Precipitación efectiva

Hidrología. Lluvia. Precipitaciones. Coeficiente de escurrimiento. Caudal. Método de Horton

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  • País: Bolivia Bolivia
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HIDROLOGIA

PRACTICA # 4

PRECIPITACION EFECTIVA

EJERCICIO # 1.- En el cuadro 1 se presenta el hidrograma e hietograma de un evento ocurrido en la cuenca ZZZ, también se presentan valores de escurrimiento superficial directo obtenido por un método grafico. El área de la cuenca es de 106.7 Km.

  • determinar el coeficiente de escurrimiento.

  • Obtener la lluvia efectiva por el método del índice .

  • Tiempo

    Precipitación

    Caudal

    Esc. Superf.

    1

    0.9

    10

    0

    2

    0.9

    10

    0

    3

    1.6

    10

    0

    4

    1.9

    10

    0

    5

    2.2

    22

    11.1

    6

    2.2

    40

    28.3

    7

    3.8

    68

    55.4

    8

    6

    108

    94.6

    9

    5.7

    136

    121.7

    10

    2.5

    138

    122.9

    11

    1.9

    124

    108

    12

    1.3

    100

    83.1

    13

    1.6

    78

    60.3

    14

     

    58

    39.4

    15

     

    44

    24.6

    16

     

    34

    13.7

    17

     

    26

    4.9

    18

     

    22

    0

    19

     

    18

    0

    20

     

    16

    0

    21

     

    15

    0

    'Precipitación efectiva'

    H = Precipitación de la lluvia

    'Precipitación efectiva'

    Maximo Valor = 138

    Flujo Base = 10

    Base esta comprendida entre los tiempos de 4 y 17

    Base= 17-4 = 13

    Altura = Maximo Valor - Flujo Base = 138-10

    'Precipitación efectiva'

    'Precipitación efectiva'

    EJERCICIO # 2.-Usando los datos de precipitación y escurrimiento del ejercicio 1. Determinar una estimación del número de curva CN de acuerdo a la metodología del SCS, con este valor determinar la lluvia efectiva.

    'Precipitación efectiva'

    'Precipitación efectiva'

    Tiempo

    Precipitacion

    P. Acumul.

    Pef. Acum.

    Pef.

    1

    0,9

    0,9

    0

    0

    2

    0,9

    1,8

    0

    0

    3

    1,6

    3,4

    0

    0

    4

    1,9

    5,3

    0

    0

    5

    2,2

    7,5

    0,150778816

    0,150778816

    6

    2,2

    9,7

    0,564431487

    0,413652671

    7

    3,8

    13,5

    1,764829396

    1,200397909

    8

    6

    19,5

    4,572335601

    2,807506205

    9

    5,7

    25,2

    7,952008032

    3,379672431

    10

    2,5

    27,7

    9,593881453

    1,641873421

    11

    1,9

    29,6

    10,89464945

    1,300767993

    12

    1,3

    30,4

    11,45472727

    0,560077826

    13

    1,6

    32,5

    12,95691769

    1,502190416

    EJERCICO #3.-Considerar una cuenca con CN=85, calcular el hietograma de lluvia efectiva correspondiente al siguiente hietograma.

    'Precipitación efectiva'

    Tiempo

    Precipitacion

    P. Acumul.

    Pef. Acum.

    Pef.

    0,5

    5

    5

    0

    0

    1

    8

    13

    1,20754717

    1,20754717

    1,5

    2

    15

    1,818181818

    0,610634648

    2

    42,3

    57,3

    28,11192189

    26,29374007

    2,5

    25

    82,3

    48,85764513

    20,74572324

    3

    3

    85,3

    51,46121309

    2,603567954

    3,5

    10,5

    95,8

    60,71163476

    9,250421668

    4

    5

    100,8

    65,18210227

    4,470467516

    EJERCICIO #4 Calcular el CN promedio de una cuenca con área de drenaje de 3km², siendo 2 km² de suelo B y 1 km² de suelo C, con la siguiente ocupación:

    Suelo B:

    Suelo C :

    0.3 km² con calles pavimentadas y estacionamiento

    0.2 km² áreas residenciales, lotes de 1000 m²

    1.1 km² uso residencial, lotes de 500m²

    0.3 km² parques y jardines en buenas condiciones

    0.6 km² áreas comerciales

    0.4 km² área preservada (bosque en buenas condiciones)

     

    0.1 km² calle pavimentadas y estacionamientos

    Por Tablas determinamos los valores de CN para cada tipo de suelo y su caracteristica

    • Calles Pavimentadas y estacionamientos = 98

    • Uso residencial = 85

    • Areas Comerciales = 92

    • Areas residenciales = 83

    • Parques y Jardines en buenas condiciones = 74

    • Area Prerreservada = 70

    • Calle Pavimentada y estacionamientos = 98

    'Precipitación efectiva'

    EJERCICIO#5 En una prueba de infiltración realizada con un infiltrómetro de 30 cm de diámetro, se obtuvieron los datos y resultados que se citan en el Cuadro 1. Se pide:

  • Una gráfica de la curva de capacidad de infiltración.

  • La capacidad de infiltración inicial (f0)

  • Ajustar a los datos la curva de infiltración de Horton

  • Con la ecuación de Horton determinar la lamina infiltrada desde el tiempo t=0 a t=40 min.

  • La infiltración acumulada se puede calcular con la siguiente relación:

    'Precipitación efectiva'

    Cuadro 1: Ensayo de infiltración: suelo franco - arenoso.

    Diámetro del cilindro: D=30cm

    Volumen adicionado

    (cm3)

    Tiempo en que se infiltro volumen

    (minutos)

    0

    0

    278

    2

    380

    3

    515

    5

    751

    10

    576

    10

    845

    30

    530

    30

    720

    60

    Volumen adicionado

    Tiempo en que se infiltro volumen

    Tiempo

    f

    (cm3)

    (min)

    (min)

    (mm/h)

    A = (ð * D2)/4 =

    278

    2

    2

    117.99

    A (cm2) =

    706.86

    380

    3

    5

    107.52

    515

    5

    10

    87.43

    751

    10

    20

    63.75

    576

    10

    30

    48.89

    845

    30

    60

    23.91

    530

    30

    90

    15.00

    720

    60

    150

    10.19

    f

    ( f - fc )

    x

    y

    (mm/h)

    (mm/h)

    (min)

    (mm/h)

    117.99

    107.8

    1

    4.68

    107.52

    97.33

    3.5

    4.58

    87.43

    77.24

    7.5

    4.35

    63.75

    53.56

    15

    3.98

    48.89

    38.71

    25

    3.66

    23.91

    13.72

    45

    2.62

    15.00

    4.81

    75

    1.57

    10.19

    0.00

    120

     

    Y= 4,68 - 0,043 * X

    K =

    23.38

    f - fc =

    107.8

    f =

    117.96

    F = 10.19+ 107.8 * e -0.043 t

    Para un t = 0 , t= 40

    'Precipitación efectiva'

    t= 0 F = 0

    t= 40 F = 2477.18

    EJERCICIO#6. En una cuenca de 30 Km2, se midieron el hietograma y el hidrograma mostrados en el Cuadro 2. Determinar el coeficiente de escurrimiento para esta cuenca.

    Cuadro 2: Precipitación y caudal medidos simultáneamente

    Tiempo

    Precipitación

    Tiempo

    Caudal

    (horas)

    (mm)

    (horas)

    (m3/s)

    1

    3.07

    0

    1

    2

    2.79

    2

    1

    3

    4.45

    4

    1

    4

    2.2

    6

    3

    5

    0.6

    8

    6

    10

    5

    12

    3

    14

    1

    16

    1

    Ht = 18.51mm A = 30*106

    Vt =

    555300

    Vesd =

    90000

    Coef escurr=

    0.16

    El porcentaje de escurrimiento es del 16 %

    EJERCICIO #7 Desarrolle una respuesta para las siguientes preguntas

  • Que significa el coeficiente de escurrimiento ?

  • El porcentaje de escurrimiento que ocurre

  • Que tipo de mediciones de campo son necesarios para determinar el índice FI ?

  • Para determinar el indice FI son necesarias Mediciones de lluvia y caudal

  • El método de Horton o el índice FI, describen mejor la infiltración cuando ocurre un evento de tormenta ?

  • Si, por que se aplican a capacidades de infiltraciones mayores

  • Cual es la utilidad del índice FI ?

  • Calcular la lluvia efectiva que se va ha convertir en escurrimiento

  • Asumir que ya logramos obtener la lluvia efectiva, el escurrimiento a la salida de la cuenca en términos del caudal máximo dependerá del tipo de suelo ?

  • Si, por que depende de la cobertura vegetal o del tipo de asentamientos urbanos que halla en el suelo

  • El método de Horton refleja la recuperación de la capacidad de infiltración cuando deja de llover ?

  • Refleja la variación de la capacidad de infiltración cuando llueve

  • Para que tipo de situaciones se requiere representar la capacidad de infiltración cuando deja de llover y en que caso esto no es necesario ?

  • Se requiere representar la capacidad de infiltración en situaciones que se necesita conocer la cantidad de agua de escurrimiento y de agua almacenada en el subsuelo, esto para prevenir inundaciones y daños hidrológicos, como también para beneficio, es decir para situaciones de riego, es necesario conocer la cantidad de agua existente en el subsuelo para fines agrícolas

  • Después de calcular la lluvia efectiva la transformaremos en caudal, esta transformación depende del tipo de suelo ?

  • Si porque las perdidas iniciales y la infiltración están de acuerdo con el tipo de suelo

  • Cual es la limitación en términos de equipos de medición que vienen a subsanar los coeficientes de desagregación ?

  • Gracias a los coeficientes de desagregación, se facilita el uso de los pluviómetros en las cuencas, ya que con ellos se pueden calcular precipitaciones en intervalos de tiempo menores a un día

    Flujo Base

    128

    13*30