manual hidrograma de máxima crecida

MANUAL HIDROGRAMA DE MÁXIMA
CRECIDA
Preparado por:
Fredy Jipson Cueva Castillo.
Dr. Fernando Rodrigo Oñate Valdivieso
Hidrograma de máxima crecida es una herramienta de cálculo del:
Laboratorio Virtual de Hidrología
www.hydrovlab.utpl.edu.ec
Universidad Técnica Particular de Loja
Ecuador - 2010
ÍNDICE
Disclamer .................................................................................................................................. 2
MANUAL HIDROGRAMA DE MÁXIMA CRECIDA................................................ 3
1.- DATOS DE ENTRADA .............................................................................................................................. 3
2.- CALCULAR tc .............................................................................................................................................. 4
3.- GRAFICAR HIDROGRAMAS .................................................................................................................. 6
4.- RESULTADOS ................................................................................................................................................ 9
BIBLIOGRAFÍA: .................................................................................................................... 11
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Disclamer
El autor no se responsabiliza por la aplicación que se le dé a la
presente herramienta y/o por perjuicios directos o indirectos que se
deriven del uso inadecuado de la misma. El mismo que ha sido
desarrollado con fines investigativos, y su confiabilidad está aún en
proceso de evaluación. El uso y aplicación del mismo queda bajo
absoluta responsabilidad del usuario.
Si durante la aplicación de la herramienta “Hidrograma de máxima
crecida” surgen inconvenientes, por favor informe sobre el problema
a:[email protected] [email protected].
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MANUAL HIDROGRAMA DE MÁXIMA CRECIDA
1.- DATOS DE ENTRADA
Se procede a ingresar las características morfológicas y geométricas de la cuenca,
estos parámetros son: área de la cuenca, longitud del cauce principal y pendiente
media del cauce.
Como a manera de ejemplo se tomará los siguientes valores:
DATOS DE ENTRADA
=
15
Km2.
LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL (L) =
5
Km.
ÁREA DE LA CUENCA (Ac)
PENDIENTE MEDIA DEL CAUCE (J)
= 0.01 m/m.
Estos valores se los puede cargar directamente en:
Luego de hacer click en este botón tenemos los datos de entrada:
Figura 1. Panel que contiene los datos de entrada
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2.- CALCULAR tc
Para calcular el tiempo de concentración (tc) se hace click en:
Luego de hacer click en este botón, este se deshabilita y presentará:
Figura 2. Tiempo de concentración para diferentes fórmulas empíricas
Como se observa en la (Fig.2), se tiene los resultados del tiempo de concentración
(tc) aplicando cuatro fórmulas empíricas, estas ecuaciones son:
 Fórmula de Kirpich
L0.77
tc  0.000325 0.385
S
Donde:
tc→ tiempo de concentración, ( h ).
L → longitud del cauce principal, (m).
S → Pendiente promedio del recorrido del cauce, (m/m).
 Fórmula Californiana (del U.S.B.R)
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 L 
tc  0.066 1 / 2 
J 
0.77
Donde:
tc→ tiempo de concentración, ( h ).
L → longitud del cauce principal, (Km).
J → Pendiente promedio del cauce, (m/m).
 Fórmula de Giandotti
tc 
4 A c  1.5 L
25.3 J  L
Donde:
tc→ tiempo de concentración, ( h ).
Ac→ Superficie de la cuenca, (Km2)
L → longitud del cauce principal, (Km).
J → Pendiente promedio del cauce, (m/m).
 Fórmula de Témez
 L 
tc  0.3 1/4 
J 
0.77
Donde:
tc→ tiempo de concentración, ( h ).
L → longitud del cauce principal, (Km).
J → Pendiente promedio del cauce, (m/m).
En la (Fig.2) se encuentran marcados con color azul los resultados del tiempo de
concentración (tc) de estas formulas empíricas. En
el casillero que tiene como
nombre “TIEMPO DE CONCENTRACIÓN DEFINITIVO (tc)” (Fig.2),
aparece por defecto el
valor del tiempo de concentración con la fórmula de Kirpich.
Si se requiere se podrá modificar el valor asignado “TIEMPO DE CONCENTRACIÓN
DEFINITIVO (tc)” con cualesquiera de las otras formulas empíricas mostradas (Fig.2) o
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si también se determinó este tiempo de concentración
por
algún otro método
diferente a los mostrados en el panel.
3.- GRAFICAR HIDROGRAMAS
Para calcular y graficar los parámetros necesarios del “HIDROGRAMA TRIANGULAR” y el
“HIDROGRAMA DEL S.C.S” se hará click en el botón.
Luego de haber hecho click en este botón, este presenta los siguientes resultados:
Figura 3. Parámetros necesarios para graficar el hidrograma unitario Triangular y el
hidrograma unitario del S.C.S
Para determinar los parámetros necesarios para la construcción de los hidrogramas
unitarios se los determina mediante las siguientes ecuaciones:
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 Tiempo de retraso (tr)
tr  0.6 tc
 Duración en exceso (de)
de  2 tc
 Tiempo pico (tp)
tp 
de
 tr
2
 Tiempo base (tb)
tb 
8
tp
3
 Caudal pico (Qp)
Qp 
0.208 * Ac *
tp
Donde:
Qp→ Caudal pico, (m3/s).
Ac → Superficie de la cuenca, (Km2).
tp→ Tiempo pico, (h).
Figura 4. Parámetros del Hidrograma unitario Triangular.
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Fuente: El autor
Con los parámetros del hidrograma unitario triangular y las coordenadas del
hidrograma adimensional (Tabla 1), se llegara a obtener la gráfica del hidrograma
unitario del S.C.S
Tabla 1. Coordenadas del Hidrograma adimensional del SCS.
t/tp
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
Q/Qq
0
0.015
0.075
0.16
0.28
0.43
0.6
0.77
0.89
0.97
1
0.98
0.92
0.84
t/tp
1.4
1.5
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
Q/Qq
0.75
0.65
0.57
0.43
0.32
0.24
0.18
0.13
0.098
0.075
0.036
0.018
0.009
0.004
Figura 5. Representación gráfica del hidrograma adimensional del SCS.
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4.- RESULTADOS
Los resultados del hidrograma unitario del S.C.S se presentan en el siguiente panel:
Figura 6. Resultados del hidrograma unitario del SCS.
Como se observa (Fig. 6) se tiene los tiempos (h) con sus respectivos caudales
unitarios (m3/s/mm).Estos resultados mostrados son:
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RESULTADOS DEL HIDROGRAMA UNITARIO DE MÁXIMA CRECIDA
HIDROGRAMA UNITARIO DEL S.C.S
t(h)
Q(m³/s/mm)
0
0
0.197
0.024
0.393
0.119
0.59
0.254
0.787
0.444
0.983
0.682
1.18
0.952
1.377
1.222
1.573
1.412
1.77
1.539
1.967
1.586
2.163
1.555
2.36
1.459
2.557
1.333
2.753
1.19
2.95
1.031
3.147
0.904
3.54
0.682
3.933
0.508
4.327
0.381
4.72
0.286
5.114
0.206
5.507
0.155
5.9
0.119
6.884
0.057
7.867
0.029
8.85
0.014
9.834
0.006
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BIBLIOGRAFÍA:
 http://web.usal.es/~javisan/hidro/temas/T070.pdf
 Hidrología en la Ingeniería, Germán Monsalve Sáenz (2006)
 http://ocw.upm.es/ingenieria-agroforestal/hidrologia-de-superficies-yconservacion-de-suelos/ocw-marta-pdf/Tema12.pdf
 http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/6083/8/CAPITULO 3.CAUDAL.pdf
 Fundamentos de Hidrología de superficie, Aparicio(1992)
 Hidrología aplicada, Ven Te Chow, 1994.
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