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

   j8jg53gIwbhuHwaWUwVaSvZSHSeFcIxsIXBsPIhw  

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