Precipitación efectiva

HIDROLOGIA
PRACTICA # 4
PRECIPITACION EFECTIVA
EJERCICIO # 1.− En el cuadro 1 se presenta el hidrograma e hietograma de un evento ocurrido en la cuenca
ZZZ, también se presentan valores de escurrimiento superficial directo obtenido por un método grafico. El
área de la cuenca es de 106.7 Km.
• determinar el coeficiente de escurrimiento.
• Obtener la lluvia efectiva por el método del índice .
Tiempo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Precipitación
0.9
0.9
1.6
1.9
2.2
2.2
3.8
6
5.7
2.5
1.9
1.3
1.6
Caudal
10
10
10
10
22
40
68
108
136
138
124
100
78
58
44
34
26
22
18
16
15
Esc. Superf.
0
0
0
0
11.1
28.3
55.4
94.6
121.7
122.9
108
83.1
60.3
39.4
24.6
13.7
4.9
0
0
0
0
H = Precipitación de la lluvia
1
Maximo Valor = 138
Flujo Base = 10
Base esta comprendida entre los tiempos de 4 y 17
Base= 17−4 = 13
Altura = Maximo Valor − Flujo Base = 138−10
EJERCICIO # 2.−Usando los datos de precipitación y escurrimiento del ejercicio 1. Determinar una
estimación del número de curva CN de acuerdo a la metodología del SCS, con este valor determinar la lluvia
efectiva.
2
Tiempo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Precipitacion
0,9
0,9
1,6
1,9
2,2
2,2
3,8
6
5,7
2,5
1,9
1,3
1,6
P. Acumul.
0,9
1,8
3,4
5,3
7,5
9,7
13,5
19,5
25,2
27,7
29,6
30,4
32,5
Pef. Acum.
0
0
0
0
0,150778816
0,564431487
1,764829396
4,572335601
7,952008032
9,593881453
10,89464945
11,45472727
12,95691769
Pef.
0
0
0
0
0,150778816
0,413652671
1,200397909
2,807506205
3,379672431
1,641873421
1,300767993
0,560077826
1,502190416
EJERCICO #3.−Considerar una cuenca con CN=85, calcular el hietograma de lluvia efectiva correspondiente
al siguiente hietograma.
3
Tiempo
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
Precipitacion
5
8
2
42,3
25
3
10,5
5
P. Acumul.
5
13
15
57,3
82,3
85,3
95,8
100,8
Pef. Acum.
0
1,20754717
1,818181818
28,11192189
48,85764513
51,46121309
60,71163476
65,18210227
Pef.
0
1,20754717
0,610634648
26,29374007
20,74572324
2,603567954
9,250421668
4,470467516
EJERCICIO #4 Calcular el CN promedio de una cuenca con área de drenaje de 3km², siendo 2 km² de suelo
B y 1 km² de suelo C, con la siguiente ocupación:
Suelo B:
0.3 km² con calles pavimentadas y
estacionamiento
1.1 km² uso residencial, lotes de 500m²
0.6 km² áreas comerciales
Suelo C :
0.2 km² áreas residenciales, lotes de 1000 m²
0.3 km² parques y jardines en buenas condiciones
0.4 km² área preservada (bosque en buenas
condiciones)
0.1 km² calle pavimentadas y estacionamientos
Por Tablas determinamos los valores de CN para cada tipo de suelo y su caracteristica
• Calles Pavimentadas y estacionamientos = 98
• Uso residencial = 85
• Areas Comerciales = 92
• Areas residenciales = 83
• Parques y Jardines en buenas condiciones = 74
• Area Prerreservada = 70
• Calle Pavimentada y estacionamientos = 98
EJERCICIO#5 En una prueba de infiltración realizada con un infiltrómetro de 30 cm de diámetro, se
obtuvieron los datos y resultados que se citan en el Cuadro 1. Se pide:
• Una gráfica de la curva de capacidad de infiltración.
• La capacidad de infiltración inicial (f0)
• Ajustar a los datos la curva de infiltración de Horton
• Con la ecuación de Horton determinar la lamina infiltrada desde el tiempo t=0 a t=40 min.
La infiltración acumulada se puede calcular con la siguiente relación:
4
Cuadro 1: Ensayo de infiltración: suelo franco − arenoso.
Diámetro del cilindro: D=30cm
Volumen
adicionado
Tiempo en que se
infiltro volumen
(cm3)
0
278
380
515
751
576
845
530
720
(minutos)
0
2
3
5
10
10
30
30
60
Tiempo en que
Volumen
se infiltro
adicionado
volumen
(cm3)
(min)
278
2
380
3
515
5
751
10
576
10
845
30
530
30
720
60
f
(mm/h)
117.99
107.52
87.43
63.75
48.89
23.91
15.00
10.19
( f − fc )
(mm/h)
107.8
97.33
77.24
53.56
38.71
13.72
4.81
0.00
Y= 4,68 − 0,043 * X
Tiempo f
(min)
2
5
10
20
30
60
90
150
(mm/h)
A = (ð * D2)/4 =
117.99 A (cm2) = 706.86
107.52
87.43
63.75
48.89
23.91
15.00
10.19
x
(min)
1
3.5
7.5
15
25
45
75
120
y
(mm/h)
4.68
4.58
4.35
3.98
3.66
2.62
1.57
K=
23.38
5
f − fc =
f=
107.8
117.96
F = 10.19+ 107.8 * e −0.043 t
Para un t = 0 , t= 40
t= 0 F = 0
t= 40 F = 2477.18
EJERCICIO#6. En una cuenca de 30 Km2, se midieron el hietograma y el hidrograma mostrados en el
Cuadro 2. Determinar el coeficiente de escurrimiento para esta cuenca.
Cuadro 2: Precipitación y caudal medidos simultáneamente
Tiempo
(horas)
1
2
3
4
5
Precipitación
(mm)
3.07
2.79
4.45
2.2
0.6
Tiempo
(horas)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Caudal
(m3/s)
1
1
1
3
6
5
3
1
1
Ht = 18.51mm A = 30*106
Vt =
Vesd =
Coef escurr=
555300
90000
0.16
El porcentaje de escurrimiento es del 16 %
EJERCICIO #7 Desarrolle una respuesta para las siguientes preguntas
• Que significa el coeficiente de escurrimiento ?
El porcentaje de escurrimiento que ocurre
• Que tipo de mediciones de campo son necesarios para determinar el índice FI ?
Para determinar el indice FI son necesarias Mediciones de lluvia y caudal
6
• El método de Horton o el índice FI, describen mejor la infiltración cuando ocurre un evento de tormenta ?
Si, por que se aplican a capacidades de infiltraciones mayores
• Cual es la utilidad del índice FI ?
Calcular la lluvia efectiva que se va ha convertir en escurrimiento
• Asumir que ya logramos obtener la lluvia efectiva, el escurrimiento a la salida de la cuenca en términos del
caudal máximo dependerá del tipo de suelo ?
Si, por que depende de la cobertura vegetal o del tipo de asentamientos urbanos que halla en el suelo
• El método de Horton refleja la recuperación de la capacidad de infiltración cuando deja de llover ?
Refleja la variación de la capacidad de infiltración cuando llueve
• Para que tipo de situaciones se requiere representar la capacidad de infiltración cuando deja de llover y en
que caso esto no es necesario ?
Se requiere representar la capacidad de infiltración en situaciones que se necesita conocer la cantidad de agua
de escurrimiento y de agua almacenada en el subsuelo, esto para prevenir inundaciones y daños hidrológicos,
como también para beneficio, es decir para situaciones de riego, es necesario conocer la cantidad de agua
existente en el subsuelo para fines agrícolas
• Después de calcular la lluvia efectiva la transformaremos en caudal, esta transformación depende del tipo
de suelo ?
Si porque las perdidas iniciales y la infiltración están de acuerdo con el tipo de suelo
• Cual es la limitación en términos de equipos de medición que vienen a subsanar los coeficientes de
desagregación ?
Gracias a los coeficientes de desagregación, se facilita el uso de los pluviómetros en las cuencas, ya que con
ellos se pueden calcular precipitaciones en intervalos de tiempo menores a un día
Flujo Base
128
13*30
7