Caudales maximos
Páginas: 5 (1016 palabras)
Publicado: 15 de noviembre de 2011
Metodologías de estimación de caudales maximos
De acuerdo al Decreto Municipal 339 de 1990 que reglamenta las normas mínimas para el diseño y construcción de obras hidráulicas en el Área Metropolitana, es necesario calcular los caudales máximos para varios eventos de lluvia con períodos de retorno (2.33, 5, 10, 25, 50 y 100 años), utilizando los métodos usuales de transposición de lluvia aescorrentía: Williams & Hann y Método Racional, en este estudio se considerarán además el Método del N.R.C.S. y el Método Geomorfoclimático.
- Método Racional
El método Racional, (Mulvaney, 1851) es el más comúnmente usado por los ingenieros, y que da buenos resultados en cuencas pequeñas.
[pic]
Donde:
QP : Caudal pico (m3/s)
C : Coeficiente de Escorrentía ponderadoI : Intensidad (mm/h)
A : Área de la Cuenca (Km2)
Algunos valores típicos del Coeficiente de Escorrentía en Función del Tipo de Área se presentan a continuación.
Tabla 6. Valores para los Coeficientes de Escorrentía (O.P. del Departamento)
|Cobertura |Tipo de suelo |Condición de Pendiente ||Vegetal | | |
| |Pronunciada | |Alta | |Media | |Suave | |Despreciable | | | | |50% | |20% | |5% | |1% | | | |Impermeable |0,8 | |0,75 | |0,7 | |0,65 | |0,6 | |Sin |Semipermeable |0,7 | |0,65 | |0,6 | |0,55 | |0,5 | |Vegetación |Permeable |0,5 | |0,45 | |0,4 ||0,35 | |0,3 | | | | | | | | | | | | | | |Impermeable |0,7 | |0,65 | |0,6 | |0,55 | |0,5 | |Cultivos |Semipermeable |0 | |0,55 | |0,5 | |0,45 | |0,4 | | |Permeable |0,4 | |0,35 | |0,3 | |0,25 | |0,2 | | | | | | | | | | | | | |Pastos, |Impermeable |0,65 | |0,6 | |0,55 | |0,5 | |0,4 | |Vegetación |Semipermeable |0,55 | |0,5 | |0,45 | |0,4 | |0,35 | |ligera |Permeable |0,35 | |0,3 | |0,25 ||0,2 | |0,15 | | | | | | | | | | | | | | |Impermeable |0,6 | |0,55 | |0,5 | |0,45 | |0,4 | |Hierba, |Semipermeable |0,5 | |0,45 | |0,4 | |0,35 | |0,3 | |Grama |Permeable |0,3 | |0,25 | |0,2 | |0,15 | |0,1 | | | | | | | | | | | | | |Bosques, |Impermeable |0,55 | |0,5 | |0,45 | |0,4 | |0,35 | |Vegetación |Semipermeable |0,45 | |0,4 | |0,35 | |0,3 | |0,25 | |densa |Permeable |0,25 | |0,2 | |0,15| |0,1 | |0,05 | |
- Método Geomorfoclimático
Este método es un método muy valioso en cuencas donde no se cuenta con instrumentación, debido a que se basa en la geomorfología de la cuenca. El caudal pico se calcula como:
[pic]
Donde:
Qp=Caudal pico (m³/s)
Ie= Intensidad de la lluvia efectiva (cm/h)
tc=Duración de la lluvia(h)
LΩ=Longitud del cauce de mayor orden (Km)
A Ω=Área dela cuenca (Km²)
RL= Relación de Longitudes
α=Parámetro adimensional de tránsito de Onda Cinemática
S Ω=Pendiente del cauce (m/m)
n Ω= Coeficiente de Manning representativo para el tramo de estudio=0.030
b Ω= Ancho del canal en el tramo de estudio (m) =12 m(en caso de que no se pueda medir del plano)
- Método de Williams & Hann
El método de Williams & Hann fue desarrollado en los EstadosUnidos como un intento de modelar el comportamiento de las cuencas semiurbanizadas y por lo tanto presenta una serie de parámetros calibrados en ese país, no obstante en la ciudad ha mostrado buenos resultados.
El tiempo al pico se calcula como:
[pic]
, y la constante de recesión como:
[pic]
Donde:
tp: Tiempo al pico [h]
K: Constante de recesión [mi²]
SLP: Diferencia de niveles dela cuenca [ft] sobre la longitud total de la cuenca [mi] = Pendiente promedio de la cuenca [ft/mi]
L/W: Relación largo/ancho de la cuenca [adim.]
El parámetro de la forma de la cuenca n es función del cociente K/tp según la ecuación:
[pic]
El caudal pico se calcula como:
[pic]
Donde:
qp: Caudal pico [ft³/s]
A: Área de la cuenca [mi²]
R: Profundidad unitaria de la lluvia...
De acuerdo al Decreto Municipal 339 de 1990 que reglamenta las normas mínimas para el diseño y construcción de obras hidráulicas en el Área Metropolitana, es necesario calcular los caudales máximos para varios eventos de lluvia con períodos de retorno (2.33, 5, 10, 25, 50 y 100 años), utilizando los métodos usuales de transposición de lluvia aescorrentía: Williams & Hann y Método Racional, en este estudio se considerarán además el Método del N.R.C.S. y el Método Geomorfoclimático.
- Método Racional
El método Racional, (Mulvaney, 1851) es el más comúnmente usado por los ingenieros, y que da buenos resultados en cuencas pequeñas.
[pic]
Donde:
QP : Caudal pico (m3/s)
C : Coeficiente de Escorrentía ponderadoI : Intensidad (mm/h)
A : Área de la Cuenca (Km2)
Algunos valores típicos del Coeficiente de Escorrentía en Función del Tipo de Área se presentan a continuación.
Tabla 6. Valores para los Coeficientes de Escorrentía (O.P. del Departamento)
|Cobertura |Tipo de suelo |Condición de Pendiente ||Vegetal | | |
| |Pronunciada | |Alta | |Media | |Suave | |Despreciable | | | | |50% | |20% | |5% | |1% | | | |Impermeable |0,8 | |0,75 | |0,7 | |0,65 | |0,6 | |Sin |Semipermeable |0,7 | |0,65 | |0,6 | |0,55 | |0,5 | |Vegetación |Permeable |0,5 | |0,45 | |0,4 ||0,35 | |0,3 | | | | | | | | | | | | | | |Impermeable |0,7 | |0,65 | |0,6 | |0,55 | |0,5 | |Cultivos |Semipermeable |0 | |0,55 | |0,5 | |0,45 | |0,4 | | |Permeable |0,4 | |0,35 | |0,3 | |0,25 | |0,2 | | | | | | | | | | | | | |Pastos, |Impermeable |0,65 | |0,6 | |0,55 | |0,5 | |0,4 | |Vegetación |Semipermeable |0,55 | |0,5 | |0,45 | |0,4 | |0,35 | |ligera |Permeable |0,35 | |0,3 | |0,25 ||0,2 | |0,15 | | | | | | | | | | | | | | |Impermeable |0,6 | |0,55 | |0,5 | |0,45 | |0,4 | |Hierba, |Semipermeable |0,5 | |0,45 | |0,4 | |0,35 | |0,3 | |Grama |Permeable |0,3 | |0,25 | |0,2 | |0,15 | |0,1 | | | | | | | | | | | | | |Bosques, |Impermeable |0,55 | |0,5 | |0,45 | |0,4 | |0,35 | |Vegetación |Semipermeable |0,45 | |0,4 | |0,35 | |0,3 | |0,25 | |densa |Permeable |0,25 | |0,2 | |0,15| |0,1 | |0,05 | |
- Método Geomorfoclimático
Este método es un método muy valioso en cuencas donde no se cuenta con instrumentación, debido a que se basa en la geomorfología de la cuenca. El caudal pico se calcula como:
[pic]
Donde:
Qp=Caudal pico (m³/s)
Ie= Intensidad de la lluvia efectiva (cm/h)
tc=Duración de la lluvia(h)
LΩ=Longitud del cauce de mayor orden (Km)
A Ω=Área dela cuenca (Km²)
RL= Relación de Longitudes
α=Parámetro adimensional de tránsito de Onda Cinemática
S Ω=Pendiente del cauce (m/m)
n Ω= Coeficiente de Manning representativo para el tramo de estudio=0.030
b Ω= Ancho del canal en el tramo de estudio (m) =12 m(en caso de que no se pueda medir del plano)
- Método de Williams & Hann
El método de Williams & Hann fue desarrollado en los EstadosUnidos como un intento de modelar el comportamiento de las cuencas semiurbanizadas y por lo tanto presenta una serie de parámetros calibrados en ese país, no obstante en la ciudad ha mostrado buenos resultados.
El tiempo al pico se calcula como:
[pic]
, y la constante de recesión como:
[pic]
Donde:
tp: Tiempo al pico [h]
K: Constante de recesión [mi²]
SLP: Diferencia de niveles dela cuenca [ft] sobre la longitud total de la cuenca [mi] = Pendiente promedio de la cuenca [ft/mi]
L/W: Relación largo/ancho de la cuenca [adim.]
El parámetro de la forma de la cuenca n es función del cociente K/tp según la ecuación:
[pic]
El caudal pico se calcula como:
[pic]
Donde:
qp: Caudal pico [ft³/s]
A: Área de la cuenca [mi²]
R: Profundidad unitaria de la lluvia...
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