ANEJO Nº 3: HIDROLOGÍA

´
ANEJO Nº 3: HIDROLOGÍA
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
PLAN DE ENCAUZAMIENTO EN EL RÍO BARBAÑA Y ARROYO SAN BENITO EN EL ÁMBITO AFECTADO POR EL
PLAN ESPECIAL DEL POLÍGONO DE BARREIROS
ANEJO 3 HIDROLOGÍA
Pág.
1.
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................................2
2.
ANÁLISIS DE LAS CUENCAS DE ESTUDIO.................................................................................................................2
3.
ESTACIÓN METEOROLÓGICA .....................................................................................................................................3
4.
CÁLCULO DE LA MÁXIMA PRECIPITACIÓN DIARIA PARA DISTINTOS PERÍODOS DE RETORNO .......................4
5.
4.1.
DISTRIBUCIÓN DE GUMBEL ...............................................................................................................................4
4.2.
DISTRIBUCIÓN SQRT-ET MAX ............................................................................................................................5
4.3.
PRECIPITACIONES MÁXIMAS SEGÚN LAS “MÁXIMAS LLUVIAS DIARIAS EN LA ESPAÑA PENINSULAR” ..6
4.4.
PRECIPITACIÓN DE CÁLCULO ADOPTADA.......................................................................................................8
DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS HIDROLÓGICOS PARA EL CÁLCULO DE CAUDALES.................................8
5.1.
INTENSIDADES MEDIAS DE PRECIPITACIÓN ...................................................................................................9
5.2.
HIDROGEOLOGÍA...............................................................................................................................................10
5.3.
COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA ....................................................................................................................11
5.4.
DETERMINACIÓN DEL UMBRAL DE ESCORRENTÍA.......................................................................................11
6.
CÁLCULO DE LA SERIE DE CAUDALES A PARTIR DE LA SERIE DE PRECIPITACIONES....................................13
7.
CÁLCULO DEL CAUDAL CORRESPONDIENTE A LA MÁXIMA CRECIDA ORDINARIA...........................................19
APÉNDICE 1: PLANO DE CUENCAS DEL RÍO BARBAÑA Y DEL ARROYO SAN BENITO
APÉNDICE 2: PLANO DE USOS DEL SUELO DE LAS CUENCAS DEL RÍO BARBAÑA Y DEL ARROYO SAN BENITO
APÉNDICE 3: PLANO DE ESTACIONES METEOROLÓGICAS EN LA ZONA DE ESTUDIO.
APÉNDICE 4: DISTRIBUCIÓN DE GUMBEL
APÉNDICE 5: DISTRIBUCIÓN SQRT-ET MAX
Ref. Eptisa: EP073095-00
1
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
1. INTRODUCCIÓN
2. ANÁLISIS DE LAS CUENCAS DE ESTUDIO
En el presente anejo se recogen los cálculos efectuados para obtener los caudales correspondientes a los distintos
Las cuencas se han estudiado sobre la cartografía a escala 1:25.000.
períodos de retorno en el ámbito de estudio del río Barbaña y del arroyo San Benito.
El método propuesto para el cálculo de los caudales ha sido el método racional corregido.
Se han seguido los siguientes pasos:
- Identificación de las cuencas de estudio y obtención de las características significativas de las mismas.
- Selección de la estación meteorológica de referencia para la obtención de los datos de precipitaciones máximas diarias
en cada año.
Los parámetros geométricos de la cuenca necesarios para evaluar los caudales resultantes en función de las Intensidades
de lluvia son los siguientes: Superficie de las cuencas, su longitud, la pendiente media y el tiempo de concentración para
la posterior aplicación de estos datos en la obtención de los caudales de aportación. Las características de las cuencas se
han obtenido de la cartografía a escala 1:25.000 de la Xunta de Galicia.
A continuación se explica la obtención de cada uno de los parámetros geométricos necesarios para el cálculo de los
caudales.
•
cartografía con escala más apropiada de entre las disponibles.
- Obtención de la precipitación máxima correspondiente a distintos períodos de retorno según los métodos de Gumbel y
SQRT-Max.
•
Longitud del cauce principal: Se ha calculado la longitud del cauce principal de cada cuenca, desde su cabecera
hasta el punto de intersección con la traza.
- Obtención de la serie de caudales a partir de los datos de precipitaciones máximas.
A continuación se desarrolla cada uno de los pasos anteriores.
Superficie: Se ha calculado la superficie de cada una de las cuencas definidas, eligiendo para cada caso la
•
Pendiente media: La pendiente se evalúa directamente como el cociente entre la diferencia de cotas de los
puntos antes definidos, y la longitud del tramo de cauce considerado.
•
Tiempo de concentración: El tiempo de concentración se determina mediante la expresión indicada en el
Apartado 2.4 de la Instrucción 5.2.IC.
0 , 76
1
⎡
⎤
T = 0,3 ⋅ ⎢⎛⎜ L J 4 ⎞⎟ ⎥
⎠ ⎦
⎣⎝
Siendo:
•
L (km): longitud del cauce principal
•
J (m/m): pendiente media del cauce
Las características geomorfológicas principales de las cuencas del río Barbaña y del Arroyo de San Benito se recogen en
la siguiente tabla:
Ref. Eptisa: EP073095-00
2
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
3. ESTACIÓN METEOROLÓGICA
Características morfológicas
CUENCA
En el fichero “Catalogo de Estaciones del CMT en Galicia”, facilitado por la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET),
Río Barbaña
Arroyo de San Benito
SUPERFICIE
km2
79,6537
5,2700
LONGITUD
km
12,9754
5,0150
COTA MÁXIMA
m
703
465
COTA MINIMA
m
205
215
DESNIVEL
m
498
250
figuran las existencias de las estaciones meteorológicas de Galicia con datos de precipitación y temperatura.
A partir del mismo se han localizado las estaciones operativas en la zona, más próximas al ámbito de estudio, de forma
que las mismas cubriesen las cuencas del río Barbaña y del arroyo San Benito.
La elección de las estaciones a considerar se basa en criterios de fiabilidad y homogeneidad de datos y situación relativa
de las estaciones respecto del corredor de estudio y de las cuencas vertientes.
En el apéndice 1 se recoge el plano de las cuencas del río Barbaña y del arroyo San Benito.
Se ha seleccionado como estación meteorológica para el presente estudio la estación 1.690B Ourense Instituto.
Sobre los planos de usos del suelo a escala 1:25.000, se han calculado las superficies destinadas a distintos usos con
La razón de seleccionar esta estación, además de la cercanía a la zona de estudio, es que cuenta con un número
coeficientes de escorrentía distintos. Los resultados se muestran en la siguiente tabla:
suficiente de datos (18 años) para poder realizar sobre los mismos el análisis estadístico necesario.
Las características de la misma se recogen en el siguiente cuadro:
CÓDIGO DE IDENTIFICACIÓN
TIPO DE ESTACIÓN
CUENCA HIDROLÓGICA
1690B
TP
Miño
Caracteristicas hidrologicas
Río Barbaña
Arroyo de
San Benito
Bosque frondoso
Densidad: Muy espesa
17,9101
0,4690
DATOS DE
Bosque mixto
Densidad: Espesa
5,4797
0,6205
TEMPERATURA
PRECIPITACIÓN
Monte bajo o matorral
Densidad: Media
19,1559
2,3962
1888-1969
1901-1968
Terreno claro con árboles
Densidad: Clara
21,6884
0,0000
Terreno claro sin árboles
Zona de asentamiento
15,1845
1,6203
Prados y pastizales
Buena con pendiente>3%
0,2351
0,1641
TIPO CULTIVO
Nº DE AÑOS CON
Nº DE AÑOS CON
DATOS DE
Nº DE AÑOS
NOMBRE
OURENSE “INSTITUTO”
COORDENADAS
COMPLETOS
LATITUD (N)
LONGITUD (W)
41
42º20´00”
7º 51´47” W
ALTITUD (m)
1888-1969
Los datos de precipitación máxima en 24 horas disponibles (en décimas de milímetro) son los siguientes:
En el apéndice 2 se recoge el plano de usos del suelo de las cuencas del río Barbaña y del arroyo San Benito.
Ref. Eptisa: EP073095-00
3
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
1690B
CÓDIGO
AÑO
1952
1953
1954
1955
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
ESTACIÓN
Ourense- "Instituto"
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT
60
22
161
260
296
61
245
169
310
220
175
465
130
250
46
94
270
15
73
126
255
92
195
101
110
187
80
80
220
340
90
240
150
134
480
200
31
256
323
218
159
315
240
265
60
400
220
290
210
10
26
130
424
211
150
97
440
285
24
200
285
240
246
195
140
165
90
250
90
220
4
215 1395 43
221 130 60
45 175
162 170 10
238 210 28
52 127 27
100
90 25
350
45 200
150 320 60
190 115 50
170
160 220 65
185 180 125
110
70 20
390 190 60
121
25
140
92 70
223
20
196 101 316
34 118 219
180
5 260
82 247 221
59 154
47
60 103
93
60 100 142
200 210 220
370 220 330
31
54 280
30 120 310
20 180 340
110
90 150
90 200 150
75 110
210
23 92
98
150 320 210
Nº Datos
NOV
DIC
18
MAX
382 372 1395
808
80 808
231 256 260
395 354 440
54 110 296
187 386 386
40 470 470
177 290 350
280 305 370
250 176 280
215 320 400
400 250 465
65 180 340
280 280 280
370 115 390
152
122
152
180
290
320
480
En el apéndice 3 se recoge el plano de estaciones meteorológicas en la zona de estudio a escala 1:25.000.
4. CÁLCULO DE LA MÁXIMA PRECIPITACIÓN DIARIA PARA DISTINTOS PERÍODOS DE RETORNO
El cálculo de la máxima precipitación diaria para diferentes períodos de retorno se ha efectuado mediante los métodos de
máximos de Gumbel y SQRT-Max. Se han comparado los valores obtenidos con los que resultan del “Mapa de máximas
lluvias diarias en la España peninsular”, del Ministerio de Fomento.
4.1.
DISTRIBUCIÓN DE GUMBEL
La distribución de Gumbel obedece a la siguiente ecuación:
X=X−
ΔX
Δn
⎡ ⎛ T ⎞
⎤
⎢ln⎜ T − 1 ⎟ + Yn ⎥
⎠
⎣ ⎝
⎦
Donde cada uno de los términos anteriores significa:
•
X : Precipitación máxima diaria en 24 horas correspondiente al período de retorno T;
•
∆X : Desviación típica de los datos de precipitaciones máximas disponibles;
•
X : Promedio de los datos de precipitaciones máximas diarias disponibles;
•
Yn, ∆n : Factores que dependen del número de datos disponibles
Para la estación considerada, se ha aplicado la ecuación anterior. En el apéndice nº 4 se detallan los resultados
obtenidos.
A continuación se recogen en forma de cuadro los resultados obtenidos con la distribución de Gumbel.
Ref. Eptisa: EP073095-00
4
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
Donde:
PRECIPITACIÓN MÁXIMA (mm)
T
1690B -"OURENSE- INSTITUTO"
2
5
10
25
50
100
200
500
1000
39,86
68,49
87,45
111,40
129,17
146,80
164,37
187,56
205,08
f ( xi ) =
κ
1 − e −κ
h( x i ) =
F ( xi ) = e
⋅ h( x i ) ⋅ F ( x i )
α
2
⋅e
− α ⋅ xi
−κ (1+ α ⋅ xi ) ⋅e
− α ⋅ xi
Siendo:
4.2.
DISTRIBUCIÓN SQRT-ET MAX
•
La ley SQRT-ETmáx, propuesta en Japón por Etoh, T., A. Murota y M. Nakamishi (1986), es uno de los escasos modelos
de ley desarrollados específicamente para el análisis de máximas lluvias diarias y tiene la característica de conducir a
Xi el valor "i" conocido de precipitación.
La función de máxima verosimilitud L se deriva respecto de α y se iguala a 0, obteniéndose el valor de κ en función deα:
resultados más conservadores que los obtenidos mediante la ley de Gumbel. La ley SQRT-ETmáx es considerada por el
N
C.E.D.E.X. más adecuada para numerosas regiones españolas que la tradicional ley de Gumbel.
La ley SQRT-ETmáx es una ley con dos parámetros, basada exclusivamente en datos locales, al igual que la de Gumbel.
Su formulación es:
F ( x) = e −κ (1+
)
αX e
κ=
∑
α ⋅ xi − 2 N
i =1
N
∑α ⋅ x
i
⋅e
− α ⋅ xi
i =1
− αX
Con este valor de κ se obtiene el valor de α que maximiza la función de máxima verosimilitud L. De esta manera queda
definida la función de distribución F(x) para una serie de valores conocidos de precipitaciones máximas.
Donde:
Para la estación considerada se ha aplicado el método anterior. En el apéndice nº 5 se detallan los resultados obtenidos-
•
F(X) : Probabilidad de ocurrencia de una determinada tormenta;
A continuación se recogen en forma de cuadro los resultados obtenidos con la distribución de SQRT-ET max.
•
K y α: parámetros de escala y frecuencia, respectivamente. Deben ser ajustados a los datos existentes.
Para calcular κ yα, se parte de la función de máxima verosimilitud:
L=
N
∑ Lnf ( x )
i
i =1
Ref. Eptisa: EP073095-00
5
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
Valor de Cv
PRECIPITACIONES MÁXIMAS
4.3.
T
1690B -"OURENSE- INSTITUTO"
2
5
10
25
50
100
200
500
1000
38,01
55,27
68,23
86,33
100,98
116,56
133,09
156,44
175,24
ZONA DE
ESTUDIO
PRECIPITACIONES MÁXIMAS SEGÚN LAS “MÁXIMAS LLUVIAS DIARIAS EN LA ESPAÑA PENINSULAR”
Se ha empleado para el calculo la publicación “Máximas lluvias diarias en la España Peninsular”. Esta publicación, a partir
de una selección de estaciones pluviométricas, recopilando sus datos correspondientes a las máximas lluvias diarias,
realiza una modelación estadística de las series anuales de máximas lluvias diarias obteniendo una estimación regional de
parámetros y cuantiles. El proceso es el siguiente:
•
Localización en los planos del punto deseado.
•
Estimación mediante las isolíneas representadas del coeficiente de variación CV y mediante el mapa de lluvias
del valor de la precipitación media anual (Pm).
•
Para el periodo de retorno deseado y el valor de CV, obtención del cuantil regional Yt.
Ref. Eptisa: EP073095-00
6
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
Valor de P
ZONA DE
ESTUDIO
Como se observa en el plano adjunto, la zona de estudio esta afectada por un coeficiente de variación (CV) de
0,35 y una P de 50 mm.
T (años)
2
5
10
25
50
100
200
500
Cv=0,35 ; Kt
0,921
1,217
1,438
1,732
1,961
2,220
2,480
2,831
Multiplicando dichos cuantiles por la P, se obtienen las precipitaciones máximas diarias buscadas:
T (años)
2
5
10
25
50
100
200
500
Cv=0,35 ; Kt
0,921
1,217
1,438
1,732
1,961
2,220
2,480
2,831
P (mm)
46,05
60,85
71,90
86,60
98,05
111,00
124,00
141,55
Ref. Eptisa: EP073095-00
7
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
4.4.
PRECIPITACIÓN DE CÁLCULO ADOPTADA
Para cada zona, se han adoptado las precipitaciones máximas obtenidas por los métodos empleados (Gumbel, SQRT- ET
max, Mapa de Precipitaciones del Ministerio de Fomento).
Se escoge para cada periodo de retorno la precipitación máxima más desfavorable resultante de las distribuciones de
Gumbel y SQRT-ETmax. Posteriormente estos valores se deben comparar con los de la publicación “Máximas lluvias
T
CV=0,35
P (mm)
PRECIPITACIONES MAXIMAS
2
5
10
25
50
100
200
500
0,921
1,217
1,438
1,732
1,961
2,220
2,480
2,831
50,00
50,00
50,00
50,00
50,00
50,00
50,00
50,00
46,05
60,85
71,90
86,60
98,05
111,00
124,00
141,55
diarias en la España peninsular, escogiendo finalmente los mas desfavorables.
A continuación se recogen en forma de cuadro los resultados obtenidos aplicando las distintas distribuciones.
•
Los valores finalmente adoptados son los siguientes:
T
P. MAXIMA (mm)GUMBEL
P. MAXIMA (mm)SQRT-ET MAX
P. MAXIMA (mm)MAPA PRECIP.
MÁXIMAS
PRECIPITACIONES
MAXIMAS
ADOPTADAS (Pd)
2
5
10
25
50
100
200
500
1000
39,86
68,49
87,45
111,40
129,17
146,80
164,37
187,56
205,08
38,01
55,27
68,23
86,33
100,98
116,56
133,09
156,44
175,24
46,05
60,85
71,90
86,60
98,05
111,00
124,00
141,55
46,05
46,05
68,49
87,45
111,40
129,17
146,80
164,37
187,56
205,08
Resultados obtenidos con la distribución de Gumbel.
PRECIPITACIÓN MAXIMA EN 24 HORAS
(mm)
T
1690B -"OURENSE- INSTITUTO"
2
5
10
25
50
100
200
500
1000
39,86
68,49
87,45
111,40
129,17
146,80
164,37
187,56
205,08
5. DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS HIDROLÓGICOS PARA EL CÁLCULO DE CAUDALES
•
Resultados obtenidos con la distribución SQRT-ETmax.
PRECIPITACIÓN MAXIMA EN 24 HORAS
(mm)
•
El método de estimación de los caudales asociados a distintos períodos de retorno depende del tamaño y naturaleza de la
cuenca aportante.
T
1690B -"OURENSE- INSTITUTO"
Según la Instrucción 5.2.-IC ‘Drenaje Superficial’ (mayo, 1990), para cuencas pequeñas es apropiado el método
2
5
10
25
50
100
200
500
1000
38,01
55,27
68,23
86,33
100,98
116,56
133,09
156,44
175,24
hidrometeoro lógico basado en la aplicación de la fórmula racional: una intensidad media de precipitación y una estimación
Precipitaciones máximas según las “Máximas lluvias diarias en la España Peninsular”
de escorrentía constante en el tiempo.
Se han aplicado el Método Hidrometeoro lógico modificado, elaborado para la Dirección General de Carreteras de España
y publicada en el XXIV Congreso de la International Association for Hidraulic Research (IAHR), que fue celebrado en
Madrid en Septiembre de 1991.
Este método parte básicamente de las mismas hipótesis que el clásico método racional, pero incluye un factor corrector de
uniformidad que contempla el reparto temporal del aguacero, cuya duración total se considera equivalente al tiempo de
concentración, tal como establece también la fórmula racional clásica.
Ref. Eptisa: EP073095-00
8
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
La hipótesis de lluvia neta constante que establece el método racional, no es real, y en la práctica existen variaciones en
su reparto temporal que favorecen el desarrollo de los caudales punta. Esto complica el problema de obtener una fórmula
simple para análisis de los caudales punta.
PERIODO DE RETORNO – T
(AÑOS)
PRECIPITACIONES
MAXIMAS ADOPTADAS
(Pd)
2
5
10
25
50
100
200
500
1000
46,05
68,49
87,45
111,40
129,17
146,80
164,37
187,56
205,08
Sin embargo el método modificado, dentro de la duración del tiempo de concentración, la variación de la lluvia neta la
refleja globalmente, refiriendo los caudales punta determinados considerando esa variación, a los caudales homólogos
calculados con lluvia neta constante. La fórmula de cálculo empleada corresponde a una versión del método racional. Se
conserva la expresión tradicional incorporándole únicamente el factor K, denominado de uniformidad.
Q=
C×I×A
K
3,6
Siendo:
•
La correlación existente entre las intensidades medias horarias, para cada período de tiempo se determina con la fórmula:
Q (m3/seg) = Caudal punta correspondiente a un período de retorno dado.
•
I (mm/h) = Máxima intensidad media en el intervalo de duración TC, para el mismo período de retorno.
•
A (km2) = Superficie de la cuenca
•
C = Coeficiente de escorrentía
•
K = Coeficiente de uniformidad
Los parámetros hidrológicos que intervienen en la determinación de los caudales de desagüe de una cuenca son el umbral
de escorrentía, Intensidades medias de precipitación y coeficiente de escorrentía.
5.1.
INTENSIDADES MEDIAS DE PRECIPITACIÓN
Los valores de máximas precipitaciones diarias obtenidos son los siguientes.
I t ⎛ I1
=⎜
I d ⎜⎝ I d
⎞
⎟⎟
⎠
280 ,1 −t 0 ,1
280 ,1 −1
Siendo:
•
Id (mm/h): Intensidad media diaria de precipitación (Pd/24)
•
Pd (mm): Precipitación total diaria
•
I1 (mm/h): Intensidad horaria de precipitación
•
t (h): Duración del intervalo de precipitación, que se tomará igual al tiempo de concentración de la cuenca.
La relación I1/Id puede tomarse de la figura 2.2 de la 5.2-IC, y para la zona de proyecto toma un valor:
I1
=8
Id
Ref. Eptisa: EP073095-00
9
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
El valor medio areal deducido para cada cuenca debe afectarse de un factor reductor función de su área según la
LA CORUÑA
expresión:
SAN SEBASTIAN
9
8
9
VIGO
10
PONFERRADA
KA = 1
LOGROÑO
11
para A < 1 km2
SORIA
VALLADOLID
10
ZARAGOZA
BARCELONA
SALAMANCA
10
KA = 1−
TORTOSA
MADRID
10
VALENCIA
CACERES
ALBACETE
ESTACIONES UTILIZADAS
log A
15
para 1 km2 ≤ A ≤ 3.000 km2
Siendo:
BADAJOZ
9
11
ALICANTE
•
KA = Factor reductor de la lluvia diaria.
•
log A = Logaritmo decimal de la superficie A (km2)
ALCANTARILLA
10
8
ALMERIA
MALAGA
5.2.
GUADARRANQUE
HIDROGEOLOGÍA
La zona de estudio se encuadra hidrológicamente en la cuenca del río Miño.
El tiempo de concentración se determina mediante la expresión indicada en el Apartado 2.4 de la Instrucción 5.2.IC.
El alto índice de pluviometría y la diferente permeabilidad que presentan los materiales de alteración graníticos se pueden
considerar como los factores que condicionan la hidrogeología de la zona.
La fórmula propuesta para determinar el tiempo de concentración es la siguiente:
[(
TC = 0,3 ⋅ L J
)
1 4 0 , 76
]
Las litologías de la zona de estudio, presentan características hidrogeológicas impermeables, por la inexistencia en el
subsuelo de niveles estratigráficos adecuados para la recepción y almacenamiento de importantes volúmenes hídricos, así
como de niveles calcáreos de cierta entidad, por lo que presentan unos recursos en aguas subterráneas muy limitados,
Donde:
estando únicamente presentes flujos menores para pequeños usos industriales o caseros de poca importancia, en lugares
•
Tc (h) = Tiempo de concentración
•
L (km) = Longitud del curso principal
•
J = Pendiente media del curso principal
en los que esta presente una intensa fracturación.
Los materiales del recubrimiento cuaternario, a excepción de los depósitos de alteración “in situ”, son permeables por
porosidad intergranular, en ellos predomina el drenaje por percolación dependiendo siempre de la intensidad de la lluvia.
Partiendo de la cartografía geológica a escala 1:50.000 (MAGNA) se ha realizado una caracterización hidrogeológica en
En la aplicación del Método Hidrometereológico Modificado la ley de precipitaciones máximas diarias areales sobre la
cuenca, deducida en el apartado 2.3 de la Instrucción 5.2-IC, viene modificada según la expresión siguiente, para tener en
cuenta la no simultaneidad de las lluvias máximas de un mismo período de retorno en toda la superficie:
Pd* = KA Pd
función de la litología, obteniéndose los valores cualitativos de la permeabilidad para cada una de las formaciones
existentes.
Las litologías que forman cada una de las unidades son las que se describen a continuación:
Unidad hidrogeológica de permeabilidad media. En esta unidad se encontrarían englobados aquellas formaciones
detríticas pertenecientes al Cuaternario (depósitos aluvio-coluviales (QCAL) y coluviales (QC)) y jabres graníticos (QG).
Estas unidades dan lugar a zonas propicias para la acumulación de aguas en sus niveles, procedentes de las aguas
Ref. Eptisa: EP073095-00
10
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
superficiales así como las procedentes de las descargas libres de los acuíferos procedentes de zonas topográficamente
El parámetro P0 define el umbral de precipitación a partir del cual se inicia la escorrentía, y es función del complejo suelo –
más elevadas.
vegetación de la cuenca, según figura en las tablas 2-1 y 2-2 de la 5.2-IC.
La presencia de cauces con circulación de agua puede provocar frecuentes problemas de tipo hidrológico. Estos
Sobre los planos de usos del suelo a escala 1:25.000, se han calculado las superficies destinadas a distintos usos con
problemas se darán en aquellos materiales que se consideran, en general de permeabilidad media, observándose sobre
coeficientes de escorrentía distintos. Los resultados se muestran en la siguiente tabla:
ellos una red de escorrentía poco marcada, en parte por su morfología eminentemente llana, surgiendo en zonas
ligeramente cóncavas problemas de encharcamientos.
Por tanto, los procesos que pueden llevar implícito un mayor riesgo a medio o largo plazo, son aquellos derivados de la
dinámica fluvial, principalmente crecidas en los cursos fluviales de los arroyos y problemas derivados de erosiones por
socavación de sus márgenes activas, arrastres y aterramientos.
Unidad de permeabilidad baja-muy baja. Constituida por los materiales de origen ígneo (G) sanos. Se trata de
TIPO CULTIVO
Caracteristicas hidrologicas
Río Barbaña
Arroyo de
San Benito
Bosque frondoso
Densidad: Muy espesa
17,9101 Km2
0,4690 Km2
Bosque mixto
Densidad: Espesa
5,4797 Km2
0,6205 Km2
Monte bajo o matorral
Densidad: Media
19,1559 Km2
2,3962 Km2
Km2
0,0000 Km2
materiales en general impermeables, si bien con una ligera permeabilidad ligada a su lajosidad-diaclasado y grado de
Terreno claro con árboles
Densidad: Clara
tectonización. En general, en toda ella, la posibilidad de aparición de acuíferos definidos y continuos es nula. Las
Terreno claro sin árboles
Zona de asentamiento
15,1845 Km2
1,6203 Km2
Prados y pastizales
Buena con pendiente>3%
0,2351 Km2
0,1641 Km2
condiciones de drenaje son aceptables, no siendo normal la aparición de zonas de encharcamiento.
21,6884
El tipo de suelo correspondiente a la zona de estudio está comprendido entre el grupo A y B.
En el apéndice 2 se recoge el plano de usos del suelo de las cuencas del río Barbaña y del arroyo San Benito.
5.3.
COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA
5.4.
DETERMINACIÓN DEL UMBRAL DE ESCORRENTÍA
El valor de los Coeficientes de Escorrentía para cada una de las cuencas estudiadas se obtiene por medio de la siguiente
El parámetro P0 define el umbral de precipitación a partir del cual se inicia la escorrentía, y es función del complejo suelo –
expresión recomendada por la Instrucción:
vegetación de la cuenca.
C=
[(Pd
P0 ) − 1] ⋅ [(Pd P0 ) + 23]
[(Pd
P0 ) + 11]
2
El valor del umbral de escorrentía (Po) se obtiene consultando la Tabla 1 de la Instrucción 5.2-I.C (MOPU -1990)
para Pd > P0
“Estimación inicial del umbral de escorrentía”, en la cual se tiene en cuenta el tipo y utilización de la superficie (área
pavimentada, cultivos densos, bosques,…) la pendiente, la permeabilidad del suelo (dividido en cuatro categorías: A, B, C
y D).
C=0
para Pd ≤ P0
Para el uso de la tabla 2.1 los suelos se clasificaran en los grupos de la Tabla 2.2 de la Instrucción 5.2 – I.C, en cuya
Donde:
definición intervienen la textura definitiva por la Figura 2.6.
•
Pd (mm): Valor de la precipitación total diaria para el período de retorno considerado.
•
P0 (mm): Valor del Umbral de escorrentía.
Ref. Eptisa: EP073095-00
El valor del umbral de escorrentia (Po) en una determinada cuenca, y para condiciones dadas de humedad, es función de:
ƒ
Capacidad de infiltración del suelo.
ƒ
Uso del suelo y capacidades agrícolas
11
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
ƒ
Pendiente del terreno
Las tablas que proporcionan el valor de Po suponen un grado de humedad del suelo medio. Si los días anteriores a la
Tabla 3.3 (Equivalencias de valores Po entre distintas condiciones de humedad)
precipitación estudiada se produjeron precipitaciones abundantes, las abstracciones (retenciones superficiales,
Po (mm)
infiltración,…) serán menores, por lo que el valor real de Po será menor al proporcionado por la tabla. Análogamente, y en
Condición II [Po para humedad
previa normal (tipo II)]
Condición I [Po para humedad
previa seca (tipo I)]
Condición III [Po para humedad
previa normal (tipo III)]
3
6
9
13
17
21
27
33
41
50
61
75
93
117
7
14
21
29
38
48
61
75
93
112
135
167
213
283
0,5
1
2
3
5
7
10
13
17
21
27
33
41
50
sentido contrario, si los días anteriores no ha llovido nada, el suelo estará seco, y todas las abstracciones serán mayores:
Hay que corregir el valor de Po aumentándolo.
Con lo que los valores del umbral de escorrentia (Po) obtenidos en la tabla 2.1 de la Instrucción 5.2 –IC deben
modificarse para tener en cuenta el estado previo de humedad del suelo. EL S.C.S (Soil Conservation Service) define 3
condicionantes: tipo II (medio), tipo I (seco) y tipo III (humedo), según se indica en la tabla 3.2.
TABLA 3.2 (Condiciones de humedad del S.C.S)
PRECIPITACION TOTAL (mm) EN LOS CINCO DIAS ANTERIORES
CONDICION
I SECO
II MEDIO
III HUMEDO
ESTACION DE LATENCIA
ESTACION DE CRECIMIENTO
PT ≤ 13
PT ≤ 36
13 ≤ PT ≤ 28
36 ≤ PT ≤ 53
PT ≥ 28
PT ≥ 53
Po(mm) correspondientes
En nuestro caso el estado de humedad en el que se va a encontrar el suelo va a ser humedo y, por tanto, el valor del
umbral de escorrentia se modifica teniendo en cuenta l aequivalencia de valores entre dichos estados.
A partir de la tabla 3.3 se han elaborado las siguientes relaciones que proporcionan unos resultados muy similares a los de
dicha tabla:
Las condiciones para los valores de Po dados en la Tabla 2.1 de la citada Instrucción [Estimacion inicial del umbral de
escorrentia Po (mm)] corresponden a un estado medio de humedad (Tipo II) y las condiciones de paso (condiciones I y III),
se adjuntan en la siguiente tabla 3.3 obtenida a partir de la propuesta por el S.C.S. expresada originarimente en numero
DIAS PREVIOS SECOS
de curva (CN) ; esta conversión se realizara mediante tablas numericas [Ferrer, F.J (1993), “Recomendaciones para el
DIAS PREVIOS HUMEDOS
Cálculo Hidrometeorológico de Avenidas” /CEDEX, Centro de Estudios Hidrográficos- P.31) (TABLA 3.3)]
Po (I) =Po (II) × 2,31
Po (III) =Po (II) ×0,43
para Po (II) > 35
Po (III) =Po (II)2 × 0,0072 Po(II) × 0,167 para Po (II) < 35
Donde:
Po (II) =Po para condiciones de humedad previa II (Normal) (Obtenido de la tabla 1)
Po (I) =Po para condiciones de humedad previa I (Seco)
Po (III) =Po para condiciones de humedad previa III (Húmedo)
La Instrucción 5.2-IC “Drenaje Superficial” plantea que el umbral de escorrentía inicial debe ser multiplicado por un
coeficiente corrector de mayoración , obtenido de la figura 2.5 de la citada Instrucción, el cual refleja la variación regional
de la humedad habitual en el suelo al comienzo de aguaceros significativos, incluyendo una mayoración para evitar sobreelevaciones del caudal de referencia a causa de ciertas simplificaciones del tratamiento estadístico del método
hidrometeorológico . En este caso el valor adoptado es 1,8.
Ref. Eptisa: EP073095-00
12
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
6. CÁLCULO DE LA SERIE DE CAUDALES A PARTIR DE LA SERIE DE PRECIPITACIONES
CUENCAS
SUPERFICIE TOTAL
(Km2)
Empleando el método racional corregido recomendado en la instrucción 5.2-IC Drenaje superficial se calcula, a partir de
Barbaña
79.6537
las precipitaciones registradas en la estación meteorológica 1.690B Ourense Instituto entre los años 1952 y 1969, la serie
San Benito
5.2700
de caudales que se emplearán como base para el cálculo del caudal de máxima crecida ordinaria QMCO. Este método es
válido para cuencas pequeñas, es decir, con tiempo de concentración Tc = 6 horas, como sucede tanto para el río Barbaña
como para el Arroyo de San Benito. Aplicando el mismo método se calculan también los caudales de avenida con periodos
BOSQUE FRONDOSO (DENSIDAD MUY ELEVADA)
BOSQUE MIXTO (DENSIDAD ELEVADA)
MONTE BAJO O MATORRAL (DENSIDAD MEDIA)
S.PARCIAL
%
Po
S.PARCIAL
%
Po
S.PARCIAL
%
Po
17.9101
22.48%
65
5.4797
6.88%
47
19.1559
24.05%
34
0.4690
8.90%
65
0.6205
11.77%
47
2.3962
45.47%
34
de retorno de 100 y de 500 años.
Se recogen a continuación los coeficientes involucrados, los datos necesarios para el cálculo y los resultados obtenidos
para cada curso de agua estudiado, donde:
TC (años): Tiempo de concentración de la cuenca, calculado como:
TERRENO CLARO CON ÁRBOLES
(DENSIDAD BAJA)
PRADERAS Y PASTIZALES
⎛ L ⎞
TC = 0.3 ⋅ ⎜ 0.25 ⎟
⎝J ⎠
ZONAS DE ASENTAMIENTO
S.PARCIAL
%
Po
S.PARCIAL
%
Po
S.PARCIAL
%
Po
21.6884
27.23%
24
0.2351
0.30%
33
15.1845
19.06%
2
0.0000
0.00%
24
0.1641
3.11%
33
1.6203
30.75%
2
0.76
Siendo, a su vez, L (Km), la longitud del cauce principal y J(m/m) su pendiente media.
TC* (años): Tiempo de concentración corregido considerando la importancia del flujo difuso sobre el terreno, de modo que
si este es inferior a 30 min, TC* = 5 min, si está entre 30 min y 150 min, entonces TC* = 10 min, y en caso contrario,si el
agua fluye preferentemente por cauces definidos en el terreno, TC*= TC, como sucede en ambas cuencas estudiadas.
Po
TOTAL
CORREGIDO
(Humedad)
FINAL
33.04
13.02
23.43
28.42
10.71
19.28
T (años): Período de retorno de la precipitación máxima y de su caudal asociado, de modo que la probabilidad de que
dichas precipitaciones o caudales sean superadas es P=1/T.
Pd (mm): Precipitación diaria máxima anual registrada en la estación meteorológica 1.690B Ourense Instituto.
KA : Coeficiente corrector de la precipitación máxima anual por área de la cuenca, aplicado a cuencas de área superior a 1
Donde
P0,TOTAL = ∑
S .PARCIAL
⋅ P0 .
S .TOTAL
La corrección por humedad previa del suelo se ha realizado interpolando linealmente en la tabla anterior.
Km2 , calculado como:
KA = 1−
log A
15
Donde A (Km2) es el área de la cuenca, de la que se extrae el logaritmo decimal (log).
Pd* (mm): Precipitación diaria máxima anual tras aplicar la correción por área con el coeficiente antes calculado, KA.
Ref. Eptisa: EP073095-00
13
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
Id (mm/h): Intensidad media diaria de precipitación, calculada como Id=Pd/24.
I1 (mm/h): Intensidad horaria de precipitación correspondiente al mismo periodo de retorno que Id, necesaria para el cálculo
Q=
C ⋅ It ⋅ A ⋅ K
3.6
de (It).
It mm/h): Intensidad media de precipitación a emplear en la estimación de los caudales de referencia por métodos
hidrometeorológicos, obtenida a parir de la siguiente fórmula:
⎛ It
⎜⎜
⎝ Id
⎞ ⎛ I1
⎟⎟ = ⎜⎜
⎠ ⎝ Id
⎞
⎟⎟
⎠
⎛ 28 0.1 −TC*0.1
⎜
⎜ 28 0.1 −1
⎝
⎞
⎟
⎟
⎠
Donde TC* es el tiempo de concentración corregido y el cociente I1/Id del mapa de isolíneas I1/Id de la figura 2.2 de la
instrucción 5.2-IC Drenaje Superficial. Se adopta, para este caso un valor aproximado I1/Id = 8.50, para la zona de Ourense
ciudad y alrededores.
P0* (mm): Umbral de escorrentía superficial final, tras aplicar correcciones, calculado anteriormente.
C : Coeficiente de escorrentía, cuyo valor es nulo si Pd*/P0* < 1 , indicando que no se produce escorrentía y que el agua,
por tanto, se infiltra en el terreno, y, en caso contrario:
⎛ Pd* ⎞⎛ Pd*
⎞
⎜⎜ * − 1⎟⎟⎜⎜ * + 23 ⎟⎟
P
⎠⎝ P0
⎠
C=⎝ 0
*
⎛ Pd
⎞
⎜⎜ * + 11⎟⎟
⎝ P0
⎠
K : Coeficiente de uniformidad, calculado a partir del tiempo de concentración como:
TC*1.25
K = 1 + *1.25
TC + 14
Q (m3/s): Caudal máximo anual en el punto de desagüe de la cuenca, obtenido a partir de la siguiente fórmula:
Ref. Eptisa: EP073095-00
14
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
RÍO BARBAÑA
CARACTERISTICAS GEOMETRICAS
AÑO
T (años)
Pd mm
KA
Pd* mm
Id mm/h
I1/Id
It mm/h
P0* mm
Pd*/P0*
C
K
Q m3/s
3.91
1
139.50
0.87
121.82
5.08
8.50
19.57
23.43
5.20
0.45
1.28
250.46
3.91
3.91
1
80.80
0.87
70.56
2.94
8.50
11.34
23.43
3.01
0.27
1.28
85.67
3.84%
3.91
3.91
1
26.00
0.87
22.70
0.95
8.50
3.65
23.43
0.97
0.00
1.28
0.00
498.00
3.84%
3.91
3.91
1
44.00
0.87
38.42
1.60
8.50
6.17
23.43
1.64
0.10
1.28
17.27
12.98
498.00
3.84%
3.91
3.91
1
29.60
0.87
25.85
1.08
8.50
4.15
23.43
1.10
0.02
1.28
2.00
79.65
12.98
498.00
3.84%
3.91
3.91
1
38.60
0.87
33.71
1.40
8.50
5.42
23.43
1.44
0.07
1.28
10.64
1958
79.65
12.98
498.00
3.84%
3.91
3.91
1
47.00
0.87
41.04
1.71
8.50
6.59
23.43
1.75
0.11
1.28
21.39
1959
79.65
12.98
498.00
3.84%
3.91
3.91
1
35.00
0.87
30.56
1.27
8.50
4.91
23.43
1.30
0.05
1.28
6.80
1960
79.65
12.98
498.00
3.84%
3.91
3.91
1
37.00
0.87
32.31
1.35
8.50
5.19
23.43
1.38
0.06
1.28
8.87
1961
79.65
12.98
498.00
3.84%
3.91
3.91
1
28.00
0.87
24.45
1.02
8.50
3.93
23.43
1.04
0.01
1.28
0.80
1962
79.65
12.98
498.00
3.84%
3.91
3.91
1
40.00
0.87
34.93
1.46
8.50
5.61
23.43
1.49
0.08
1.28
12.26
1963
79.65
12.98
498.00
3.84%
3.91
3.91
1
46.50
0.87
40.61
1.69
8.50
6.52
23.43
1.73
0.11
1.28
20.68
1964
79.65
12.98
498.00
3.84%
3.91
3.91
1
34.00
0.87
29.69
1.24
8.50
4.77
23.43
1.27
0.04
1.28
5.82
1965
79.65
12.98
498.00
3.84%
3.91
3.91
1
28.00
0.87
24.45
1.02
8.50
3.93
23.43
1.04
0.01
1.28
0.80
1966
79.65
12.98
498.00
3.84%
3.91
3.91
1
39.00
0.87
34.06
1.42
8.50
5.47
23.43
1.45
0.07
1.28
11.09
1967
79.65
12.98
498.00
3.84%
3.91
3.91
1
15.20
0.87
13.27
0.55
8.50
2.13
23.43
0.57
0.00
1.28
0.00
1968
79.65
12.98
498.00
3.84%
3.91
3.91
1
32.00
0.87
27.94
1.16
8.50
4.49
23.43
1.19
0.03
1.28
3.99
1969
79.65
12.98
498.00
3.84%
3.91
3.91
1
48.00
0.87
41.92
1.75
8.50
6.73
23.43
1.79
0.12
1.28
22.83
SUPERFICIE
LONGITUD
DESNIVEL
PENDIENTE
Tc
Tc*
Km2
Km
m
%
h
h
1952
79.65
12.98
498.00
3.84%
3.91
1953
79.65
12.98
498.00
3.84%
1954
79.65
12.98
498.00
1955
79.65
12.98
1956
79.65
1957
Ref. Eptisa: EP073095-00
15
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
ARROYO DE SAN BENITO
CARACTERISTICAS GEOMETRICAS
AÑO
T (años)
Pd mm
KA
Pd* mm
Id (mm/h)
I1/Id
It mm/h
P0* mm
Pd*/P0*
C
K
Q m3/s
1.81
1
139.50
0.95
132.79
5.53
8.50
33.82
19.28
6.89
0.55
1.13
30.77
1.81
1.81
1
80.80
0.95
76.91
3.20
8.50
19.59
19.28
3.99
0.36
1.13
11.64
4.99%
1.81
1.81
1
26.00
0.95
24.75
1.03
8.50
6.30
19.28
1.28
0.05
1.13
0.48
250.00
4.99%
1.81
1.81
1
44.00
0.95
41.88
1.75
8.50
10.67
19.28
2.17
0.17
1.13
3.00
5.01
250.00
4.99%
1.81
1.81
1
29.60
0.95
28.18
1.17
8.50
7.18
19.28
1.46
0.07
1.13
0.86
5.27
5.01
250.00
4.99%
1.81
1.81
1
38.60
0.95
36.74
1.53
8.50
9.36
19.28
1.91
0.14
1.13
2.10
1958
5.27
5.01
250.00
4.99%
1.81
1.81
1
47.00
0.95
44.74
1.86
8.50
11.40
19.28
2.32
0.19
1.13
3.55
1959
5.27
5.01
250.00
4.99%
1.81
1.81
1
35.00
0.95
33.32
1.39
8.50
8.49
19.28
1.73
0.11
1.13
1.56
1960
5.27
5.01
250.00
4.99%
1.81
1.81
1
37.00
0.95
35.22
1.47
8.50
8.97
19.28
1.83
0.12
1.13
1.85
1961
5.27
5.01
250.00
4.99%
1.81
1.81
1
28.00
0.95
26.65
1.11
8.50
6.79
19.28
1.38
0.06
1.13
0.68
1962
5.27
5.01
250.00
4.99%
1.81
1.81
1
40.00
0.95
38.08
1.59
8.50
9.70
19.28
1.98
0.14
1.13
2.32
1963
5.27
5.01
250.00
4.99%
1.81
1.81
1
46.50
0.95
44.26
1.84
8.50
11.27
19.28
2.30
0.19
1.13
3.46
1964
5.27
5.01
250.00
4.99%
1.81
1.81
1
34.00
0.95
32.36
1.35
8.50
8.24
19.28
1.68
0.10
1.13
1.42
1965
5.27
5.01
250.00
4.99%
1.81
1.81
1
28.00
0.95
26.65
1.11
8.50
6.79
19.28
1.38
0.06
1.13
0.68
1966
5.27
5.01
250.00
4.99%
1.81
1.81
1
39.00
0.95
37.12
1.55
8.50
9.46
19.28
1.93
0.14
1.13
2.16
1967
5.27
5.01
250.00
4.99%
1.81
1.81
1
15.20
0.95
14.47
0.60
8.50
3.69
19.28
0.75
0.00
1.13
0.00
1968
5.27
5.01
250.00
4.99%
1.81
1.81
1
32.00
0.95
30.46
1.27
8.50
7.76
19.28
1.58
0.09
1.13
1.16
1969
5.27
5.01
250.00
4.99%
1.81
1.81
1
48.00
0.95
45.69
1.90
8.50
11.64
19.28
2.37
0.19
1.13
3.74
SUPERFICIE
LONGITUD
DESNIVEL
PENDIENTE
Tc
Tc*
Km2
Km
m
%
h
h
1952
5.27
5.01
250.00
4.99%
1.81
1953
5.27
5.01
250.00
4.99%
1954
5.27
5.01
250.00
1955
5.27
5.01
1956
5.27
1957
Ref. Eptisa: EP073095-00
16
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
Para las avenidas de periodo de retorno de 100 y 500 años el proceso es análogo al anterior, pero la precipitación anual
máxima de partida se obtiene a partir de la distribución de probabilidad tipo Gumbel, como se indicó antes. De este modo:
CUENCA
SUPERFICIE
Km2
BARBAÑA
SAN BENITO
79.65
5.27
T (años) Pd (mm)
CARACTERISTICAS GEOMETRICAS
LONGITUD
DESNIVEL
PENDIENTE
Km
m
%
12.98
5.01
498.00
250.00
3.84%
4.99%
Tc
h
Tc*
h
3.91
1.81
3.91
1.81
KA
Pd*
(mm)
Id
(mm/h)
I1/Id
It
(mm/h)
P0* (mm)
Pd*/P0*
C
K
Q (m3/s)
100
146.16
0.87
127.63
5.32
8.50
20.51
23.43
5.45
0.47
1.28
271.98
100
146.16
0.95
139.13
5.80
8.50
35.44
19.28
7.22
0.57
1.13
33.19
KA
Pd*
(mm)
Id
(mm/h)
I1/Id
It
(mm/h)
P0*
(mm)
Pd*/P0*
C
K
Q (m3/s)
T (años) Pd (mm)
500
186.68
0.87
163.02
6.79
8.50
26.19
23.43
6.96
0.55
1.28
411.08
500
186.68
0.95
177.69
7.40
8.50
45.26
19.28
9.22
0.65
1.13
48.50
Se han comparado estos valores con los obtenidos a partir del gráfico G.N.1. “Caudales específicos de avenidas en
función de la cuenca afluente y del período de retorno T.”, incluido dentro de las Normas del Plan Hidrológico Norte I. Los
valores obtenidos de este gráfico son de aplicación “para obras de menos de 25 millones de pesetas en las que no sea
obligatorio la determinación de la onda de avenida”.
Ref. Eptisa: EP073095-00
17
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
Arroyo San Benito
Río Barbaña
Ref. Eptisa: EP073095-00
18
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
Cv es el coeficiente de variación de dicha serie, dado por el cociente entre desviación típica y media.
Los resultados obtenidos según el gráfico G.N.1. son:
Cuenca
Río Barbaña
Arroyo San Benito
Superficie cuenca
Período de retorno
Caudal específico
Caudal
100 años
2,9 m3/s Km2
230,99 m3/ s
500 años
4,2 m3/s Km2
334,53 m3/ s
100 años
6,4 m3/s Km2
33,73 m3/ s
500 años
9,5 m3/s Km2
50,07 m3/ s
79,65 Km 2
5,27 Km
2
Se observa como los valores obtenidos mediante el empleo del gráfico G.N.1. resultan similares a los obtenidos por el
método racional modificado para la cuenca del Arroyo San Benito. En cuanto a la cuenca del río Barbaña, el gráfico G.N.1.
proporciona valores más bajos que los obtenidos por el método racional modificado.
7. CÁLCULO DEL CAUDAL CORRESPONDIENTE A LA MÁXIMA CRECIDA ORDINARIA
Para el cálculo del coeficiente de variación, se ha considerado la serie de datos de precipitaciones:
i
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Pi (mm)
139.5
80.8
26
44
29.6
38.6
47
35
37
28
40
46.5
34
28
39
15.2
32
48
Pi-Pm
95.71
37.01
-17.79
0.21
-14.19
-5.19
3.21
-8.79
-6.79
-15.79
-3.79
2.71
-9.79
-15.79
-4.79
-28.59
-11.79
4.21
(Pi-Pm)^2
9160.62
1369.82
316.44
0.04
201.32
26.92
10.31
77.24
46.09
249.29
14.36
7.35
95.82
249.29
22.93
817.32
138.98
17.73
El Caudal correspondiente a la máxima crecida ordinaria se define en el reglamento de la Ley de Aguas como la media de
los máximos caudales anuales en su régimen natural producidos durante diez años consecutivos, que sean
representativos del comportamiento hidráulico de la corriente. Se supone que la corriente se encuentra en régimen natural,
Media de la serie de precipitaciones: Pm = 43,79 mm
es decir no alterada por obras hidráulicas u otro tipo de actuaciones en la cuenca.
Desviación típica de la serie de precipitaciones: Sp = 27,46 mm
Según este reglamento, la serie de máximos caudales anuales de la corriente de agua podrá obtenerse de los datos de
Coeficiente de variación: Cv = Sp/Pm = 0.63
aforos en el tramo de río o en sus proximidades, cuando se disponga de ellos, o en el caso contrario a partir de los
habituales métodos hidrometeorológicos (precipitaciones máximas y características físicas de la cuenca).
Según el procedimiento recogido en el Informe “Guías metodológicas para la estimación del Caudal de Máxima Crecida
Ordinaria” del CEDEX (1996), este caudal se puede estimar según la ecuación:
Caudal de Máxima Crecida Ordinaria: QMCO = (0.7+0.6·Cv)·Qm
Período de retorno del Qmco: TQmco = 5·Cv
Entonces, para los dos cursos de agua de este estudio:
Qmco
= 0,7 + 0,6 ⋅ CV
Qm
Donde:
Qm es la media de la serie de máximos caudales anuales
Ref. Eptisa: EP073095-00
19
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
Qm (m3/s)
Cv
QMCO (m3/s)
TQmco (años)
Río Barbaña
26.74
0.63
28.53
3.14
Arroyo San Benito
4.97
0.63
4.27
3.14
Estos caudales calculados muestran una buena correlación con los obtenidos al considerar el periodo de retorno de 3.14
años y calcular a partir de la precipitación máxima, con distribución de probabilidad tipo Gumbel, el caudal máximo
asociado a través del método racional corregido.
T (años)
Pd mm
KA
Pd* mm
Id
(mm/h)
I1/Id
It mm/h
P0* mm
Pd*/P0*
C
K
Q m3/s
3.14
54.82
0.87
47.87
1.99
8.50
7.69
23.43
2.04
0.15
1.28
33.48
3.14
54.82
0.95
52.18
2.17
8.50
13.29
19.28
2.71
0.23
1.13
5.14
Ref. Eptisa: EP073095-00
20
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
APÉNDICE 4: DISTRIBUCIÓN DE GUMBEL
Ref. Eptisa: EP073095-00
PLAN DE ENCAUZAMIENTO DEL RÍO BARBAÑA Y EL ARROYO SAN BENITO
ANEJO 3: HIDROLOGÍA
ESTIMACIÓN DE LAS PRECIPITACIONES CORRESPONDIENTES A
LOS DISTINTOS PERIODOS DE RETORNO SEGÚN GUMBEL.
ESTACIÓN 1690 B – “OURENSE - INSTITUTO”
OBSERVACIÓN
AÑO
PRECIPITACIÓN MÁXIMA (mm)
1
1952
139,5
2
1953
80,8
3
1954
26
4
1955
44
5
1956
29,6
6
1957
38,6
7
1958
47
8
1959
35
9
1960
37
10
1961
28
11
1962
40
12
1963
46,5
13
1964
34
14
1965
28
15
1966
39
16
1967
15,2
17
1968
32
18
1969
48
Ref. Eptisa: EP073095-00
DATOS
N
18
X
43,79
0X
26,69
0n
1,0566
Yn
0,5220
RESULTADOS
P. RETORNO
P. MÁXIMA (mm)
2
39,86
3
53,41
5
68,49
10
87,45
25
111,40
50
129,17
100
146,80
200
164,37
500
187,56
1000
205,08