Calculo de caudales de avenidas

TRABAJO Nº 2 |
CÁLCULO DE LOS CAUDALES DE AVENIDAS |
|
|
FERMÍN BAZO DE LA VEGA |
|
|
|

En este segundo trabajo partiremos de la misma cuenca que realizamos para el anterior, la cual la dividiremos en tres regiones o áreas cada una con unas determinadas características detalladas posteriormente. También hemos dibujado en la cuenca el río que la atraviesa, con sus cotas de lospuntos inicial y final, y para el cual calcularemos el caudal de avenidas, así como realizaremos una obra de fábrica de sección cuadrada y comprobaremos finalmente cual es la velocidad obtenida.
Los métodos desarrollados para calcular dicho caudal vienen detallados en las instrucciones 5.1-IC y 5.2-IC sobre drenaje publicadas a fechas de 21/6/65 y 15/5/90 respectivamente. Desarrollaremos primero elmétodo por la instrucción antigua y posteriormente por la instrucción moderna; siendo esta último el elegido para efectuar la obra de fábrica que nos exigen.
La cuenca utilizada para este trabajo se muestra a continuación:


CÁLCULO DEL CAUDAL DE AVENIDAS EN UNA OBRA PÚBLICA SEGÚN EL MÉTODO DE CARRETERAS ANTIGUO.
La expresión de este método racional para calcular el caudal es la siguiente:Q=C*I*A360
En donde:
Q es el caudal máximo previsible en la sección del desagüe en estudio, en m3/s.
I es la intensidad de lluvia máxima previsible para un periodo de retorno dado en mm/h. corresponde a una precipitación de duración igual al tiempo de concentración.
C es el coeficiente de escorrentía de la cuenca, que ya hemos calculado.
A es la superficie de la cuenca en hectáreas (Ha).
Como hemosindicado anteriormente dividimos la cuenca en tres regiones, indicando las características de cada una:
Características de cada área | A1 | A2 | A3 |
Relieve | Accidentado (30) | Ondulado (20) | Llano (10) |
Permeabilidad | Bastante impermeable [arcilla](15) | Bastante Permeable (10) | Muy permeable [arena](5) |
Vegetación | Poca (15) | Bastante (10) | Mucha (5) |
Capacidad de almacenaje deagua | Poca (15) | Bastante (10) | Bastante (10) |
Áreas (km2) | 17,334 | 26,604 | 14,062 |

A continuación lo que calcularemos será el coeficiente de escorrentía C, para ello necesitamos calcular el valor de K obtenido al sumar los números que hay entre paréntesis que nos llevará a un determinado C en cada área. El área total de la cuenca es de 58km2. Después mediante una media ponderadacalcularemos el valor final C de toda la cuenca.
Características de cada área | A1 | A2 | A3 |
K | 75 | 50 | 30 |
Coeficiente de escorrentía C | 0,65 | 0,5 | 0,35 |

C=CA1*SA1+CA2*SA2+CA3*SA3ST=0,65*17,334+0,50*26,604+0,35*14,06258,000= 0,508

Antes de hallar la intensidad de aguacero It es necesario calcular el tiempo de concentración T.
Tc= 0,3* LJ0,250,76
Siendo L la longitud del río: 12,5 Km yJ la pendiente media del río calculada a través de la expresión:
J=H1-H2L=343,75-30012.500 =0,0035
Tc= 5,98962 horas*60= 359,3777minutos

Es necesario también que calculemos Ih:
IH=9,2378*I24=9,2678*165,01124=63,7203mm/h
Ahora calcularemos It:
IT=9,25*IH*T-0,55=9,25*63,7203*359,3777-0,55=23,1668mm/h
Por último, y a través de la expresión inicial, calcularemos el caudal, indicando que el áreaen hectáreas son 5800:
Q=C*I*A360=0,508*23,1668*5800360=189,7799m3/s

CÁLCULO DEL CAUDAL DE AVENIDAS EN UNA OBRA PÚBLICA SEGÚN EL MÉTODO DE CARRETERAS ACTUAL.
En este caso la expresión que nos permitirá calcular el caudal será la siguiente, aunque de la misma manera que en la anterior desarrollaremos cada incógnita de manera independiente y detallada:
Q= C*A*IK
Indicar que K es un factor quedepende de las unidades en que se exprese el área.
De la misma forma que antes para calcular el nuevo coeficiente de escorrentía tendremos que determinar las características de cada área para determinar Po y posteriormente realizar la media ponderada de cada uno de los coeficientes obtenidos.

En este caso la expresión que nos da el coeficiente C es la siguiente:
C=Pd P0-1Pd P0+23PdP0+112
Donde...