
Descarga Máxima: ............................................................................................................................................ 26
Ancho W: .............................................................................................................................................................. 26
Tiempo Base: ...................................................................................................................................................... 27
Hidrograma unitario de Snyder: ..................................................................................................................... 27
METODO DE SOIL CONSERVATION SERVICE (SCS) .................................................................................... 29
DATOS TEORICOS ................................................................................................................................................. 29
Aplicación del Método de SCS .......................................................................................................................... 30
Retención Máxima Potencial: ........................................................................................................................... 31
Tiempo de Retraso: .............................................................................................................................................. 31
Tiempo de Ascenso: ............................................................................................................................................. 31
Caudal Máximo: ..................................................................................................................................................... 31
Tiempo Base: .......................................................................................................................................................... 32
Hidrograma Unitario triangular para 1 hr de precipitación neta ..................................................... 32
METODO DE LAVALIN ............................................................................................................................................. 33
Calculo de caudal de descarga: ................................................................................................................... 33
Análisis de sección transversal trapezoidal .......................................................................................... 33
Calculo de Yn ...................................................................................................................................................... 34
Calculo de velocidad........................................................................................................................................ 35
ANEXOS .......................................................................................................................................................................... 36
FOTOS DE VISITA A LO LARGO DEL RIO MATASNILLO ....................................................................... 36
Nacimiento del Rio Matasnillo .................................................................................................................... 36
TAREAS .......................................................................................................................................................................... 47
Problema 1 ............................................................................................................................................................... 47
Solución: ............................................................................................................................................................... 47
Problema 2 ............................................................................................................................................................... 48
Solución: ............................................................................................................................................................... 48
Problema 3 ............................................................................................................................................................... 49
Solución ................................................................................................................................................................ 49
Problema 4 ............................................................................................................................................................... 49
Solución ................................................................................................................................................................ 49
Problema 5 ............................................................................................................................................................... 51
Solución ................................................................................................................................................................ 51
TAREA #2 ................................................................................................................................................................. 55
DESARROLLO.......................................................................................................................................................... 55
Método de Paulus y Kohler .......................................................................................................................... 55
National Weather Service ............................................................................................................................. 55
Promedio Aritmético ...................................................................................................................................... 55
Método de Thiessen ........................................................................................................................................ 56
TAREA N°3 HIDROLOGIA .................................................................................................................................. 57
Problema n°1: .................................................................................................................................................... 57
Problema n°2: .................................................................................................................................................... 58
Informe Gira técnica al Centro de Investigaciones Hidráulicas e Hidrotécnicas (CIHH) ............ 59
INTRODUCCION DE CONCEPTOS Cuenca hidrológica: Cuenca hidrológica se define como la unidad del territorio,
normalmente delimitada por un parteaguas o divisoria de las aguas, en donde ocurre el agua
en distintas formas y ésta se almacena o fluye hasta un punto de salida que puede ser el mar u
otro cuerpo receptor interior, a través de una red hidrográfica de cauces que convergen en
uno principal.
Diferencia entre cuenca hidrológica e hidrográfica: Las cuencas hidrológicas son unidades
morfológicas integrales y además de incluir todo el concepto de cuenca hidrográfica, abarca
en su contenido, toda la estructura hidrogeológica subterránea del acuífero como un todo.
Área: Es la magnitud más importante que define la cuenca. Delimita el volumen total de agua
que la cuenca recibe en cada. Para determinar el área de la cuenca es necesario delimitar su
contorno.
Forma de la cuenca: Puede ser más o menos redondeada. El índice que habitualmente define
la forma de la cuenca es el índice de capacidad de Gravelius
Relieve: El relieve es un factor importante en el comportamiento de la cuenca, ya que cuantos
mayores son los desniveles en la cuenca, mayor es la velocidad de circulación y menor el
tiempo de concentración, lo que implica un aumento del caudal de punta.
GENERALES DE LA CUENCA
CARATERISTICAS DE LA CUENCA
La Cuenca del Río Matasnillo, denominada como la número 142 en el sistema regional. Tiene
su nacimiento cerca de la Policlínica de la Caja de Seguro Social en Villa Cáceres, Bethania y la
misma desemboca en la zona costera denominada Bahía de Panamá en el Océano Pacífico.
Es uno de los siete ríos que atraviesa la ciudad de Panamá pasando por Vista Hermosa, Villa
Cáceres, Pueblo Nuevo, y el Ingenio, incluso por las principales arterias del país como lo son
Ave. Balboa, Calle 50, Vía Bolívar, Vía España.
UBICACION
La cuenca del Río Matasnillo se encuentra localizada en la vertiente del Pacífico, en la
provincia de Panamá en las coordenadas de latitud 8º 59’ Norte y longitud 79º 31’ Oeste. La
Cuenca, políticamente pertenece a la Provincia de Panamá, Distrito de Panamá. Se encuentra
dentro de la ciudad de Panamá.
Esta cuenca se encuentra completamente urbanizada, atravesando vías principales del área
metropolitana como lo son: Vía Brasil, Vía España y Calle 50. En su parte media y baja se ha
canalizado y revestido su cauce.
- COLINDANTES (LIMITES)
Los límites de la cuenca son:
Al Norte con la cuenca del Rio Chagres
Al Sur con el Océano Pacifico
Al Este con la cuenca del Rio Juan Díaz
Al Noroeste con la cuenca del Rio Curundú
- DIMENSIONES FISICAS
LONGITUD
Utilizando las hojas 2, 3 y 4 del mosaico cartográfico de la Ciudad de Panamá, pudimos
calcular una longitud aproximada de 7.3368 km.
AREA
Basándonos en el mismo mosaico y delimitando nuestra cuenca, calculamos que el área total
de drenaje de la cuenca es aproximadamente 11.6395 km2
AFLUENTES
Esta constituidos por dos brazos occidentales en los cuales se encuentran las Quebradas El
Guayabo y la Quebrada Vista Hermosa.
USO DEL SUELO
El área de la cuenca está considerada como una zona completamente urbanizada. El mayor
porcentaje de la misma, está conformada por edificaciones techadas, carreteras de concreto o
asfalto, entre otras estructuras urbanas.
LA TOPOGRAFIA
Los aspectos que hemos tomado en cuenta para las diferentes unidades de topografía
incluyen:
La clase de drenaje
Erosión.
Material de origen del suelo.
Pendiente superficial.
Pedregocidad.
Esta cuenca tiene un excesivo y desordenado desarrollo urbanístico y poblacional.
MEDIO FISICO
Clima
A. Según la clasificación de Koppen, el clima en Panamá es tropical de sabana, con una
estación seca que se extiende de enero a abril y una estación lluviosa de mayo a
diciembre.
B. La temperatura media del mes más fresco es mayor a 18°C y existe poca variación de
temperatura a lo largo del año, siendo la diferencia entre la temperatura media del
mes máscálido y el mes más fresco inferior a los 5°C.
C. El clima en Panamá está influenciada por la migración anual de la Zona de
Convergencia Intertropical (ZCI), la cual divide los vientos alisios del sureste y del
noreste de los hemisferios Sur y Norte, respectivamente. La Zona de Convergencia
Intertropical se caracteriza por una banda nubosa debido a la convergencia de las
corrientes opuestas de aire, la cual genera mayor cantidad de lluvia, o sea en la
estación lluviosa.
D. Durante la ausencia de la banda nubosa, la cantidad de lluvia disminuye,
produciéndose una pronunciada estación seca en la costa del Pacífico y una ligera
estación seca en la costa Atlántica y en la región central y occidental de Panamá.
E. De acuerdo a estudios realizados en el desaparecido Instituto de Recursos Hidráulicos
y Electrificación, IRHE, una de las causas de lluvias en Panamá la constituyen las
tormentas que se forman en las costas del Pacífico de Colombia, donde las masas de
aire caliente que suben por la costa del Pacífico desde Colombia hacia Panamá,
concentran una gran cantidad de humedad sobre la cordillera. Esta concentración de
humedad produce las tormentas que se dan en la costa del Pacífico panameño.
Precipitación:
Las precipitaciones en el área de estudio generalmente son convectivas y orográficas. Las
corrientes marinas con altas temperaturas favorecen el calentamiento y la evaporación. A
medida que el aire cargado de humedad se desplaza hacia la tierra, las masas de aire tropiezan
con las barreras montañosas dando origen a precipitaciones con valores de hasta
3,200mm/año. En la mayoría de las cuencas del área de estudio la precipitación media anual
tiene valores comprendidos entre los 2,000mm/año en su parte baja y hasta 3,200mm/año en
su parte alta.
El mes con más baja precipitación es febrero, con una precipitación promedio de 16.2mm y el
más lluvioso es octubre con 610.1mm, lo cual representa una diferencia significativa entre las
precipitaciones del mes más seco y el más lluvioso.
Temperatura:
La temperatura en el área de estudio se caracteriza por la poca variación estacional con una
diferencia promedio de 2°C. Como ilustración, se muestra en el siguiente cuadro. La
temperatura promedio mensual máxima es de 27.6ºC en el mes de abril, mientras que la
mensual mínima se da en el mes de octubre siendo de 26.1°C en la estación referida, lo que da
como resultado una variación de 1.5°C
Humedad Relativa:
Los valores de humedad relativa son elevados en la región, con un promedio anual de 78.3% y
valores máximo y mínimo de 91% y 71.6% respectivamente. El mes con mayor humedad
relativa es octubre con un máximo de 91%.
Velocidad y dirección del viento
El régimen de vientos en el Golfo de Panamá está fuertemente influenciado por la Zona de
Convergencia Intertropical (ZCIT), donde convergen los viento alisios de NE, que provienen
del hemisferio Norte, y de SE, provenientes del hemisferio sur.
Geología
La Formación Panamá es producto de un período de intensa actividad volcánica con
producción de aglomerados y coladas lávicas andesíticas; en este período el Istmo era en
realidad un arco de islas en evolución y las formaciones marinas asociadas están muy bien
representadas en el área de la ciudad. Estas formaciones sedimentarias están contaminadas
con las cenizas volcánicas y el material piroclástico del volcanismo contemporáneo a ellas.
El mioceno correspondiente a estos terrenos pareció más bien marino, y así tenemos que los
levantamientos de estos terrenos en el plioceno determinaron que se completara la formación
del Istmo de Panamá.
Formación Panamá: Esta formación consiste en areniscas tobáceas, lutita tobáceas,lutitas
arenosa, calicea algacea y foraminífera, abarcando una superficie que va desde las riberas del
lago Miraflores primeramente en aglomerados y tobas que se extienden desde el lago de
Miraflores hasta la ciudad de Panamá y hacia el noreste a través de la división continental
hasta Chilibre y proximidades del lago Alajuela y hacia el este en el área de la costa pacífica
hasta la desembocadura del Matías Hernández. Entre los corregimientos asentados en esta
geología, podemos mencionar Calidonia, Bella Vista, Bethania, Pueblo Nuevo, Río Abajo,
Parque Lefrevre, Pedregal y parte de Juan Díaz, así como los del Distrito de San Miguelito.
HIDROLOGIA SUPERFICIAL La cuenca del río Matasnillo se encuentra situada hacia el centro de la ciudad de Panamá. El
cauce principal tiene una longitud de 7.3368 km y tiene su nacimiento cerca de Policlínica de
la Caja de Seguro Social de Bethania.
En el cuadro a continuación se presentan los caudales promedio mensual del Río Matasnillo
en la Estación142-01-01, que comprende un área de drenaje de 7.8 km2. Su ubicación es
Latitud 8°59´N y Longitud 79°31´´O. Su altura sobre el nivel del mar es de 3 m.
Los promedios de caudales más bajos se dan en Febrero y marzo, cuando se registran
promedios de 0.09 y 0.07 m3/s. Los promedios de caudales más altos se dan en los meses de
septiembre, octubre y noviembre, cuando se registraron 0.35, 0.72 y 0.53 m3/s
respectivamente. El caudal máximo fue registrado en octubre de 1973, cuando se alcanzó un
caudal de 1.26 m3/s.
Calidad del Agua:
Este rio presenta un alto grado de contaminación en su parte media y baja. Entre la Vía
España y Calle 50 aún presenta una buena apariencia física, con aguas cristalinas y la
existencia de ecosistemas acuáticos con especies como sardinas. A la altura de la Calle 50 se
hace evidente la contaminación de río por descargas de aguas residuales. Es causa la
desaparición de los peces y le da a las aguas una apariencia turbia, con la presencia de olores
desagradables.
Las industrias que contribuyen al alto grado de contaminación del río incluyen: Embutidos y
Conservas de Pollo, General Mills, Frigorífico Mangrafor, Harinas de Panamá S.A, Extrucciones
Metálicas, Productos Pascual, Kraft Food, Panamerican Orange Crush, Coca Cola de Panamá,
Pastas alimenticias la Imperial, Productos Kiener, Cerveceria Barú, Panamá, Panificadora la
Favorita, Industrias Panamá Boston y Swift and Company Inc.
En su desembocadura en la bahía de Panamá, contiguo al Colegio San Agustín, las aguas están
fuertemente contaminadas, presentando un problema estético y de riesgo a la salud humana.
El fuerte olor indica condiciones de descomposición anaerobia de la materia orgánica
existente en el río.
Para el análisis de la calidad de agua de este río se tomaron muestras en un punto localizado
en el tramo que corre entre Calle 50 y la avenida Balboa. El valor del DBO5 que se obtuvo fue
de 130 mg/l, el oxígeno Disuelto, 0 mg/l y la concentración de coliformes fecales, 5.00E+06.
Estos valores indican que existe muy poca dilución de los efluentes de aguas residuales
domésticas e industriales con alto contenido de materia orgánica que descargan al mismo.
METODO DE POLIGONO DE THIESSEN
Este método se utiliza para determinar la lluvia media en una zona, se aplica cuando
se sabe que las medidas de precipitación en los diferentes pluviómetros sufren
variaciones, teniendo además el condicionante que la cuenca es de topografía suave o
en lo posible plana.
El procedimiento para el cálculo es el siguiente:
1. Se unen los pluviómetros adyacentes con líneas rectas.
2. Se trazan mediatrices a las líneas que unen los pluviómetros. Recordar que una
mediatriz es una línea recta perpendicular a un segmento de recta y que parte de su
punto medio. Como las
3. Se prolongan las mediatrices hasta el límite de la cuenca.
4. Se calcula el área formada por las mediatrices para cada pluviómetro.
De acuerdo al informe de la EMPRESA DE TRANSMISION ELECTRICA S.A. GERENCIA DE HIDROMETEOROLOGIA Y ESTUDIOS TOTAL MENSUAL DE PRECIPITACION - mm -; se tomaron los siguientes valores de precipitaciones mostradas en el cuadro siguiente:
Thiessen
Estacion Pi(mm) Ai(m2) Ai/At Pi(Ai/At)
1 3394 1410174.15 0.12115435 411.197873
2 2891 1786144.13 0.15345561 443.640172
3 2542 2489189.64 0.21385739 543.625479
4 2261 1828095.09 0.15705981 355.11222
5 1948.8 2879814.79 0.24741774 482.167686
6 2600.5 1246066.19 0.10705511 278.396803
Σ 11639484 1 2514.14023 mm
Ver plano adjunto
METODO RACIONAL
La Fórmula Racional
Fue desarrollada originalmente para estimar el escurrimiento en áreas urbanas. El uso
de esta fórmula se remonta a 1889, cuando Emil Kuichling la menciona por primera
vez. El método racional se puede considerar para las áreas hasta 500 hectáreas
La fórmula racional expresa que la descarga es igual a un porcentaje de la
precipitación multiplicado por el área de la cuenca. La duración mínima de la lluvia
seleccionada deberá ser el tiempo necesario, en minutos, para que una gota de agua
llegue a la estructura de drenaje desde el punto más alejado de la cuenca. Ese tiempo
se llama tiempo de concentración: Así puede escribirse:
𝑸 = 𝑪𝒊𝑨
La aplicación de la formula Racional requiere el conocimiento de un coeficiente de
escorrentía que depende de las características que rigen la cantidad y velocidad del
escurrimiento en la cuenca. Una de las hipótesis básicas de la formula racional es la de
suponer que la lluvia será de suficiente duración, para permitir la llegada simultanea
del agua que cae sobre toda la superficie de la cuenca a la boca de la estructura de
drenaje. Ese tiempo se ha denominado Tiempo de concentración y es el requerido
para que el agua que cae en el punto más alejado de la cuenca llegue al punto de
salida. Si la lluvia es de mayor duración que el tiempo de concentración, Tc, el
escurrimiento será menor que el calculado para dicho tiempo, debido a que la
intensidad de esta lluvia será menor que la duración Tc. Si la lluvia que cae es de
menor duración que Tc, también la descarga será menor, debido a que no toda la
cuenca contribuye simultáneamente al escurrimiento.
El tiempo de concentración es necesario para poder realizar el cálculo de la intensidad de
precipitación. Dentro de la gran variedad de métodos empíricos propuestos para calcular el
tiempo de concentración (tc), utilizaremos la propuesta por Johnston y Cross:
𝑻𝒄 = 𝟎. 𝟓𝒙(𝑳
√𝑺)
Tc: Tiempo de concentración en minutos.
L: Longitud del recorrido máximo en mi.
S: Pendiente promedio del río en ft/mi.
Se utilizó la fórmula racional para calcular el caudal de diseño y el valor de C, el
período de retorno de la lluvia y la fórmula para la intensidad; se establecieron
conforme al Manual de Revisión de Planos del Ministerio de Obras Públicas de
Panamá
APLICACIÓN AL PROYECTO
Datos
Los datos conocidos de nuestro proyecto son presentados en el siguiente tabulado:
Longitud L 7.3368 km 4.5589 mi
Área A 11.6395 km2 4.4959 mi 2 1163.9484 Ha
Altura inicial Ho 42.5 m 139.43569 pies
Altura final Hf 9.9 m 32.48031 pies
Coeficiente de escorrentía
Debido a que el mayor porcentaje de nuestra cuenca es urbanizada y cubierta de estructuras,
consideramos un coeficiente de escorrentía “C” de 1.00
Calculo de pendiente promedio “S”
La pendiente promedio S está regida por:
∆H= 32.6 m = 106.95538 ft
𝑆 =∆𝐻
𝐿=
106.95538
4.5589= 23.4608
𝑓𝑡
𝑚𝑖
Calculo de tiempo de concentración “tc”
𝑇𝑐 = 0.5 ∗ (𝐿
√𝑆) = 0.5 ∗ (
4.5589
√23.4608) ∗ 60 = 28.24 𝑚𝑖𝑛
Ecuaciones de intensidad de precipitación “i”
Las ecuaciones de intensidad de precipitación deben estar regidas de acuerdo al área que se
está analizando. Así mismo, nos basamos en la tesis de Olmedo Espino, quien realizó un
estudio para intensidades en distintas áreas de Panamá.
El mismo recopiló varios datos de precipitaciones pasadas para, mediante los conceptos de
estadística, poder derivar ecuaciones de intensidad de precipitación para distintas áreas del
país y distintos periodos de retorno.
Para estas ecuaciones se deben introducir los valores de tiempo de concentración en unidades
de minutos. Las constantes y todo el procedimiento para derivar estas ecuaciones, determinan
que el resultado será obtenido en unidades de mm/hr.
Para un período de retorno de 50 años:
𝐼 = 10172.04
56.08 + 𝑇𝑐= 𝟏𝟐𝟎. 𝟔𝟒𝟏𝟐
𝒎𝒎
𝒉𝒓
Para un período de retorno de 100 años:
𝐼 = 11319.89
59.09 + 𝑇𝑐= 𝟏𝟐𝟗. 𝟔𝟐𝟐𝟎
𝒎𝒎
𝒉𝒓
Caudal máximo para 50 años
𝐼50 = 120.6412 𝑚𝑚
ℎ𝑟
𝑄 =𝐶𝑖𝐴
360=
1𝑥1163.9484𝑥120.6412
360= 𝟑𝟗𝟎. 𝟎𝟓𝟓𝟗
𝒎𝟑
𝒔
Qp = 𝟑𝟗𝟎. 𝟎𝟓𝟓𝟗 𝒎𝟑/𝒔
Caudal máximo para 100 años
𝐼100 = 𝟏𝟐𝟗. 𝟔𝟐𝟐𝟎 𝒎𝒎
𝒉𝒓
𝑄 =𝐶𝑖𝐴
360=
1𝑥1163.9484𝑥129.6220
360= 𝟒𝟏𝟗. 𝟎𝟗𝟐𝟓
𝒎𝟑
𝒔
Qp = 𝟒𝟏𝟗. 𝟎𝟗𝟐𝟓𝒎𝟑/𝒔
Fig. N°1 Punto más elevado de la Cuenca
Fig. N°2 Punto más bajo de la Cuenca
METODO DE SNYDER
En 1983 Snyder fue la primera persona en desarrollar un hidrograma unitario sintético
basado en estudios de cuencas localizadas en los Montes Apalaches. Estas tenían un área de
drenaje que variaba de 10 a 10 000 millas cuadradas y las relaciones empíricas obtenidas por
Snyder fueron:
𝒕𝑳 = 𝑪𝒕(𝑳 ∗ 𝑳𝒄)𝟎.𝟑
En donde:
tL = tiempo de retraso de la cuenca (horas)
L = longitud del canal principal desde la salida hasta la divisoria de aguas (millas)
Lc = longitud a lo largo del canal principal desde la salida hasta el punto más cercano
al centroide de la cuenca (millas)
Ct = coeficiente que variaba de 1.8 a 2.2 en los Montes Apalaches.
Así mismo, la descarga de caudal máximo está dado por:
𝑸𝒑 = 𝟔𝟒𝟎 𝑪𝒑 ∗𝑨
𝒕𝑳
En donde:
Qp = caudal máximo del hidrograma unitario (pies cúbicos por segundo)
Cp = coeficiente de almacenamiento que variaba de 0.4 a 0.8.
A = área de la cuenca (millas cuadradas)
Y el tiempo base (días) también está dado por:
𝑡𝐵 = 3 +𝑡𝐿
8
En donde tL esta dado en horas. Esta expresión dada para el tiempo base, produce resultados
adecuados para cuencas grandes, pero valores excesivos para cuencas pequeñas. En este
último caso, es conveniente asumir de 3 a 5 veces el tiempo de retraso tL para definir el
tiempo base tB en el trazado del hidrograma unitario:
3 ≤ 𝑡𝐵
𝑡𝐿 ≤ 5
Hidrograma Unitario Sintético de Snyder
El procedimiento anterior define un hidrograma unitario sintético para una duración de
precipitación excedente D (horas) igual a:
𝐷 =𝑡𝐿
5.5
Para una duración de precipitación neta diferente D’ (hr), se debe ajustar la fórmula para el
tiempo de retraso tL (hr)
𝑡′𝐿 = 𝑡𝐿 + 0.25(𝐷′ − 𝐷)
En donde:
t’L = tiempo de retraso ajustado en horas para la duración D’
D’ = duración de precipitación neta distinta en horas
Al aplicar este método empírico en cualquier cuenta, se debe tener cuidado con la selección de
los coeficientes Ct y Cp, ya que se ha observado que varían considerablemente de una región a
otra. Por consiguiente se puede efectuar una calibración utilizando cuencas localizadas en los
alrededores con estaciones de medición para obtener el valor de estos coeficientes antes de
aplicar el método a otras cuencas en la región.
Después que se han calculado los tres parámetros principales (tL, Qp y tB), se puede dibujar
un hidrograma unitario de tal manera que el área bajo la curva represente 1 pulgada de
escorrentía directa sobre la cuenca. Para construir el hidrograma unitario por el método de
Snyder se pueden utilizar puntos adicionales que corresponden al 50% y 75% del caudal
máximo Qp. El ancho W (en horas) para estos caudales, se puede obtener de manera empírica
por medio de las siguientes formulas:
𝑊75 =470
(𝑄𝑝
𝐴)
1.1
𝑊50 =830
(𝑄𝑝
𝐴)
1.1
En donde se utilizaran dichas unidades:
Qp = p3/s
A = millas cuadradas
W50 = segundos
Los tiempos correspondientes a W50 y W75 deberán ser distribuidos así: 1/3 andes de Qp y
2/3 después de Qp respectivamente.
APLICACIÓN AL PROYECTO
Datos:
Ct=2.0
Cp=0.6
L=4.5589 mi
Lc=2.2775 mi
A= 4.4959 mi2
Tiempo de retraso
𝑡𝐿 = 𝐶𝑡(𝐿𝐿𝑐)0.30 = 2.0𝑥(4.5589𝑥2.2775)0.3 = 𝟒. 𝟎𝟑𝟓𝟕𝟔 𝒉𝒓
Precipitación Excedente:
𝐷 =𝑡𝐿
5.5= 𝟎. 𝟕𝟑𝟑𝟕𝟕 𝒉𝒓
Tiempo de Retraso:
𝑡𝑙´ = 𝑡𝐿 + 0.25(𝐷´ − 𝐷) = 4.03576 + 0.25(1 − 0.73377) = 𝟒. 𝟏𝟎𝟑𝟖𝟓𝟕 𝒉𝒓
Descarga Máxima:
𝑄𝑝 = 640 𝐶𝑝
𝐴
𝑡𝐿´
= 640𝑥0.6 ∗ (4.4959
4.10386) = 𝟒𝟐𝟎. 𝟔𝟖𝟑𝟑
𝒑𝟑
𝒔
Ancho W:
𝑊75 = (470
(𝑄𝑝
𝐴)
1.10) = 𝟑. 𝟏𝟗𝟎𝟒 𝒉𝒓 = {𝟏. 𝟎𝟔𝟑𝟓: 𝟐. 𝟏𝟐𝟔𝟗}
𝑊50 = (830
(𝑄𝑝
𝐴)
1.10) = 𝟓. 𝟔𝟑𝟒𝟏 𝒉𝒓 = {𝟏. 𝟖𝟕𝟖𝟎: 𝟑. 𝟕𝟓𝟔𝟏}
Tiempo Base:
El rango recomendado para cuencas pequeñas (nuestro caso) es de 3 a 5 veces tL’; nosotros
decidimos utilizar una relación de 4 veces tL’ a criterio propio:
𝑡𝑏 = 3@5 𝑡𝐿 = 4 𝑡𝐿 = 4 ∗ (4.103857 ℎ𝑟) = 𝟏𝟔. 𝟒𝟏𝟓𝟒 𝒉𝒐𝒓𝒂𝒔
Hidrograma unitario de Snyder:
𝑡𝑃 = 𝑡𝐿′ +𝐷′
2= 4.103857 +
1
2= 4.60386 ℎ𝑟𝑠
𝑡1 = 𝑡𝑃 −1
3𝑊50 = 4.60386 − 1.8780 = 2.72586 ℎ𝑟𝑠
𝑡2 = 𝑡𝑃 −1
3𝑊75 = 4.60386 − 1.0635 = 3.5404 ℎ𝑟𝑠
𝑡3 = 𝑡𝑃 +2
3𝑊75 = 4.60386 + 2.1269 = 6.73076 ℎ𝑟𝑠
𝑡4 = 𝑡𝑃 +2
3𝑊50 = 4.60386 + 3.7561 = 8.35996 ℎ𝑟𝑠
𝑄50 = 0.50𝑄𝑝 = 0.50(420.6833 ) = 𝟐𝟏𝟎. 𝟑𝟒𝟏𝟕𝒑𝟑
𝒔
𝑄75 = 0.75𝑄𝑝 = 0.75(420.6833 ) = 𝟑𝟏𝟓. 𝟓𝟏𝟐𝟓𝒑𝟑
𝒔
0, 0
2.72586, 210.3417
3.5404, 315.5125
4.60386, 420.6833
6.73076, 315.5125
8.35996, 210.3417
16.4154, 0
0 5 10 15 20
Hidrograma Unitario de Snyder
Q (p3/s)
T (horas)
D’=1 hora
METODO DE SOIL CONSERVATION
SERVICE (SCS)
DATOS TEORICOS
Este método fue desarrollado por el Soil Conservation Service en 1957. El mismo implica un
hidrograma unitario triangular simple, con una duración de precipitación neta D (horas),
tiempo de ascenso tp (hr), tiempo de descenso tr (hr) y caudal maximo Qp (p3/s)
P (p3/s)
Aplicación del Método de SCS
L=24070.992 ft
Y=0.0044%
D=1
A=4.4959 mi2
Tabla CN
Grupo Hidrológico # de Curva
Parque Recreativo Omar (Buena
condición de césped cubre 75%)
2.56 B 61 1.5607
Urbanización Industrial (72%
impermeables)
20.20 B 88 17.7765
Estacionamientos, áreas techadas,
calzadas y vías de Acceso
43.10 B 98 42.2367
Zonas Residenciales (1/8 acre o 29.65 B 85 25.1999
Áreas de zonas
Parque Omar 297795.438 m2
Áreas industrial 2351238.98 m2
Áreas Comerciales 523231.762 m2
Residencial 3450751.27 m2
Áreas diversas 5016466.56 m2
menos 65% impermeable)
Áreas Comerciales o de negocio
(85% impermeables)
4.50 B 92 4.1357
100 90.9095
Donde CN=91
Por lo tanto:
Retención Máxima Potencial:
𝑺 =𝟏𝟎𝟎𝟎
𝑪𝑵− 𝟏𝟎 =
𝟏𝟎𝟎𝟎
𝟗𝟏− 𝟏𝟎 = 𝟎. 𝟗𝟖𝟗𝟎 𝒊𝒏
Tiempo de Retraso:
𝒕𝑳 =𝑳𝟎.𝟖(𝑺 + 𝟏)𝟎.𝟕
𝟏𝟗𝟎𝟎√𝒀=
(𝟐𝟒𝟎𝟕𝟎. 𝟗𝟗𝟐)𝟎.𝟖(𝟎. 𝟗𝟖𝟗𝟎 + 𝟏)𝟎.𝟕
𝟏𝟗𝟎𝟎√𝟎. 𝟎𝟎𝟒𝟒= 𝟒𝟏. 𝟎𝟗𝟐𝟐 𝒉𝒓
Tiempo de Ascenso:
𝒕𝑷 =𝑫
𝟐+ 𝒕𝑳 =
𝟏
𝟐+ 𝟒𝟏. 𝟎𝟗𝟐𝟐 = 𝟒𝟏. 𝟓𝟗𝟐𝟐 𝒉𝒓
Caudal Máximo:
𝑸𝒑 =𝟒𝟖𝟒(𝑨)
𝒕𝒑= 𝟓𝟐. 𝟑𝟏𝟕𝟖
𝒇𝒕𝟑
𝒔
Tiempo Base:
𝒕𝒃 =𝟐𝑨
𝑸𝒑= 𝒕𝒃 =
𝟐𝒙𝟒. 𝟒𝟗𝟓𝟗𝒙𝟏𝒙 (𝟏
𝟏𝟐) 𝒙𝟓𝟐𝟖𝟎𝟐
𝟏𝟒𝟖𝟔. 𝟑𝟔𝟖𝟔𝒙𝟑𝟔𝟎𝟎= 𝟏𝟏𝟎. 𝟗𝟏𝟐𝟕 = 𝟏𝟏𝟎. 𝟗 𝒉𝒓
Hidrograma Unitario triangular para 1 hr de precipitación neta
METODO DE LAVALIN
Calculo de caudal de descarga:
A= 11.6395 km2
𝑄𝑝𝑟𝑜𝑚 = 𝐾𝐴0.58 = 27𝑥(11.6395)0.58 = 𝟏𝟏𝟐. 𝟏𝟎 𝒎𝟑
𝒔
𝑄100 = 2.75 𝑄𝑝𝑟𝑜𝑚 = 2.75𝑥112.10 = 𝟑𝟎𝟖. 𝟐𝟕𝟓 𝒎𝟑
𝒔
Análisis de sección transversal trapezoidal
Para nuestra sección trapezoidal tenemos las siguientes características:
Base = 8 metros
(Visitamos distintos puntos a lo largo del rio y pudimos, aproximadamente, obtener un
valor promedio para el ancho del canal del rio)
Yn = profundidad normal del flujo del agua en el canal
Pendiente de talud = m =1.5:1
Perímetro =
𝑃 = 𝑏 + 2 𝑌𝑛 (1 + 𝑚2)0.5
𝑃 = 8 + 2 𝑌𝑛 (1 + 2.25)0.5 = 𝟖 + 𝟑. 𝟔𝟎𝟓𝟔 𝒀𝒏
Area transversal del canal =
At = 𝑌𝑛 ∗ 𝑏 + 𝑚 ∗ 𝑌𝑛2
At = 𝒀𝒏 ∗ 𝟖 + 𝟏. 𝟓 ∗ 𝒀𝒏𝟐
Radio hidraulico =
𝑅ℎ =𝒀𝒏 ∗ 𝟖 + 𝟏. 𝟓 ∗ 𝒀𝒏𝟐
𝟖 + 𝟑. 𝟔𝟎𝟓𝟔 𝒀𝒏
Calculo de Yn
𝑸 =𝟏
𝒏(𝒔)𝟎.𝟓𝑨𝒕(𝑹𝒉)
𝟐
𝟑
308.275 𝑚3
𝑠=
1
0.013∗ (0.00444)0.5 ∗ (
𝑌𝑛 ∗ 8 + 1.5 ∗ 𝑌𝑛2
8 + 3.6056 𝑌𝑛)
2
3
∗ (𝑌𝑛 ∗ 8 + 1.5 ∗ 𝑌𝑛2)
𝒀𝒏 = 𝟑. 𝟎𝟐𝟎 𝒎
Calculo de velocidad
At = 3.02 ∗ 8 + 1.5 ∗ (3.02)2 = 𝟑𝟕. 𝟖𝟒𝟏 𝒎𝟐
𝑄 = 𝑉 ∗ 𝐴𝑡 ∴ 𝑉 =𝑄
𝐴𝑡=
308.275 𝑚3
𝑠
37.841 𝑚2= 𝟖. 𝟏𝟒𝟕
𝒎
𝒔
ANEXOS
FOTOS DE VISITA A LO LARGO DEL RIO MATASNILLO
A continuación presentamos algunas fotos de nuestra visita a distintos puntos del Rio
Matasnillo.
Nacimiento del Rio Matasnillo
Estas fotos fueron lo más cercanas posibles al nacimiento del Rio Matasnillo. Dicho punto está
ubicado detrás a la Policlínica de la Caja de Seguro Social de Villa Cáceres, Bethania.
TAREAS Tarea #1
Problema 1
Si una Ha = 2.5 acres, 1 pulg = 2.54 cm, 1 cm = 10 mm, 1 pie = 3.28 m, 1 pie3 = 7.48 gal.
Establezca el volumen de agua correspondiente que cae sobre una cuenca de 360 km2 en 2
horas con una intensidad promedio de 10 mm/hr. Por favor incluya paso a paso las
conversiones que realizaron. Presente su respuesta en:
a) mm-Ha, b) cm-Ha, c) plg-acre, d) m3, e) gal
Solución:
𝑖 =𝑃
𝑡
10 𝑚𝑚/ℎ𝑟 =𝑃
2 ℎ𝑟
𝑃 = 20 𝑚𝑚
𝑉 = 𝑃 ∗ 𝐴
𝑉 = (20𝑥10−3𝑚) ∗ (360𝑥103𝑚2)
𝑉 = 7200 𝑚3
a) 𝑉 = 7200 𝑚3 ∗1000𝑚𝑚
1𝑚∗
1𝐻𝑎
10000𝑚2 = 720 𝑚𝑚 ∗ 𝐻𝑎
b) 𝑉 = 7200 𝑚3 ∗100𝑐𝑚
1𝑚∗
1𝐻𝑎
10000𝑚2 = 72 𝑐𝑚 ∗ 𝐻𝑎
c) 𝑉 = 7200 𝑚3 ∗1 𝑝𝑢𝑙𝑔
0.0254 𝑚∗
1 𝑎𝑐𝑟𝑒
4046.8564 𝑚2 = 70.04 𝑝𝑢𝑙𝑔 ∗ 𝑎𝑐𝑟𝑒
d) 𝑉 = 7200 𝑚3
e) c) 𝑉 = 7200 𝑚3 ∗1 𝑔𝑎𝑙
0.003785𝑚3 = 1902245.707 𝑔𝑎𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠
Problema 2
a) Sobre una cuenca cae una precipitación P, de la cual el 30% es interceptada por la copa de
los árboles (asuma que toda esta agua se evapora). De la precipitación que llega al suelo, un
50% se infiltra (F). Un 20% de lo que se infiltra es flujo sub-superficial que se convierte en
escorrentía superficial antes de llegar al punto de salida de la cuenca X. Calcular ET, R Y G en
función de P.
b) Si esta cuenca se deforesta (la intercepción se reduce en 50% con relación al problema 2a),
lo cual produce un aumento en R del 10% con relación al problema anterior. Igual que en el
problema anterior, un 50% de la precipitación que llega al suelo se infiltra (F) y un 20% de lo
que se infiltra es flujo subsuperficial que se convierte en flujo superficial, y todo lo que se
intercepta se evapora. Calcular los nuevos valores de R, G y ET como función de P.
Solución:
a) P + I = ET + F + G + R + E
E = 0.30P
F = 0.50*0.70P = 0.35P
R = 0.20*0.35P = 0.07P
b)
E = 0.15P
F = 0.50*0.85P = 0.425P
R = 0.20*0.425P = 0.085P
Problema 3
Derive la ecuación:
𝑞 = 0.622𝑒
𝑃−0.378𝑒
Solución
Problema 4
Repita el ejemplo 5, sólo que obtenga dos curvas IDF, una empleando la data de 5, 10 y 15 min
y otra la de 30, 60 y 120 min. Compare con los resultados obtenidos en el ejemplo original y
explique las diferencias que encontró.
Solución
t (min) P (in) i (in/hr) 1/i (hr/in)
5 0.60 7.20 0.1389
10 0.98 5.90 0.1695
15 1.27 5.10 0.1961
t (min) P (in) i (in/hr) 1/i (hr/in)
30 1.90 3.80 0.2632
60 2.30 2.30 0.4348
120 2.80 1.40 0.7143
7.2
5.9
5.1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 2 4 6 8 10 12 14 16
3.8
2.3
1.4
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
0 20 40 60 80 100 120 140
Problema 5
En el sitio www.weatherunderground.com se encuentran los registros de alguna de las
estaciones del Centro de Investigaciones Hidráulicas e Hidrotécnicas de la UTP, tales como.
Estación CIHH Tocumen, Estación Nuevo Tocumen y Estación La Hacienda. Igualmente, n la
página web de Hidrometeorología de ETESA, se tienen los datos para la estación de Tocumen
(aeropuerto). Para estas estaciones, conteste a las siguientes preguntas:
a) ¿Desde cuándo aparecen registro de las mismas?
b) Presente un resumen con la precipitación total mensual en estas estaciones en enero 2014,
incluya el total hasta el 07 de abril de 2014.
Solución
a) Aparecen registros para la estación CIHH Tocumen a partir del 30 de Agosto del 2010.
b)
Weather Summary for 1 Jan 2014 - 7 Apr 2014
Temperatura Hi 35.8 ° C Lo 20.4 ° C Average 27.3 ° C
Punto de rocío Hi 26.7 ° C Lo -73.3 ° C Average 22 ° C
Presión Max 1014.1 hPa Min 0 hPa
Dirección del viento Average South
Velocidad del viento Max 0 km/h Average -2.2 km/h
Ráfagas de viento Max 0 km/h
Precipitación Total 226 mm
Tabular Weather History for 1 Jan 2014 - 7 Apr 2014
2014 Temperature °C Dew Point °C Speed kph Pressure hPa Precipitation
mm
Jan High Avg Low High Avg Low High Avg Gust High Avg Low Sum
2 32 27 23 27 24 21 0 0 0 1009 1007 1005 0.25
3 32 26 22 26 23 19 0 0 0 1009 1007 1005 0.03
4 32 27 22 26 23 20 0 0 0 1010 1007 1004 0.03
5 32 26 23 26 23 21 0 0 0 1010 1008 1007 0.58
6 31 26 23 26 23 21 0 0 0 1011 1009 1007 0.23
7 32 27 23 26 23 21 0 0 0 1011 1009 1007 0.13
8 31 26 22 26 23 19 0 0 0 1012 1009 1007 0.1
9 33 26 22 26 23 20 0 0 0 1011 1009 1006 0.08
10 32 26 21 26 22 19 0 0 0 1010 1008 1006 0.05
11 32 26 22 26 23 19 0 0 0 1011 1009 1007 0.08
12 33 26 21 24 21 19 0 0 0 1012 1010 1008 0
13 32 26 21 25 23 18 0 0 0 1012 1010 1007 0
14 32 26 21 26 22 19 0 0 0 1012 1010 1007 0
15 33 27 23 25 21 -73 0 -10 0 1011 1009 1007 0
16 33 28 24 24 22 22 0 0 0 1010 1008 1006 0
17 33 26 21 23 21 20 0 0 0 1011 1009 1007 0
18 34 27 21 23 21 19 0 0 0 1013 1010 1008 0
19 34 28 24 24 23 22 0 0 0 1012 1010 1008 0
20 34 27 24 24 23 22 0 0 0 1011 1009 1007 0
21 33 27 23 24 22 21 0 0 0 1010 1008 1007 0
22 33 27 22 24 22 21 0 0 0 1012 1010 1008 0
23 32 27 22 23 21 20 0 0 0 1013 1011 1009 0
24 33 29 24 24 23 22 0 0 0 1013 1011 1009 0
25 24 24 23 22 22 21 0 0 0 1011 1010 1010 0
17 33 29 25 23 20 -73 0 -16 0 1011 506 0 0
18 33 28 24 22 21 18 0 0 0 1011 1010 1008 0
19 33 26 21 22 18 -73 0 -11 0 1011 1009 1007 0
20 33 27 22 24 21 20 0 0 0 1011 1008 1006 0
21 33 27 22 24 22 20 0 0 0 1010 1008 1006 0
22 34 27 23 23 22 21 0 0 0 1010 1008 1006 0
23 34 27 21 23 21 19 0 0 0 1011 1009 1007 0
24 34 27 23 23 21 21 0 0 0 1011 1009 1007 0
25 34 27 23 23 21 20 0 0 0 1010 1008 1006 0
26 33 27 22 24 22 20 0 0 0 1010 1008 1005 0
27 35 27 22 23 21 19 0 0 0 1011 1009 1006 0
28 33 27 22 24 22 20 0 0 0 1013 1011 1008 0
2014 Temperature °C Dew Point °C Speed kph Pressure hPa Precipitation
mm
Mar High Avg Low High Avg Low High Avg Gust High Avg Low Sum
1 35 28 22 23 22 21 0 0 0 1013 1011 1008 0
2 34 28 22 22 21 20 0 0 0 1012 1010 1007 0
3 34 27 21 23 21 19 0 0 0 1011 1009 1006 0
4 33 25 21 24 22 19 0 0 0 1011 1009 1007 0.51
5 32 26 21 25 22 18 0 0 0 1012 1010 1008 0.15
6 33 26 21 25 22 19 0 0 0 1012 1010 1007 0.03
7 34 27 22 24 22 19 0 0 0 1012 1010 1008 0
8 34 27 23 26 23 21 0 0 0 1014 1012 1009 0
9 34 27 22 24 21 -73 0 -10 0 1014 1012 1010 0
10 33 27 21 22 21 19 0 0 0 1013 1011 1009 0
11 32 26 22 23 22 21 0 0 0 1011 1009 1007 0
12 33 27 20 24 21 19 0 0 0 1011 1009 1007 0
13 33 27 21 24 22 19 0 0 0 1012 1010 1008 0
14 34 26 22 23 19 -73 0 -22 0 1013 1010 1008 0
15 34 27 22 23 22 20 0 0 0 1011 1009 1007 0
16 34 27 22 23 21 21 0 0 0 1010 1008 1005 0
17 34 27 21 25 22 19 0 0 0 1009 1006 1004 0
18 34 28 23 24 23 21 0 0 0 1010 1008 1006 0
19 35 29 23 25 23 22 0 0 0 1010 1008 1005 0
20 34 29 26 24 24 23 0 0 0 1010 1008 1005 0
21 32 28 26 24 23 22 0 0 0 1011 1009 1007 0
22 34 29 26 24 23 22 0 0 0 1012 1010 1007 0
23 35 29 25 25 23 22 0 0 0 1012 1009 1007 0
24 35 29 24 24 23 22 0 0 0 1011 1009 1007 0
25 33 27 23 26 22 -73 0 -10 0 1012 1010 1007 0.03
26 34 28 24 25 23 22 0 0 0 1013 1011 1009 0
27 32 27 23 24 22 21 0 0 0 1012 1010 1008 0
28 35 28 24 24 23 22 0 0 0 1011 1009 1006 0
29 35 29 25 24 23 21 0 0 0 1011 1009 1007 0
30 35 28 22 23 22 21 0 0 0 1012 1010 1008 0
31 34 28 23 23 21 20 0 0 0 1013 1010 1008 0
2014 Temperature °C Dew Point °C Speed kph Pressure hPa Precipitation
mm
Apr High Avg Low High Avg Low High Avg Gust High Avg Low Sum
1 33 27 23 23 22 21 0 0 0 1012 1010 1007 0
2 33 28 24 24 23 22 0 0 0 1011 1009 1007 0
3 35 28 25 24 21 -73 0 -22 0 1011 1009 1007 0
4 35 29 24 25 24 22 0 0 0 1010 1008 1006 0
5 36 29 23 24 23 22 0 0 0 1010 1008 1006 0
7 34 31 27 26 25 24 0 0 0 1010 1008 1005 0
TAREA #2
DESARROLLO
Método de Paulus y Kohler
P-E3= 1/3 (Pa + Pb + Pc)
Pa = 75 Pb= 60 Pc= 85
P-E3= 73.33 mm
National Weather Service
Estación P(mm) X Y D W P.W
E1 45 -2 4 20 0.0500 2.2500
E2 50 6 4 52 0.0192 0.9615
E3 ? 0 0 0 0.0000 0.0000
E4 75 4 0 16 0.0625 4.6875
E5 60 0 -2 4 0.2500 15.0000
E6 85 4 -2 20 0.0500 4.2500
E7 100 2 -4 20 0.0500 5.0000
Σ 0.4817 32.1490
𝑷 =𝟑𝟐. 𝟏𝟒𝟗𝟎
𝟎. 𝟒𝟖𝟏𝟕= 𝟔𝟔. 𝟕𝟒 𝒎𝒎
Promedio Aritmético
P-E3= 1/n * (E1+E2+E3+E4+E5+E6+E7)
P-E3= 68.82 mm
n= 7
Método de Thiessen
Estación P(mm) Área(km2) Ai/At Pi*Ai/At
E1 45 27.765 0.2668 12.0079
E2 50 27.765 0.2668 13.3421
E3 67 17.36 0.1668 11.1785
E4 75 17.848 0.1715 12.8650
E5 60 5.26 0.0506 3.0332
E6 85 6.123 0.0588 5.0020
E7 100 1.929 0.0185 1.8539
Σ 104.1 59.28 mm
R: La precipitación sobre la cuenca es de 59.28 mm
TAREA N°3 HIDROLOGIA
Problema n°1:
tiempo in(mm/seg) Inten.(m/seg) Áreas(m2) P1*A1 P2*A2 P3*A3 P4*A4 P5*A5
0 0 0 0
1 0.000417 4.17E-07 1.000E+06 0.4167 0.4167
2 0.000833 8.33E-07 2.000E+06 1.6667 0.4167 2.0833
3 0.000556 5.56E-07 3.000E+06 1.6667 1.6667 0.4167 3.7500
4 0.000208 2.08E-07 1.000E+06 0.2083 1.6667 1.6667 0.4167 3.9583
5 0.2083 1.6667 1.6667 0.4167 3.5417
6 0.2083 1.6667 1.6667 3.5417
7 0.2083 1.6667 1.8750
8 0.2083 0.2083
9 0.0000
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
0 2 4 6 8 10
Q(m
3/s
eg)
T (seg)
Hidrograma de Descarga Directa
Problema n°2:
Qb= 16 m3/s
T(hr) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Q(m3/seg) 16 17 48 90 108 85 58 38 26 20 18 17 16
0
20
40
60
80
100
120
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000
Q (
m3
/s)
T (hr)
Hidrograma de Descarga Directa
Informe Gira técnica al Centro de Investigaciones Hidráulicas e Hidrotécnicas (CIHH)
Introducción
La Meteorología es un tema de mucha importancia con ella se puede conocer cualquier factor climático del mundo y sus impacto sobre un ecosistema especifico, nos ayuda a conocer acerca de fenómenos que nos pueden afectar y nos alertan.
Es evidente que los Ingenieros más ligados al tema de la meteorología son el Ingeniero Civil y el Ingeniero Ambiental, por lo que complementar la parte teórica se realizó una gira técnica al Centro de Investigaciones Hidráulicas e Hidrotécnicas, para que el estudiante tuviera la oportunidad de conocer el funcionamiento de una estación meteorológica y la importancia que tienen estos datos para el desarrollo de las actividades humanas.
Objetivos
Conocer la importancia de los datos que brindan las estaciones meteorológicas.
Incrementar el conocimiento de los estudiantes, mediante el reconocimiento de las partes de una estación meteorológica.
Objetivo Específico
Conocer los parámetros específicos que proporcionan las estaciones meteorológicas.
Saber cómo utilizar los datos que nos proporcionan las estaciones meteorológicas
Gira Técnica- Centro de Investigaciones Hidráulicas e Hidrotécnicas El Centro de Investigaciones Hidráulicas e Hidrotécnicas (CIHH) nace en octubre de 1980, por la necesidad conocer sobre el recurso hídrico en el país, dedicándose a la investigación de todo lo relacionado con el recurso hídrico y medio ambiente.
El CIHH realiza investigaciones, prestaciones de servicios y estudios básicos, de
carácter nacional y regional, referente a las ciencias del agua y del ambiente,
incluyendo estudios de cuencas, recursos naturales y ambiente.
Vincula la producción de conocimiento de las investigaciones y los estudios básicos
en la solución de problemas relativos al recurso hídrico y al ambiente para el
desarrollo del país.
Sirve de enlace académico con instituciones científicas y fortalece la capacidad
institucional en materia de investigación científica.
Ubicación: Vía Domingo Díaz, (Tocumen) Campus de Investigación de la
Universidad Tecnológica de Panamá, Pabellón C.
Foto.1. Ubicación del CIHH / Imagen extraída de la web.
El Centro de Investigaciones Hidráulicas e Hidrotécnicas (CIHH) cuenta con estaciones meteorológicas fijas, en el Campus de Investigación de la Universidad Tecnológica de Panamá (Campus Tocumen) y dentro del Observatorio de Hidrología Tropical Cerro Pelado, en Gamboa, como parte de sus proyectos de investigación.
Estaciones Meteorológicas de la UTP
Localización de la Estación
Meteorológica:
+675292.5E
+1002730.7N
+ Elevación: 28 msnm
Foto.2. Estación Meteorológica UTP Campus Tocumen / Imagen extraída de la
web.
Localización de la Estación Meteorológica: +642564E
+1008905N
+ Elevación: 176 msnm
Foto.3. Estación Meteorológica Observatorio de Hidrología Tropical en Cerro
Pelado, Gamboa / Imagen extraída de la web.
Estas estaciones miden parámetros como precipitación, temperatura del aire,
humedad relativa, presión atmosférica, radiación solar, velocidad y dirección
del viento.
En centro cuenta con Estaciones Davis y Estaciones Campbell, distribuidas de la siguiente manera: Estaciones Davis 1 Estación ubicada en el CIHH 4 Estaciones ubicadas en el río Cabra 3 Estaciones en Gamboa
Las estaciones Davis solo almacenan la data por un periodo de 20 días. Estaciones Campbell 3 Estaciones en el CIHH 1 Estación en el Observatorio de Hidrología Tropical Cerro Pelado
Foto. 4. Estación automática Campbell Scientific, tiene una variable nueva de medición “Campo eléctrico” el cual nos ayuda a predecir cuándo va haber tormentas.
Todas las Estaciones miden a intervalos de 10 minutos, en lo que difieren es en el tiempo de almacenaje de la data, las de tecnología más avanzada tiene mayor almacenamiento.
En nuestra visita al El Centro de Investigaciones Hidráulicas e Hidrotécnicas observamos los tipos de estaciones automáticas y los instrumentos manuales para realizar las mediciones de las diversas variables mencionadas (temperatura, precipitación, humedad relativa, velocidad y dirección del viento, etc.) como se puede observar en la figura 2 Esta estación meteorológica cuenta con los siguientes instrumentos para medir evaporación efectiva: Un Tanque Evaporímetro: con él se obtiene el volumen de agua
consumido que luego se transforma en mm de agua evaporada por unidad de tiempo, tiene un diámetro de 121 cm, una profundidad de 25.5 cm y el nivel del agua se mantiene 6 a 8 cm debajo del borde.
Foto. 5. Tanque Evaporímetro/ el mismo se encuentra en mantenimiento ya que esta desnivelado. El Pluviógrafo: con este aparato registran la duración y la intensidad
de las precipitaciones. Este aparato es, en realidad, un pluviómetro sofisticado al que se le ha añadido un sistema de registro.
Foto. 6. A la Izquierda está el pluviómetro y a la derecha está el pluviógrafo.
Anemómetro: Es un instrumento que sirve para medir la dirección del viento y la fuerza del viento. En el CIHH poseen dos que están colocados uno a 0.5m y el otro a 2 m.
Foto. 7. Anemómetro
Esta Estación Meteorológica también cuenta con una caseta, para la protección de los termómetros. La caseta es de color blanco para que no se absorba la radiación solar y los equipos estén dentro de condiciones favorables.
Cuenta con termómetros que miden la temperatura máxima y mínima, además de otros dos que son termómetro de bulbo seco y termómetro de bulbo húmedo.
Foto.8. Caseta protectora de instrumentos o (abrigo meteorológico),
termómetro inclinado de máxima, mide la temperatura del aire, tiene mercurio
y registra la máxima temperatura durante 24 hr; Termómetro horizontal de
mínima, mide la temperatura del aire, tiene alcohol y registra una temperatura
mínima en 24 hr; los termómetros de la parte de atrás son los de bulbo seco y
húmedo, se hacen lecturas en la mañana y en la tarde.
La data que proporciona la estación se almacena dentro de un datalogger para
ser luego descargada manualmente o via web.
Foto.9. Datalogger
Foto.10. Estación meteorológica montada sobre un trípode
Conclusión
El conocimiento de las condiciones meteorológicas es indispensable para la
mayoría de las actividades y servicios de los seres humanos ya que se
encuentran en relación directa. Los datos que proporcionan estas son de gran
interés en el área de ingeniería, agricultura y ambiente pilares para el desarrollo del
país..
Para mantener el equilibrio del planeta es vital que los profesionales
encargados de estas áreas sepan utilizar los datos proporcionados por las
estaciones meteorológicas de manera correcta para adecuarlas a las actividades
diarias, por esta razón es importante que nuestros estudiantes se familiaricen
con los equipos que un futuro serán instrumentos de su trabajo.
Recomendaciones
Seguir realizando giras en donde el estudiante pueda complementar su
conocimiento teórico con la parte práctica.
Motivar a los estudiantes para que desarrollen su lado investigativo, a
fin de graduar estudiantes con un desarrollo profesional más completos.
