Hidrograma unitario

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HIDROGRAMA UNITARIO

El método del hidrograma unitario es uno de los métodos utilizados en hidrología, para la determinación del caudal producido por una precipitación en una determinada cuenca hidrográfica.

Si fuera posible que se produjeran dos lluvias idénticas sobre una cuenca hidrográfica cuyas condiciones antes de la precipitación también fueran idénticas, sería de esperarse que loshidrogramas correspondientes a las dos lluvias también fueran iguales. Esta es la base del concepto de hidrograma unitario. En la realidad es muy difícil que ocurran lluvias idénticas; esta pueden variar su duración; el volumen precipitado; su distribución espacial; su intensidad.

Un hidrograma unitario es un hidrograma (Q = f (t)) resultante de un escurrimiento correspondiente a un volumenunitario (1 cm de lluvia por la cuenca) proveniente de una lluvia con una determinada duración y determinadas características de distribución en la cuenca hidrográfica.
 
Se admite que los hidrogramas de otras lluvias de duración y distribución semejantes presentarán el mismo tiempo de base, y con ordenadas de caudales proporcionales al volumen de fluido. Se puede construir un hidrograma unitario apartir de los datos de precipitación y de caudales referentes a una lluvia de intensidad razonablemente uniforme y sin implicaciones resultantes de lluvias anteriores o posteriores.

El primer paso es la separación del escurrimiento subterraneo del escurrimiento superficial directo. Se calcula el volumen defluido (representada por el área ABCD de la figura) y se determinan las ordenadas delhidrograma unitario dividiendo las ordenadas del hidrograma directo, por la altura de escurrimiento distribuido sobre la cuenca, hdistribuido, expresado en cm. El hidrograma unitario resultante corresponde al volumen de un centímetro de escurrimiento. El paso final es la selección de la duración específica de una lluvia, con base en el análisis de los datos de la precipitación. Períodos de bajaintensidad de precipitación en el comienzo y al final dela lluvia deben ser despreciados, ya que no contribuyen sustancialmente al escurrimiento.

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 metodologías basadas en la rapidez o lentitud en que se manifiesta el escurrimientosubterráneo al aparecer el escurrimiento directo producto de una precipitación.

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 n asimilado a un coeficiente que normalmente tiene un valor igual a 0,2 y puede tenerotros valores, y A el área de la cuenca en km2.

Postulados básicos

Sherman en 1932 presentó al hidrograma unitario como una herramienta para
estimar la forma del hidrograma resultante de una precipitación.

El hidrograma elemental es el razonamiento que utiliza Sherman para alcanzar el
hidrograma unitario, y establece condiciones de un área pequeña e impermeable, donde cae una lluvia deintensidad constante.

Para igualar la descarga y el aporte de la lluvia, se necesita un tiempo infinito. En la realidad esto no ocurre, encontrando las ramas ascendente y descendente sus límites rápidamente.

El concepto del hidrograma unitario se basa en considerar que el hidrograma de salida de una cuenca pequeña es la suma de los hidrogramas elementales de todas las subáreas de la cuenca,modificados por el viaje por la cuenca y el almacenamiento en los cauces. Como las características físicas de la cuenca –tamaño, forma, pendiente- son constantes, se consideran similares las formas de los hidrogramas resultantes de tormentas con características similares. Esto es lo que se considera la esencia del hidrograma unitario de Sherman.
El hidrograma unitario es un hidrograma típico de...
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