1. 1. METODOS PARA MEDIR CAUDALES EN UN RIO
2. 2. La funcin principal de la hidrometra es proveer de datos oportunos y veraces que una vez procesados proporcionen informacin adecuada para lograr una mayor eficiencia en la programacin, ejecucin y evaluacin del manejo del agua en un sistema de riego.
3. 3. SISTEMA HIDROMTRICO. RED HIDROMTRICA: Es el conjunto de puntos de medicin del agua de un sistema, de forma que permita relacionar la informacin, y es el soporte fsico de la red. Puntos de control Son aquellos en donde se mide el caudal. Registro Es el conjunto de datos recogidos. Su utilizacin posterior depende del de donde se hayan tomado los datos. Reporte Resultado final del proceso.
4. 4. MEDICION DEL AGUA La medicin del caudal o gasto de agua que pasa por la seccin transversal de un conducto (ro, riachuelo, canal, tubera) de agua, se conoce como aforo o medicin de caudales. Este caudal depende directamente del rea de la seccin transversal a la corriente y de la velocidad media del agua. La frmula que representa este concepto es la siguiente: = . Donde: Q = Caudal o Gasto. A = rea de la seccin transversal. V = Velocidad media del agua en el punto.
5. 5. METODO DEL CORRENTMETRO En este mtodo la velocidad del agua se mide por medio de un instrumento llamado correntmetro que mide la velocidad en un punto dado de la masa de agua. Existen varios tipos de correntmetros, siendo los mas empleados los de hlice de los cuales hay de varios tamaos; cuando ms grandes sean los caudales o ms altas sean las velocidades, mayor debe ser el tamao del aparato. Cada correntmetro debe tener un certificado de calibracin en el que figura la formula para calcular la velocidad sabiendo l numero de vueltas o revoluciones de la hlice por segundo.
6. 6. v = a n + b Donde: V es la velocidad del agua, en m / s n es l numero de vueltas de la hlice por segundo. a es el paso real de la hlice en metros. b es la llamada velocidad de frotamiento en m / s El Correntmetro mide la velocidad en un punto, para obtener la velocidad media de un curso de agua se deben en ciertos casos, medir la velocidad en dos, tres o ms puntos, a diversas profundidades a lo largo de una vertical y a partir de la superficie del agua.
7. 7. METODO DEL FLOTADOR Se utiliza cuando no se tiene equipos de medicin y para este fin se tiene que conocer el rea de la seccin y la velocidad del agua Para medir la velocidad se utiliza un flotador con el se mide la velocidad del agua de la superficie, pudiendo utilizarse como flotador cualquier cuerpo pequeo que flote: como un corcho, un pedacito de madera, una botellita lastrada, Este mtodo se emplea en los siguientes casos: A falta de correntmetro. Excesiva velocidad del agua que dificulta el uso del correntmetro. Presencia frecuente de cuerpos extraos en el curso del agua, que dificulta el uso del correntmetro. Cuando peligra la vida del que efecta el aforo. Cuando peligra la integridad del correntmetro.
8. 8. l calculo consiste en Q = A x v v = e / t v es la velocidad en m / s e espacio recorrido en m del flotador t tiempo en segundos del recorrido e por el flotador A rea de la seccin transversal Q Caudal
9. 9. Mtodo Volumtrico. Se emplea por lo general para caudales muy pequeos y se requiere de un recipiente para colectar el agua. El caudal resulta de dividir el volumen de agua que se recoge en el recipiente entre el tiempo que transcurre en colectar dicho volumen. Q = V / T DONDE: Q= Caudal m3 /s V =Volumen en m3 T =Tiempo en segundos
10. 10. Mtodo Qumico. Consiste en incorporacin a la corriente de cierta sustancia qumica durante un tiempo dado; tomando muestras aguas abajo donde se estime que la sustancia se haya disuelto uniformemente, para determinar la cantidad de sustancia contenida por unidad de volumen.
11. 11. AFORO CON VERTEDEROS. Se utilizan principalmente en la medicin de caudales en pequeas corrientes, en canales artificiales y de laboratorio; su uso en corrientes naturales es muy restringido. Un funcionamiento tpico de un vertedero para aforar corrientes naturales se muestra en la Figura.
12. 12. AFORO CON MEDIDAS DE LA SECCION Y PENDIENTE Parte el anlisis de la frmula de velocidad propuesta por Manning: V = 1/n * R^ * S^, donde n es el coeficiente de rugosidad de Manning, R radio hidrulico y S pendiente del pelo de agua. Requiere de un tramo del ro lo mas recto posible, uniforme en la conformacin de la seccin de escurrimiento, dos secciones especficas y la medicin de la altura hidromtrica del ro en el lugar.
13. 13. Con el promedio de las 2 secciones y los 2 radios hidrulicos, calculando la pendiente con el desnivel de agua dividido la longitud de separacin entre secciones, y considerando que el delta h es la suma de la altura de agua mas altura de velocidad mas la altura de turbulencia, despreciando estas ltimas por poca significacin, se puede calcular el caudal multiplicando la seccin de escurrimiento promedio por la velocidad segn Manning. La precisin se obtiene con la seguridad de definicin del coeficiente de rugosidad n.
14. 14. PROCEDIMIENTO. Seleccionado del rio sorteado por el docente Reconocimiento de terreno donde se va a trabajar de un promedio de longitud de 60 metros linales Punto de muestreo.
15. 15. Medicin de los 60 metros del cual se va a aforar Medicin de de la longitud del seccin de aforo no mayor a 30 metros tramo 1
16. 16. Medicin de terreno cada medio metro para la medicin de profundidad mxima de perfil tramo 1 Se encontr una altura no mayor a 40 cm. Medicin de terreno a 30 metros tramo 2
17. 17. Medicin a 30 metros Medicin de la longitud tramo 3
18. 18. Medicin del caudal primero se toma el tiempo de salida El tiempo de recorrido
19. 19. Tiempo de recorrido de una longitud de 60 metros Tiempo finalizado o de llegada
20. 20. Calculo del rea Calculo de la primera seccin: = 0+13.4+19.6+23.6+38.2+26.7+26.3+12.4+9.1+7.8+4.6+4.4+7.9+9.8+9.4+8.9+9.3+8.2+5.4+4.0+1.9+0 22 = 250.9 22 = 11.4045cm = 0.1140m = = 0.1140 11m = 1.254 2
21. 21. Calculo de la segunda seccin: 0+4.7+14.2+29.2+47.0+43.1+39.5+34.6+34.0+32.5+30.1+31.5+30.2+29.8+29.8+27.1+28.4+27.3+24.6+22.1+13.9+7.4+0 23 = 581 23 = 25.26cm = 0.2526m = = 0.2526 10.8 = 2.728
22. 22. Calculo de la tercera seccin: = 0+27.0+26.0+28.0+29.0+27.7+27.7+27.5+29.3+32.0+29.5+39.0+34.0+36.7+39.0+42.0+41.0+40.8+40.8+38.5+36.7+33.0+18.8+32.0+15.5+8.5+0.35+0 28 = 780.35 28 = 27.87 = 0.27872 = = 0.2787 13.0 = 3.62312
23. 23. AREA PROMEDO A= 3.6231+2.728+1.254 3 = 7.60512 3 =2.5350m2 Calculo de la velocidad t=453.54=293.54 e=60m V= = 60 293.54" =0.2044m/s vmedia=0.5X0.2044=0.1022m/s Calculo del caudal Q=VxA Q=0.1022m/s X 2.5350m2 Q=0.2591m3/s Q=259 lt/s
24. 24. OBSERVACIONES. Se escogi una zona de aforamiento baja para que de esta manera se pueda hallar de una manera ms sencilla el rea de la seccin transversal. Se midi el rea de la seccin tomando la profundidad de todo el tramo de la seccin transversal cada 0.5m Se hicieron 3mediciones de velocidad en un tramo de 90m. Con los datos obtenidos se pudo hallar el caudal (Q), con la siguiente formula: =
25. 25. RECOMENDACIONES Tanto aguas abajo como aguas arriba, la estacin de aforo debe estar libre de la influencia depuentes, presas o cualquier otras construcciones que puedan afectar las mediciones. El cauce del tramo recto debe estar limpio de malezas o matorrales, de piedras grandes, bancosde arenas, etc. para evitar imprecisiones en las mediciones de agua. Estos obstculos hacenms imprecisas las mediciones en pocas de estiaje. Para lograr un mejor clculo del rea de la seccin transversal se deber contar con una cinta mtrica que se encentre en buen estado Para lograr una mejor medicin de la velocidad se deber corregir por el factor de correccin que en este caso ser 0.17.