Relación lluvia-escorrentía
relacion lluvia escorentia
calcular el coeficiente ponderado de una cuenca a la cual se determinaron las caracteristicas basicos de corbertura tipo y suelo y uso de suelo y fotografia
% area | cobertura | suelo | pendiente | CE |
60% | bosque | Semipermeable | 05% | 0.25 |
40% | cultivo | Semipermeable | 20m por cada 10 m | 0.40 |
Ce: ( 60% x 0.25) +(40% x 0.40)
100%
S=AH (desnivel) 1Km——-10000m
L ( lonquitud considerada) 10Km-—– X: 10000
S= 20m= 0.002
10000
Ce: ( 0.6 x 0.25) +(0.4% x 0.40)= 0.31
1
calcular el caudal maximo para un area de 135 hectareas con una intensidad de lluvia de 24 milimetros horas para las condiciones de cuenca de la parte del problema anterior
Área hectá | cobertura | suelo | pendiente | CE |
110 | bosque | Semipermeable | 05% | 0.25 |
25 | cultivo | Semipermeable | 20m por cada 10 m | 0.40 |
Ce: ( 110x 0.25) +(25 x 0.40)= 0.28
135
S=AH (desnivel) 1Km——-10000m
L ( lonquitud considerada) 10Km—— X: 10000
S= 20m= 0.002
10000
Qmax= C I A=
360
Qmax: 0.28 x24 x135 =2.52 m3/s
360
C= coeficiente de ecureccion
T: intencidad de lluvia (mm/h)
A: area de un superficie (hectarea)
calcular el TC tiempo de concetracion de una cuenca la longuitud max es de 1132 m la pendiente es de 2.5 % y la duracion de la lluvia es de 35 min
Lmax: 112 m
S: 2.5%= 0.025
K: 1132 = 7159.39
Tc= 0.0256 (7159.39)0.77= 23.80 minuto
23.80 minutox(1 hora/ 60 minuto)= 0.40 horas
modelo probabilistico de gumbel power
calcular la probabilidad de que se genere una lluvia de 32 milimetro de magitud ( datos son de una estacion metereologica de lluvia duracion 1 hora)
años | minuto |
2001 | 55 |
2002 | 46 |
2003 | 32 |
2004 | 30 |
2005 | 46 |
2006 | 29 |
2007 | 55 |
2008 | 36 |
2009 | 41.12 |
X media: 41.12 δ desviacion: 10.08
mode 3-1 chip 1 -5 2media 4 desviacion
b:1/ 0.7796x δ x(x-media+( 0.45 x δ))
b 1/0.7796×10.08 x(32 – 41.12 +(0.45 x 10.08))= -0.5833272252
P: 1-e-e-
P: 1-e– e-(-0.5833272252)
p: 0.8334 x 100= 83.34%
calcular la lamina de lluvia maxima utilizada en erl modelo probabilistico garbel power ( la frecuencia a considerar 2 años)
años | Hora/minu |
1 | 50 |
2 | 49 |
3 | 24 |
4 | 42 |
5 | 62 |
6 | 107 |
7 | 43 |
8 | 43 |
media: 52.5
desviacion estandar: 24.44
P:1/F
P: 1/2años= 0.5
b: – ln(-ln (1-P)):
b: – ln(-ln (1-0.5))= 0.3665129206
b:1/ 0.7796x δ x(x-media+( 0.45 x δ))
0.3665129206= 1/0.7796 x 24.44 x (x-52.5 +(0.45×24.44))
x: 48.58
intensidad duracion y frecuencia
determinar el modelo de intensidad duracion y frecuencia en funcion de los registro de lluvia de duracion 1-3-6-912-24 horas que se realizo en la estacion metereologica
años | 1hora | 3 horas |
1 | 50 | 92 |
2 | 49 | 67 |
3 | 24 | 29 |
4 | 42 | 54 |
5 | 62 | 102 |
6 | 107 | 141 |
7 | 43 | 72 |
Para 1 hora | Para 3 horas | |
media | 53.86 | 79.57 |
Desviación estándar | 26.07 | 36.19 |
Calculamos P
P: 1/F
P: 1/2= 0.5 P: 1/5= 0.2 P: 1/10= 0.1 P: 1/25= 0.0.04
P: 1/50= 0.02 P: 1/100= 0.01
Calculamos b
ln(-ln(1-p))=
ln(-ln(1-0.5))=0.3665129206
ln(-ln(1-0.2))=1.499939987
ln(-ln(1-0.1))=2.250367327
ln(-ln(1-0.04))=3.198534261
ln(-ln(1-0.02))=3.9019388658
ln(-ln(1-0.01))=4.600149227
Calcular Xi para 1 hora
Xi= b x 0.7796 x δ + media -0.45x δ
Xi= 0.3665129206x 0.7796 x 26.07 +53.86 -0.45x 26.07
Xi= 49.57
Xi= 1.499939987x 0.7796 x 26.07 +53.86 -0.45x 26.07
Xi= 72.62
Tita/f | 1 hora | 3 horas |
2 | 49.57 | 73.63 |
5 | 72.62 | 105.61 |
10 | 87.87 | 126.78 |
25 | 107.14 | 153.54 |
50 | 121.44 | 173.39 |
100 | 135.63 | 193.09 |
73.63 /3 horas= 24.54
105.62/3 horas= 35.20
Tita/f | 1 hora | 3 horas |
2 | 49.58 | 24.54 |
5 | 72.62 | 35.20 |
10 | 87.87 | 42.26 |
25 | 107.14 | 51.18 |
50 | 121.44 | 87.80 |
100 | 135.63 | 64.36 |
modelo I-D-F
funcion estadistica
mode 3 -7 X: horas y: frecuencias
X | Y |
1 | 49.57 |
3 | 24.54 |
6 | 14.47 |
9 | 10.12 |
12 | 7.63 |
24 | 4.25 |
A: K: 53.85 formula: I= K x titab
B: b: -0.78
I2= 53.85 x tita-0.78 frecuencia en 2 años
A: K: 78.27
B: b: -0.78
I5= 78.27 x tita-0.78 frecuencia en 5 años
modelo difinitivo
X | Y |
2 | 53.85 |
5 | 78.27 |
10 | 94.49 |
25 | 114.52 |
50 | 130.30 |
100 | 145.07 |
mode 3 – 7 chip1- 7 a:k B:b
A=k: 50.00
B: a: 0.245
I: K x Fa x tita sumatoria (-0.78 se le saca la media)
I: 50.00 x F0.245 x tita -0.78
calcular el caudal maximo con el metodo racional considerando que la longuitud maxima es de 1200 metros y la cota mayor es de 632 MSNM y cota baja es de 515 y utilizaron el modelo I-D-F obtenido en el ejercicio anterior pra una frecuencia de 13 años
Superficie m2 | Tipo de suelo | Tipo de cobertura | pendiente | Ce |
10405 | Semiperme | Bosque | 1.5 | 0.25 |
32771 | Semiperme | Pasto | 0.2 | 0.35 |
1040 | impermeab | Casa rural | 0.4 | 0.60 |
AH: cota mayor – cota menor/ longitud máxima
AH: 632-515/ 1200= 0.0975
TC: 0.0256 x(1200/raiz0.0975)0.77: 14.74 minutos
14.74 minutos x(1 hora/ 60 minuto) = 0.25 horas
Qmax= C xI xA=
360
Transformar m2 a hectáreas
10000 m2 —-1 hectárea
10405 m2 —–X 1.04
Ce: (1.04 x 0.30) +(3.28 x 0.35)+(0.10 x 0.60)= 0.3439
4.42
I= 50.00 X F0.245 x tita -0.78
I= 50.00 X 13años0.245 x 0.25 horas-0.78
I= 276.37
calacular el Qmax de una cuenca de 100 hectareas Ce: 0.25 Tc 32 minutos y la frecuenia de 75 años
Tc: 32 minutos
32 minutosx (1 hora/ 60 minuto): 0.53 horas
I= 50.00 X F0.245 x tita -0.78
I= 50.00 X 75años0.245 x 0.53 horas-0.78 = 236.38 mn/h
Qmax= C xI xA =
360
Qmax= 0.25 x 236.28 x100= 16.41 m3/s
360
los caudales max anuales de una pequeña cuenca puede ser analizados por la distribucion tipo gumbell el Qmax 7400 l/s con una desviacion estandar 480 calcular
Qmax esperado una vez cada 30 años
b=-ln(-ln(1-1/f))=
b=-ln(-ln(1-1/30))=3.384294493
Xi= b x 0.7796 x δ + media -0.45x δ
Xi= 3.384294493 x 0.7796 x 4.80 +7400 -0.45x 480= 84500.59
cada cuantos años se espera que el Qmax sea igual o superior a 8.4m3/s
8.4m3 x1000= 8400
P= 1/F F=1/p
b:1/ 0.7796x δ x(x-media+( 0.45 x δ))=
b:1/ 0.7796x 480 x(8400-7400+( 0.45 x 480))= 3.249112907
la probabilidad que un caudal 9500L7s suceda a la los 4 años sucesivos
J: 1-(1-P)N
b:1/ 0.7796x δ x(x-media+( 0.45 x δ))=
b:1/ 0.7796x 480 x(9500-7400+( 0.45 x 480))= 6.188277543
P: 1-e-e-
P: 1-e-e-(6.188277543)
J= 1-(1-0.002051253832)4
J: 0.0081 x 100= 0.81%
agotamiento
calcular la ecuacion de agotamiento de un rio se le realizo un aforo en el inicio del periodo de agotamiento cuyos valores fue de 0.332 m3/s transcurido 5 dias se aforo nuevamente dando como resultado un caudal de 0.0251 m3/s
datos
5 dias
T0: 0.332 m3/s
T5: 0.0251m3/s
Qt= Qo x e-kt
0.251/0.332= e– k(5)
-ln (0.2510.332)= -K5
-ln(0.76)=-K5
K= -ln 076/5: 0.056
Qt: 0.332x e-.0.056 T
calcular el caudal a los 32 dias despues de iniciado el agotamiento
T32 dias
Qt: 0.332x e-.0.056 T
Qt: 0.332x e-.0.056 (32)
QT: 0.055m3/s
calcular la ecuacion de agotamiento de un rio dondo el primer aforo dio como resultado 0.025 m3/s y a los 10 dias despues de iniciado el agotamiento el caudal obtenido fue 0.021 m3/s
Qt= Qo x e-kt
0.021/0.025= e– k(10)
-ln (0.021/0.025)= -K10
-ln(0.84)=-K5
K= -ln 0.84/10: 0.017
Qt: 0.332x e-.0.017 T
con la ecuacion de agotamiento obtenido calcular
el caudal a los 80 dias
Qt: 0.332x e-.0.017 T
Qt: 0.332x e-.0.017 (80)
QT: 6.41 x10-3 m3/s
el volumen de almacenamiento entre 30 y 60 dias
V: Q/K x(e-k(ti) -e-k(t2)) x86400
V: 0.025/0.017 x( e-k(30) -e-k(60)) x 86400= 30481.49291
el caudal promedio entre 30 y 60
volumen/tiempo 1 dia: 86400 x 30: 259200
C30= 30481.492091m3/259200s= 0.012 m3/s
que es coeficiente de escorentia: eu indice o promedio que permite conocer que tantos de lo que se precipita se transforma en escorentia
aforo: es una medicion de la cantidad de agua expresada en volumen por unidad de tiempo
caudal maximo: para aplicar los metodos se requiere de la siguiente informacion
que llueva de forma intanstanea y simultanea en toda la superficie de la cuenca
que la duracion de la precipitacion teanga un valor igual al tiempo de concetracion
que es tiempo de concetracion: es el lapso que tiende la particulas de agua en permanecer desde el punto hidraulicamente mas desfavorable hasta el punto de aforo
hidrologia aplicada : esta relacionada con aquellas areas de la hidrologia que tienen que ver con el diseño y operacion de proyectos de ingeneria para el control y aprovechamiento del agua
objetivo de los estudio hidrologicos
determinar el reguimen climatologico
analizar los caudales de las corientes en los tramos de interes( el aforo)
calcular los caudales maximos
determinar la magnitud y composicion de los sedimentos
recoleccion de informacion:
cartografia
hidrometereologia
sedimentos
uso de la tierra
monografia y estudio regionales
hidrometereologia
lluvia totales anuales
lluvia maxima diaria
temperatura media mensual
humedad relativa
caudal medio diario
caudal maximo intastaneo
clima y precipitacion
se considera la precion y la temperatura como variables mas importante
la localizacion geografica del area y mapas generales de la region permite estimar la lluvia media anual y sus temperaturas mensuales
magnitud y frecuencias de los crecimiento para cuencas con informacion confiable
estudio de de frecuencias y duracion
un hidrograma: es la representacion grafica del caudal en el tiempo
tiempo de conectracion: depende de la longuitud maxima y la velocidaque abquieren dentro del cause
para aplicar los estudios de las regiones se requiere de la siguiente informacion basica
caracteristica de una cuenca vertical: uvicacion geografica, delimitar el area, longuitud de corriente, pendiente del terreno
lluvia de diseño: intensidad, duracion y frecuencia
que es ciclo hidrologico: es el ciclo initerupindo del agua en sus diferentes fases liguido solido gaseoso
que es precipitacion: s una parte importante del ciclo hidrológico, responsable del depósito de agua dulce en el planeta y, por ende, de la vida en nuestro planeta, tanto de animales como de vegetales, que requieren del agua para vivir. La precipitación es generada por las nubes, cuando alcanzan un punto de saturación; en este punto las gotas de agua aumentan de tamaño hasta alcanzar el punto en que se precipitan por la fuerza de gravedad
escurrentia que hace referencia a la lámina de agua que circula sobre la superficie
La infiltración es el proceso por el cual el agua en la superficie de la tierra entra en el sueloy Si la tasa de precipitación excede la tasa de infiltración, se producirá escorrentía
factores que influyen en la escorentia superficial
intensidad de la lluvia, precipitacion antecedente,area, permeavilidad del suelo, factores biologicos, duracion de la precipitacion
hietograma: lluvia verso tiempo
tipos de rios
rios influyente cuando el caudal que circula en cauce ingresa alimenta la zona freatica cercano a el
rios enfluente: recibe agua de los niveles freaticos por lo cual pasa el cause o coriente del cuerpo de agua
estiaje es el periodo de tiempo que dura un rio con los niveles mas bajo del caudal que suceden en ciertas epocas de años por causas de seguia
curava dea gotamiento: es el fenomeno de agotamiento de un rio en ausencia de preciptacion que puede simularce en la disminucion del caudal que ocurre cuando un recipiente contienendo un volumen conocido drenado por intermedio de un tubo conteniendo un elemento poroso