Hidrograma unitario sintetico
Páginas: 12 (2758 palabras)
Publicado: 8 de febrero de 2011
HIDROGRAMA UNITARIO SINTETICO
Estudios de crecientes: La importancia de la determinación de los caudales se establece en: 1. Determinar volúmenes disponibles para almacenamiento disponibles para riego, agua potable, agua industrial, turismo, actividades recreativas, etc. 2. Cuantificar los caudales mínimos, en época de estiaje, necesarios para abastecimientos de agua potable o la navegación. 3.Calcular las crecidas de un río, las alturas máximas a las que puede llegar y definir la radicación de poblaciones urbanas, construir defensas, zonificar áreas de riesgo hídrico con distintos usos del suelo asociados a esos riesgos, etc. Las características de un hidrograma ya definidas en el tema del ciclo hidrológico y en el agua en la zona no saturada del suelo, parte de la base de generada unaprecipitación, ésta puede dividirse en precipitación en exceso, e infiltración, que se traducen en los componentes del escurrimiento: superficial, subsuperficial y subterráneo, o escurrimientos directo y de base.
El análisis de hidrogramas implica separar el caudal directo y el caudal base para su consideración en el análisis del hidrograma unitario. Para ello existen distintas metodologíasbasadas en la rapidez o lentitud en que se manifiesta el escurrimiento subterráneo al aparecer el escurrimiento directo producto de una precipitación.
1
Como regla práctica se define que desde el tiempo en que aparece el caudal máximo existen una cantidad tiempo en la cuál cesa el escurrimiento directo, y relacionado al área de la cuenca. Ese tiempo se define como N = 0,8 * A^n, siendo nasimilado a un coeficiente que normalmente tiene un valor igual a 0,2 y puede tener otros valores, y A el área de la cuenca en km2.
1) Escurrimiento subterráneo rápido. 2) Escurrimiento subterráneo intermedio. 3) Escurrimiento subterráneo lento o más común. VII.1. Modelo de sistema hidrológico general Ecuación integral de continuidad: d S / d t = I –Q (1)
La cantidad de almacenamiento aumenta ydisminuye en el tiempo en base a I y Q, y sus tasas de cambio. I, dI / dt, d²I / dt², ...., Q, dQ / dt, d² Q / dt² La cantidad de almacenamiento en cualquier momento es una función de almacenamiento: 2
S = f (I, dI / dt, d²I / dt², ...., Q, dQ / dt, d² Q / dt²)
(2)
Existen 2 métodos de resolución: a) Diferenciando S y remplazando en (1) b) Diferencias finitas en t1 y t2 VII.1.2. Sistemalineal en tiempo continuo. En un sistema lineal la ecuación de almacenamiento (2) es: S = a1 * Q + a2 * dQ/dt + a3 * d²Q/dt² +......+ an * dnQ/dtn + b1 * I + b2 * dI/dt + b3 * d²I/dt² +......+ bn * dnI/dtn Los coeficientes a1, a2, a3, an,......, b1, b2, b3, bn, son constantes e invariantes en el tiempo. Diferenciando y reemplazando en (1): Q (t) = M (D) / N (D) * I (t) Representa hidrológico. elmodelo general del sistema
M (D) / N (D) = Función de transferencia del sistema. Describe la respuesta salida a una secuencia de entrada dada. Son Operadores diferenciales. VII.2. Funciones respuesta en sistemas lineales. La solución de la función de transferencia de sistemas hidrológicos, tiene dos principios básicos en operaciones de sistemas lineales: 1) Principio de Proporcionalidad: f (Q) *c = c . f (Q) 2) Principio de Superposición: Si f1 (Q) y f2 (Q) son soluciones, sumadas también son solución. VII.2.1. Función impulso respuesta En un sistema lineal la respuesta se da por la función impulso respuesta.
3
(t – t) = Tiempo de retardo desde el impulso. En una tormenta, la intensidad de precipitación I (t) y la duración dt, definen la altura de precipitación, con laescorrentía como: I (t) * u (t – t) * dt Q (t) = 0Ιt I (t) * u (t – t) * dt Integrando: Integral de convolución
En hidrología se trabaja con intervalos discretos (hietograma de lluvia), con 2 funciones adicionales: VII.2.2. Función respuesta de paso
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Una entrada de paso unitario es una entrada que pasa de 0 a 1. La salida del sistema es su función respuesta de paso unitario g(t). Con I (t) = 1...
Estudios de crecientes: La importancia de la determinación de los caudales se establece en: 1. Determinar volúmenes disponibles para almacenamiento disponibles para riego, agua potable, agua industrial, turismo, actividades recreativas, etc. 2. Cuantificar los caudales mínimos, en época de estiaje, necesarios para abastecimientos de agua potable o la navegación. 3.Calcular las crecidas de un río, las alturas máximas a las que puede llegar y definir la radicación de poblaciones urbanas, construir defensas, zonificar áreas de riesgo hídrico con distintos usos del suelo asociados a esos riesgos, etc. Las características de un hidrograma ya definidas en el tema del ciclo hidrológico y en el agua en la zona no saturada del suelo, parte de la base de generada unaprecipitación, ésta puede dividirse en precipitación en exceso, e infiltración, que se traducen en los componentes del escurrimiento: superficial, subsuperficial y subterráneo, o escurrimientos directo y de base.
El análisis de hidrogramas implica separar el caudal directo y el caudal base para su consideración en el análisis del hidrograma unitario. Para ello existen distintas metodologíasbasadas en la rapidez o lentitud en que se manifiesta el escurrimiento subterráneo al aparecer el escurrimiento directo producto de una precipitación.
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Como regla práctica se define que desde el tiempo en que aparece el caudal máximo existen una cantidad tiempo en la cuál cesa el escurrimiento directo, y relacionado al área de la cuenca. Ese tiempo se define como N = 0,8 * A^n, siendo nasimilado a un coeficiente que normalmente tiene un valor igual a 0,2 y puede tener otros valores, y A el área de la cuenca en km2.
1) Escurrimiento subterráneo rápido. 2) Escurrimiento subterráneo intermedio. 3) Escurrimiento subterráneo lento o más común. VII.1. Modelo de sistema hidrológico general Ecuación integral de continuidad: d S / d t = I –Q (1)
La cantidad de almacenamiento aumenta ydisminuye en el tiempo en base a I y Q, y sus tasas de cambio. I, dI / dt, d²I / dt², ...., Q, dQ / dt, d² Q / dt² La cantidad de almacenamiento en cualquier momento es una función de almacenamiento: 2
S = f (I, dI / dt, d²I / dt², ...., Q, dQ / dt, d² Q / dt²)
(2)
Existen 2 métodos de resolución: a) Diferenciando S y remplazando en (1) b) Diferencias finitas en t1 y t2 VII.1.2. Sistemalineal en tiempo continuo. En un sistema lineal la ecuación de almacenamiento (2) es: S = a1 * Q + a2 * dQ/dt + a3 * d²Q/dt² +......+ an * dnQ/dtn + b1 * I + b2 * dI/dt + b3 * d²I/dt² +......+ bn * dnI/dtn Los coeficientes a1, a2, a3, an,......, b1, b2, b3, bn, son constantes e invariantes en el tiempo. Diferenciando y reemplazando en (1): Q (t) = M (D) / N (D) * I (t) Representa hidrológico. elmodelo general del sistema
M (D) / N (D) = Función de transferencia del sistema. Describe la respuesta salida a una secuencia de entrada dada. Son Operadores diferenciales. VII.2. Funciones respuesta en sistemas lineales. La solución de la función de transferencia de sistemas hidrológicos, tiene dos principios básicos en operaciones de sistemas lineales: 1) Principio de Proporcionalidad: f (Q) *c = c . f (Q) 2) Principio de Superposición: Si f1 (Q) y f2 (Q) son soluciones, sumadas también son solución. VII.2.1. Función impulso respuesta En un sistema lineal la respuesta se da por la función impulso respuesta.
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(t – t) = Tiempo de retardo desde el impulso. En una tormenta, la intensidad de precipitación I (t) y la duración dt, definen la altura de precipitación, con laescorrentía como: I (t) * u (t – t) * dt Q (t) = 0Ιt I (t) * u (t – t) * dt Integrando: Integral de convolución
En hidrología se trabaja con intervalos discretos (hietograma de lluvia), con 2 funciones adicionales: VII.2.2. Función respuesta de paso
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Una entrada de paso unitario es una entrada que pasa de 0 a 1. La salida del sistema es su función respuesta de paso unitario g(t). Con I (t) = 1...
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