calculo de escorrentia superficial

HIDRAULICA

ING. DANIEL DIAZ PEREZ

CALCULO DE ESCORRENTIA SUPERFICIAL DEUNA CUENCA USANDO LA FORMULARACIONALUSANDO LA FORMULA RACIONAL

Este ejemplo representa una pequeña cuenca hipotética en una zonamontañosa .

A) ¿Cuál es la cantidad de escorrentía (descarga)de la cuenca dibujadaabajo?

B) ¿Cuál es la descarga de esta cuenca después de cortaraproximadamente 50% del bosque?

Figura 4.3.4 Esquema de una cuenca hidrográfica

Los pasos para calcular la Escorrentía de una Cuenca:

Paso # 1 Determinar el coeficiente (C) de escorrentía para un bosquede un área con pendiente moderada.

Paso # 2 Determinar el área de la cuenca

Paso # 3 Determinar el cambio( ) de elevación y el longitud de vía deagua.

Paso # 4 Determinar el tiempo de concentración del flujo.

Paso # 5 Determinar la intensidad de lluvia para el tiempo deseado(como 2,5,10 o 25 años) y por el tiempo de concentración de lluviacalculado en el Paso # 4.

Paso # 6 Determinar la descarga con la Formula Racional.

Solución para Pregunta A

Paso # 1 Usando la Tabla 4.3.1 , el coeficiente C de escorrentía para unbosque de un área con pendiente moderada es igual a 0.15.

Paso # 2 Usando el esquema de la cuenca , el ancho es 450 m y la longitud es de 1700 m , el área de la cuenca es igual a :

Paso # 3 Usando el esquema de la cuenca la elevación máxima es de 1620 m y la elevación mínima es 1500 m , pues el de elevaciones igual a :

Paso # 4.Mediante calculo analítico FORMULA DE KIRPICH: determino el tiempo de concentración(Tc):

Tc = 0.0195 ( L /H) Datos: Tc = 0.0195( 1700 / 120) = 17.5 minutos.

Paso # 5 Intensidad de lluvia es igual de 75 mm / hora.

Paso # 6 Usando la Formula Racional la solución es :

Solución para la pregunta B:

Paso # 1 Usando la tabla 4.3.1 , el coeficiente C de escorrentía parauna cuenca con mucha pendiente después de cortaraproximadamente 50 % del bosque es igual a 0.40.

Paso # 2 Igual a paso # 2 , de pregunta A .

Paso # 3 Igual al paso # 3 , de la pregunta A.

Paso # 4 Igual al paso # 4 , de la pregunta A .

Nota :Como hay menos vegetación , es posible que el tiempo de conconcentración sea menor.

Paso # 5 Igual a paso # 5 de la pregunta A.

Paso # 6 Usando la Formula Racional la solución es :

CALCULO DE ESCORRENTIA SUPERFICIAL DE UN AREA DEDRENAJE DE UN CAMINO RURAL USANDO LA FORMULARACIONAL.

Para este ejemplo, se tomo una sección hipotética de la parte interna de un camino (cuenca de talud y camino ) en Quetzalnango, Guatemala.

1.- ¿Cuál es la cantidad de escorrentía del tramo del camino rural en el siguiente dibujo?

Los pasos para calcular la escorrentía de una “Cuenquita”

Paso # 1 Determinar el coeficiente (C) de escorrentía para la superficie de un camino rural con suelo compactado y duro.

Paso # 2 Determinar el area de la “cuenquita”.

Paso # 3 Determinar el cambio de elevacion y la longitud de via del agua.

Paso # 4 Determinar el tiempo de concentracion de lluvia ( ).

Paso # 5 Determinar la intensidad de lluvia para el tiempo deseado (como 2,5,10 o 25 años)por el tiempo de concentracion de lluvia calculado en el Paso # 4.

Paso # 6 Determinar la descarga con la Formula Racional.

Solución a la Pregunta

Paso # 1 Usando la Tabla 4.3.1 , el coeficiente C de escorrentía para uncamino rural con suelo compactado y duro es igual a 0.70.

Paso # 2 Usando el esquema del camino rural , el ancho es 6m y lalongitud es 150 m , entonces el área de la cuenca es igual a :

Paso # 3 Usando el esquema del camino rural, el camino de laelevación es calculado así:

Paso # 4 Usando la Figura 4.3.1 , para altura de 7.5 m y longitud de 150 m el tiempo de concentracion es igual a 3 minutos . (Típicamente se usa un tiempo de concentracion mínimo de 5 minutos) .

Paso # 5 Usando la figura 4.3.2 , para frecuencia de 25 años y tiempo de concentracion de 5 minutos la intensidad de lluvia es igual a 155 mm/ hora.

Paso # 6 Usando la Formula Racional la solución es :

Gracias…