Hidrogramas

Hidrogramas
5.1 Aspectos Generales
El hidrograma de una corriente, es la representación gráfica de las variaciones del caudal con respecto al tiempo, arregladas en orden cronológico en un lugar dado de la corriente. En las figuras. 5.1 y 5.2 se han representado los hidrogramas correspondientes a una tormenta aislada y a una sucesión de ellas respectivamente. En el hietograma de la figura 5.1 sedistingue la precipitación que produce la infiltración, de la que produce escorrentía directa, ésta última se denomina precipitación en exceso, precipitación neta o efectiva. El área bajo el hidrograma, es el volumen de agua que ha pasado por el punto de aforo, en el intervalo de tiempo expresado en el hidrograma. Es muy raro que un hidrograma presente un caudal sostenido y muy marcado, en lapráctica la forma irregular de la cuenca, la heterogeneidad espacial y temporal de la lluvia, la influencia de las infiltraciones, etc, conducen a hidrogramas de uno o muchos picos (caudal máximo). Analizando el hidrograma correspondiente a una tormenta aislada (figura 5.1) se tiene lo siguiente:

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Figura 5.1 Hidrograma de un pico

Figura 5.2 Hidrograma de varios picosHidrogramas - página (197)

Curva de concentración, es la parte que corresponde al ascenso del hidrograma. Pico del hidrograma, es la zona que rodea al caudal máximo. Curva de descenso, es la zona correspondiente a la disminución progresiva del caudal. Punto de inicio de la curva de agotamiento, es el momento en que toda la escorrentía directa provocada por esas precipitaciones ya hapasado. El agua aforada desde ese momento es escorrentía básica, que corresponde a escorrentía subterránea. Curva de agotamiento, es la parte del hidrograma en que el caudal procede solamente de la escorrentía básica. Es importante notar que la curva de agotamiento, comienza más alto que el punto de inicio del escurrimiento directo (punto de agotamiento antes de la crecida), eso debido a que parte de laprecipitación que se infiltró está ahora alimentando el cauce. En hidrología, es muy útil ubicar el punto de inicio de la curva de agotamiento (punto B de la figura 5.3), a fin de determinar el caudal base y el caudal directo.

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Figura 5.3 Ubicación del punto de inicio de la curva de agotamiento

Una manera de ubicar el punto B, es calcular el tiempo N díasdespués del pico. Para obtener el valor de N se utiliza la siguiente expresión:
N = 0.827 A0.2

donde: N = tiempo, en días A = área de recepción de la cuenca, en Km2

Definiciones
Tiempo de concentración (tc) de una cuenca, es el tiempo necesario para que una gota de agua que cae en el punto “hidrológicamente” más alejado de aquella, llegue a la salida (estación de aforo, figura 5.4) Según Kirpich,la fórmula para el cálculo del tiempo de concentración es:

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 L3  t c = 0.0195  H  

0.385

... (6.4)

donde: tc = tiempo de concentración, en min L = máxima longitud del recorrido, en m H = diferencia de elevación entre los puntos extremos del cauce principal, en m

Figura 5.4 Tiempo de concentración

Tiempo de pico (tp), es el tiempo quetranscurre desde que se inicia el escurrimiento directo hasta el pico del hidrograma. Tiempo base (tb), es el intervalo comprendido entre el comienzo y el fin del escurrimiento directo. Tiempo de retraso (tr ), es el intervalo del tiempo comprendido entre los instantes que corresponden,

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respectivamente al centro de gravedad del hietograma de la tormenta, y al centro degravedad del hidrograma (figura 5.5). Algunos autores reemplazan el centro de gravedad por el máximo, ambas definiciones serian equivalentes si los diagramas correspondientes fueran simétricos.

Figura 5.5 Tiempo de retraso

Se pueden considerar cuatro tipos de hidrogramas correspondientes a tormentas aisladas dependiendo de la tormenta y de las características físicas de la cuenca, también...