Download - Caudales máximos
ESCUELA POLITÉCNICA
NACIONAL
MAESTRIA EN RECURSOS
HÍDRICOS
CURSO DE HIDROLOGIA
CAUDALES MÁXIMOS
Dr. Ing. Laureano Andrade
Caudales máximosEl conocimiento de los caudales máximos de los ríos
reviste especial importancia para: Diseñar proyectos de aprovechamiento y/o control de caudales de crecida o avenidas, que pueden provocar desbordamientos e inundaciones ; para el diseño de puentes, navegación fluvial; diseño de sistemas de alcantarillado y saneamiento.
Generar planes de desarrollo, control de inundación de áreas urbanas, planificación de actividades recreativas, preservación del medio ambiente, desenvolvimiento de la vida acuática, navegación de ríos, etc.
Se tiene dos tipos de demanda de información de caudales máximos: los caudales máximos o pico; y, los hidrogramas de crecida, en los cuales interesa la forma de la avenida.
Se proponen tres procedimientos para la determinación de los caudales pico: a) aplicación del método estadístico –probabilístico; b) obtención de relaciones precipitación escurrimiento (método racional); y, c) relaciones zonales.
Caudales máximos …. • La ecuación de cálculo es:
• Se deberá analizar con ayuda del método gráfico para evaluar la
tendencia en la cola derecha (rango de valores máximos).
SkpQQp
Caudales máximos instantáneos – río Yacuambi A.J. ZamoraCaudal máximo
(m3/s)
1979 691 Junio
1980 1030 junio
1981 948 Junio
1982 869 abril
1983 802 julio
1984 1256 abril
1985 941 junio
1986 1095 abril
1987 894 junio falta marzo - abril
1988 1429 abril
1989 971 julio
1990 841 junio
1991 1321 junio
1992 1285 marzo falta abril - febrero
1993 1256 julio falta agosto - diciembre
1994 no hay datos
1995 solo septiembre - octubre
1996 solo enero
1997 falta febrero 1996 - mayo 1997
1998 no hay datos
1999 no hay datos
2000 no hay datos
2001 1557 junio falta enero - abril
2002 1061 junio falta enero
2003 1165 mayo
2004 1425 junio falta mayo
2005 1142 mayo
Fuente: INAMHI
AÑO Mes Observación
1979 691 6,5374
1980 1030 6,9376
1981 948 6,8548
1982 869 6,7673
1983 802 6,6873
1984 1256 7,1360
1985 941 6,8471
1986 1095 6,9985
1987 894 6,7957
1988 1429 7,2649
1989 971 6,8779
1990 841 6,7341
1991 1321 7,1865
1992 1285 7,1583
1993 1256 7,1360
2001 1557 7,3507
2002 1061 6,9666
2003 1165 7,0604
2004 1425 7,2620
2005 1142 7,0404
Media 1099,0 6,9800
s 235,3 0,2175
Cv 0,21 0,03
Cs 0,23 -0,16
n 20,00 20,00
Q max - caudal máximo instantáneo
AñoQmáx = X
(m3/s)ln(X)
Normal Log-normal
5 0,20 0,80 1297 1291
10 0,10 0,90 1401 1420
15 0,07 0,93 1452 1490
25 0,04 0,96 1511 1573
50 0,02 0,98 1582 1680
100 0,01 0,99 1646 1783
200 0,01 1,00 1705 1882
X - caudal máximo instantáneo anual
Se adoptan los va lores de la dis tribución log - normal , por Cs más cerca de 0
X (m3/s)p(X<Xi) p(X>Xi)
Tr
(años)
Caudales máximos ….
b) Método racional
Es la relación precipitación – escurrimiento más antigua (1851 – 1889).
El modelo toma en cuenta además del área de la cuenca la intensidad de la precipitación para una duración igual al tiempo de concentración de la cuenca (Kirpich) y un coeficiente, conocido como de escurrimiento.
Tc (min);
L (km);
Sc (m/m)
QTr = caudal máximo con período de retorno dado, (m3/s)
C = coeficiente de escurrimiento (tablas)
iTr = intensidad con período de retorno dado , (mm/h)
A = área de la cuenca, (km2)
𝑡𝑐 = 3,989𝐿0,77𝑆𝑐−0,385
𝑄𝑇𝑟 =1
3,6𝐶𝑖𝑇𝑟𝐴
Coeficientes de escurrmientoPRADOS:
Suelos arenosos planos, < 2% 0.05 0.10
Suelos arenosos medios, 2-7% 0.15 0.20
Suelos pesados planos, < 2% 0.13 0.17
Suelos pesados medios, 2-7% 0.18 0.22
Suelos pesados abruptos, > 7% 0.25 0.35
DISTRITOS COMERCIALES:
Centro de la ciudad 0.70 0.95
RESIDENCIAL:
Casas individuales separadas 0.30 0.50
Casas multifamiliares separadas 0.40 0.60
Casas multifamiliares unidas 0.60 0.75
Suburbana 0.25 0.40
PARQUES, CEMENTERIOS: 0.10 0.25
CAMPOS DE JUEGO: 0.20 0.35
CALLES
Asfaltadas 0.70 0.95
Concreto 0.80 0.95
TECHOS: 0.75 0.95
c) Relaciones zonalesMétodo de las envolventes: en este caso se relaciona el caudal
máximo de una cuenca con el área de drenaje, en la forma:
1)386.0(1303 AACq c
048.0
936.0
A
Cc = 200; envolvente mundial, Creager
Cc = 100; valor razonable
q = caudal específico, (l/s/km2)
A = área de la cuenca, (km2)
Hidrogramas de crecida
• Los hidrogramas resultantes de lluvias intensas
son formas típicas propias de cada cuenca
hidrografica, que muestran la variación del
escurrimiento directo con el tiempo.
Hidrograma
En ausencia de información hidrométrica los hidrogramas se obtienen haciendo uso de modelos numéricos. Entre los hidrogramas unitarios el método USA SCS es el de mayor uso.
Hidrogramas unitarios – principios básicos
- Área del hidrograma unitario = 1 cm * A;
- Proporcionalidad
- Superposición
- …………..
Laureano Andrade