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Método racional (hidrología) 1Coeficiente de escurrimiento 2Tiempo de concentración 3

ReferenciasFuentes y contribuyentes del artículo 5

Licencias de artículosLicencia 6

Método racional (hidrología) 1

Método racional (hidrología)El método racional se utiliza en hidrología para determinar el Caudal Instantáneo Máximo de descarga de unacuenca hidrográfica.La fórmula básica del método racional es:

Donde:

= Caudal máximo expresado en m3/s= Coeficiente de escurrimiento (o coeficiente de escorrentía) ver tabla con valores numéricos en ese

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= Intensidad de la precipitación concentrada en m/s en un período igual al tiempo de concentración tc= Área de la cuenca hidrográfica en m2.

Donde:= Intensidad de la precipitación en m/s= Tiempo de concentración en segundos (Ver http:/ / es. wikipedia. org/ wiki/

Tiempo_de_concentraci%C3%B3n)= Tiempo durante el que se midió la Intensidad de la precipitación en segundos

Esta fórmula empírica, por su simplicidad, es aun utilizada para el cálculo de alcantarillas, galerías de aguaspluviales, estructuras de drenaje de pequeñas áreas, a pesar de presentar algunos inconvenientes, superados porprocedimientos de cálculo más complejos. También se usa en ingeniería de carreteras para el cálculo de caudalesvertientes de la cuenca a la carretera, y así poder dimensionar las obras de drenaje necesarias, siempre que la cuencavertiente tenga un tiempo de concentración no superior a 6 horas.

ReferenciasEngenharia de recursos hídricos. Linsley & Franzini Edición de la Universidad de San Paulo. Brasil

Coeficiente de escurrimiento 2

Coeficiente de escurrimientoSe entiende por coeficiente de escurrimiento a la relación entre la lámina de agua precipitada sobre una superficie yla lámina de agua que escurre superficialmente, (ambas expresadas en mm).

Donde:= Precipitación (en mm)= Lámina escurrida (en mm)

El valor del parámetro k varía mucho en función del tipo de uso del suelo. En el cuadro siguiente se presentanalgunos valores generalmente aceptados para precipitaciones de larga duración.

Característica del área Valor de k

Residencial urbano - Casas unifamiliares 0.30

Residencial urbano - Apartamentos con jardines 0.50

Comercial e industrial 0.90

Forestada (dependiendo del suelo) 0.05 - 0.20

Parques, prados, terrenos cultivados 0.05 - 0.30

Pavimentadas con asfalto u hormigón 0.85 - 1.00

Terreno saturado por lluvias prolongadas 1.00

Observando estos valores determinados por medio de ensayos de campo, se puede apreciar fácilmente por qué ladestrucción de los bosques y la urbanización provocan crecidas mucho mayores.

ObservaciónDebe corregirse la ecuación del coeficiente de escurrimiento, pues éste es la relación entre el caudal que escurresobre el caudal precipitado (que siempre es mayor por las pérdidas que se presentan durante el escurrimiento, comoson la infiltración y la evaporación), lo que hace que el coeficiente de escurrimiento sea siempre menor que launidad. A mayores pérdidas del caudal precipitado, menor será el coeficiente de escurrimiento, y viceversa. Por lotanto:

ReferenciaLinsley & Franzini. Engenharia de recursos hídricos. Sao Paulo: Universidad de San Paulo

Tiempo de concentración 3

Tiempo de concentraciónEl tiempo de concentración t

c de una determinada cuenca hidrográfica es el tiempo necesario para que el caudal

saliente se estabilice, cuando la ocurrencia de una precipitación con intensidad constante sobre toda la cuenca.[1]

Para áreas pequeñas, sin red hidrogáfica definida, en las cuales el escurrimiento es laminar en la superficie, Izzard[2]

dedujo la siguiente expresión para determinar el tiempo de concentración tc:

Donde:= tiempo de concentración en minutos= longitud en metros del cauce principal= Coeficiente de escurrimiento, ver tabla de valores numéricos en este artículo= intensidad de precipitación en mm/h= coeficiente que se define en la expresión a continuación:

Donde:= pendiente media de la superficie= coeficiente de retardo función del tipo de superficie (ver tabla a continuación)

Tipo de superficie Valor de Cr

Asfalto lizo y acabado 0.007

Concreto 0.012

Macadam asfáltico 0.017

Suelo limpio sin vegetación 0.046

Vegetación rastrera densa 0.060

Las fórmulas empíricas descritas arriba solo son aplicables cuando: [3][4]

El tiempo de concentración de una cuenca hidrográfica pequeña será igual a la suma del mayor tiempo deescurrimiento laminar superficial con el mayor tiempo de escurrimiento en el alveo fluvial que se constate encualquier lugar de la cuenca.El tiempo de escurrimiento en el alveo se considera, en general, como el alveo de mayor longitud dividido por lavelocidad media del agua en el cause, una vez que éste esté prácticamente lleno.Cuando los caudales del escurrimiento superficial, laminar (en el suelo) o fluvial (en el alveo) aumenta, las profundidades también aumentan. Al aumentar la profundidad, una cantidad de agua es temporalmente almacenada, hasta que el caudal disminuye y el sistema se vacía progresivamente. Para llegarse a una situación de equilibrio hasta que se haya "llenado" el sistema. El proceso es análogo al que se da en el llenado de un barril, que tiene un agujero en el fondo, con un caudal constante de entrada. El barril se ira llenando hasta que el caudal que sale por el agujero, (el cual es función de la altura de agua dentro del barril) sea igual al caudal que entra. Si aumentamos el tamaño del agujero, el punto de equilibrio se alcanzará con el barril más lleno, y por lo tanto demorará más tiempo para alcanzarse el equilibrio. Si el diámetro del barril se aumenta se requerirá más tiempo para alcanzar la profundidad de agua en él que nos del caudal de equilibrio. Por analogía, cuando el área de drenaje aumenta, también aumenta el tiempo necesario para alcanzar la condición de equilibrio en los diversos cauces, y por otra parte al aumentar el tiempo aumenta también la probabilidad de que la lluvia no mantenga su intensidad más o menos constante. Todos

Tiempo de concentración 4

estos factores hacen que la precisión de las ecuaciones reportadas arriba disminuya. Por esta razón estas expresionesdeben ser utilizadas con restricciones para áreas de drenaje mayores a 4 ha.

Referencias[1] Ray K.Linslet & Joseph B. Franzini. Engenharía de Recursos Hídricos. Eb. McGraw-Hill do Brasil. 1978[2][2] Izzard,C.F. - Hydraulics of Runoff from Developed Surfaces, Proc.Highway Res, Board. Vol. 26.pp.129-150, 1946.[3][3] Hay muchas ecuaciones que aproximan el valor de este tiempo de respuesta característico de una cuenca, por ejemplos: KIRPICH 1940,

California Culverts Practice (1942), Izzard (1946), Federal Aviation Administration (1970), Morgali y Linsley (1965), SCS (1975, 1986), etc.[4][4] En España, la ecuación más empleada es la que figura en la Orden de 14 de mayo de 1990, por la que se aprueba la instrucción de carreteras

5.2-IC «Drenaje superficial» (BOE núm. 123, de 23 de mayo de 1990) y que dice así: Tc = 0,3 * [(L/J^0.25)^0,76]. No obstante, esta ecuaciónsirve para un caso particular como describe la Instrucción y admite otras vías para su estimación.

Véase también:

•• Método racional (hidrología)•• Método del hidrograma unitario

Fuentes y contribuyentes del artículo 5

Fuentes y contribuyentes del artículoMétodo racional (hidrología)  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=64260215  Contribuyentes: Alfredobi, Espilas, Franciscocedeno3, GRHugo, 9 ediciones anónimas

Coeficiente de escurrimiento  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=64923637  Contribuyentes: Alfredobi, Correogsk, FRZ, Feministo, GermanX, Jkbw, Kaornega, Matdrodes,Pedro71, Tano4595, Urdangaray, 9 ediciones anónimas

Tiempo de concentración  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=59553095  Contribuyentes: Alfredobi, Diegusjaimes, FRZ, Matdrodes, Pedro71, Xosema, 6 ediciones anónimas

Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 6

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