HIDROGRAMAS;El hidrograma de una corriente, es la representacion grafica de las variaciones del caudal con respecto al tiempo, arregladas en orden cronologico en un lugar dado de la corriente.Analizando el hidrograma correspondiente a una tormenta aislada se tiene lo siguiente: Curva de concentracion, es la parte que corresponde al ascenso del hidrograma. Pico del hidrograma, es la zona que rodea al caudal maximo. Curva de descenso, es la zona correspondiente a la disminucionprogresiva del caudal.4.1.1 Definicionesa.- Tiempo de concentracion (tc) de una cuenca.Es el tiempo necesario para que una gota de agua que cae en el punto hidrologicamente mas alejado de aquella, llegue a la salida.b.- Tiempo de pico (tp) de una cuenca.Es el tiempo que transcurre desde que se inicia el escurrimiento directo hasta el pico del hidrograma.c.- Tiempo base(tb) de una cuencaEs el intervalo comprendido entre el comienzo y el fin del escurrimiento directo.d.- Tiempo de retraso (tr )Es el intervalo del tiempo comprendido entre los instantes que corresponden, respectivamente al centro de gravedad del hietograma de la tormenta, y al centro de gravedad del hidrograma.Tipos de HidrogramasSe pueden considerar cuatro tipos de hidrogramas correspondientes atormentas aisladas dependiendo de la tormenta y de las caracteristicas fisicas de la cuenca.a.- Tipo UnoLa intensidad de lluvia (i), es menor que la capacidad de infiltracion (f); la infiltracion total (F), es menor que la deficiencia de humedad del suelo (DHS). b.- Tipo dosLa intensidad es menor que la capacidad de infiltracion, pero la infiltracion total es mayor que la deficiencia de humedad del suelo.Esto ocasiona un incremento en el agua subterranea. c.- Tipo tresLa intensidad es mayor que lacapacidad de infiltracion, y la infiltracion total es menor que la deficiencia de humedad del suelo. d.- Tipo cuatroLa intensidad es mayor que la infiltracion, y la infiltracin total es mayor que la deficiencia de humedad del suelo. 4.3.- Hidrograma UnitarioEl hidrograma unitario (HU) de una cuenca, se define como el hidrograma de escurrimiento debido a una precipitacion con altura en exceso (hpe) unitaria (un mm, un cm, una pulg, etc.), repartida uniformemente sobre la cuenca, con una intensidadconstante durante un periodo especifico de tiempo.4.3.1 Hiptesis en que se basa el Hidrograma unitario.a) Distribucion uniforme. La precipitacion en exceso, tiene una distribucin uniforme sobre la superficie de la cuenca y en toda su duracion.b) Tiempo base constante. Para una cuenca dada, la duracion total de escurrimiento directo o tiempo base (tb) es la misma para todas las tormentas con la misma duracion de lluvia efectiva, independientemente del volumen total escurrido.c) Linealidad o proporcionalidad.Las ordenadas de todos los hidrogramas de escurrimiento directo con el mismo tiempobase, son directamente proporcionales al volumen total de escurrimiento directo.d) Superposicion de causas yefectos. El hidrograma que resulta de un periodo de lluvia dado puede superponerse ahidrogramas resultantes deperiodos lluviosos precedentes.4.4.- Hidrograma S o curva S4.4.1 Antecedentes.Se llama curva S el hidrograma de escorrenta directa que es generado por una lluvia continua uniforme deduracin infinita.4.5.- Hidrograma Unitario sintticoPara usar el metodo del hidrograma unitario, siempre es necesario contar con al menos un hidrograma medido a la salida de la cuenca, ademas de los registros de precipitacin.4.5.5 Hidrograma TmezEste metodo fue desarrollado para la peninsula iberica por los investigadores Temez y presentados por Ferrer en 1993.4.5.6 Hidrograma Unitario de ClarkEl metodo se basa en la distribucion de la superficie de la cuenca entre las lineas isocronas para computar el volumen de agua caido sobre cada una de las superficies y considerar el retardoproducido por el transito del agua a lo largo de la cuenca.TIEMPO DE CONCENTRACION5.2.- DefinicinSe define como el tiempo mnimo necesario para que todos los puntos de una cuenca estn aportando agua de escorrenta de forma simultnea al punto de salida, punto de desage o punto de cierre.Caractersticas de tc.El tiempo de concentracin, o tiempo mnimo necesario para que toda la cuenca est aportando agua al punto de salida, es un parmetro caracterstico de cada cuenca y depende de los siguientes factores: Del tamao de la cuenca: a mayor tamao mayor tc De la topografa: a mayor accidentalidad o pendiente, menor tc La forma: a igualdad de otros factores, las cuencas alargadas presentan menores tc que las cuencas apaisadas o redondeadas.Mtodos de clculo del TCa) Usando Tablas Agres, USDA Comackb) Usando Ecuaciones Bransby-Williams, Ventura-Heras, Giandotti, Kirpich, Passinni Direccin General de Carreteras (Espaa).PERIODO DE RETORNO periodo de retorno se define como el intervalo de recurrencia (T), al lapso promedio en aos entre la ocurrencia de un evento igual o mayor a una magnitud dada.CUALES SON LOS PERODOS DE RETORNO NORMALMENTE USADOS EN EL DISEO?En hidrologia, los periodos de retorno varian tipicamente de 10 a 100 aos, y en lugares donde la Precipitacion Maxima Probable no ha sido definida, hasta 10,000 aos. CUL ES EL PERODO DE RETORNOMS CORTO?El periodo de retorno mas corto (bajo) en drenaje urbano es de 5 a 10 aos. Estos valores estan usualmente asociados con areas de drenaje menores a 100 ha.CUL ES EL PERODO DE RETORNO PARA OBRAS REGIONALES DECONTROL DE INUNDACIONES?Las obras regionales de control de inundaciones tales como los diques laterales cubren grandes areas de drenaje. En este caso, los periodos de retorno pueden variar entre los 50 y 100 aos.CUL ES EL PERODO DE RETORNO PARA EL DISEO DE OBRASVIALES?Para el diseno de obras viales, la seleccion de periodo de retorno depende de la importancia de la estructura. Los periodos de retorno en obras viales y otras obras regionales, incluyendo alcantarillas, varian tipicamente entre los 25 y 100 aos.CUL ES EL PERODO DE RETORNO PARA EL DISEO DE PUENTES?En el caso de puentes sobre rios, el enfasis se pone en la importancia de la estructura y el riesgo de falla. Para el diseno de pilares de puentes, se pueden justificar periodos de retorno de hasta 500 aos, dependiendo del caso.CUNDO SE UTILIZAN PERODOS DE RETORNO HASTA 10,000AOS?Para lugares en los cuales no se han determinado valores de PMP generalizado, y donde el riesgo de falla pone en peligro la vida humana, se usan periodos de retorno mayores a 100 aos, incluyendo 200, 500, 1000, 2000, 5000, y 10,000 aos.CMO AFECTAR EL CALENTAMIENTO GLOBAL AL DISEO?Bajo condiciones de calentamiento global, se espera que los climas cambien local y regionalmente. Algunas regiones se secaran y otras se volveran mas humedas. Todo el registro de precipitaciones podria estar en riesgo de obsolescencia.COEFICIENTE DE ESCORRENTIADefinicin:Se denomina coeficiente de escorrentia al cociente entre el caudal de agua que circula por una seccion de una cuenca aconsecuencia de un suceso lluvioso (lluvia neta), y el volumen de agua que ha precipitado sobre la misma (lluvia total).Concepto de coeficiente de escorrentaEl coeficiente de escorrentia (c) representa la fraccion de agua del total de lluvia precipitada que realmente genera escorrenta superficial una vez se ha saturado el suelo por completo.Mtodos de clculoLa determinacion del coeficiente de escorrentia se realiza con ayuda de tablas o ecuaciones empiricas, siendo las mas utilizadas:a.- Uso de tablas Raws, Molchanov Prevert; Libro Chowb.- Uso de ecuaciones, Ecuacion de Nadal Formula de Keler. Formula Direccin General de carreteras de EspaaDETERMINACION PRECIPITACION NETA.Supongamos que disponemos de un hietograma que refleja la precipitacin cada, obteniendo directamente de un pluvigrafo. El objetivo es separar la parte de esa precipitacin que hagenerado escorrenta directa.A esta parte la llamamosPneta, Pefectiva o Pen excesoLa P que no genera escorrenta queda como retencin superficial y/o infiltracin. Posteriormente esta agua terminar evapotranspirndose o llegando a la escorrenta subterrnea.CAUDALES MAXIMOSDependen del periodo de retorno que se le asigne y de la importancia de la obra que se va a construir as como su vida til.CALCULO DE CAUDALES MAXIMOS.c) Metodo directo.Metodo denominado Seccion Pendiente, en el cual el caudal maximo se estima en funcion a las huellas que deje en las riberas el paso de las avenidas, basados sobre todo en trabajo de campo.b.- Metodo empiricos.Existe una gran variedad de metodos empiricos, en general todos se derivan del metodo racional.b.1- Metodo racional.Esta formula tiene mas de 100 anos y se ha generalizado en todo el mundo.El metodo puede ser aplicado a pequenas cuencas de drenaje agricola, aproximadamente si no exceden a 1300 has o 13 km2 .b.2- Metodo MacMath.b.3- Metodo Burkli - Zieger.La formula planteada por Burkli - Zieger, para el calculo del caudal maximo,b.4- Metodo Kresnik.Kresnik, plantea para el calculo del caudal mximo.c.- Metodo del Numero de Curva.Este metodo es utilizado para estimar la escorrentia total a partir de datos de precipitacion y otros parametros de las cuencas de drenaje.d.- Metodo estadisticos.Los metodos estadisticos, se basan en considerar que el caudal maximo anual, es una variable aleatoria que tiene una cierta distribucion.Analizaremos los metodos de: Gumbel Nash LevedievGumbel y Nash consideran una distribucion de valores extremos, con la unica diferencia, que el criterio de Nash es menos rigido que el de Gumbel, pues permite ajustar la distribucion por minimos cuadrados. Por otra parte, Levediev considera una distribucion Pearson tipo III.