Hidrologia Urbana

HIDROLOGIA URBANA

Sabemos que el FENOMENO PLUVIAL es sumamente complejo y solo mediante el ordenamiento de una gran cantidad de Datos Estadísticos, se ha llegado a tener una idea bastante aproximada de las leyes que lo gobiernan.
 
Varios son los factores que inciden en el DIMENSIONAMIENTO de un SISTEMA DE DESAGÜES PLUVIALES URBANOS. Esos factores serán evaluados a continuación, sobre labase de aspectos ya analizados, tales como:
* Lluvia Neta (Pn)
* Relaciones Intensidad – Duración – Recurrencia (curvas I-D-R), etc.

METODO RACIONAL

A los fines de la evaluación del CAUDAL MAXIMO que produce una precipitación, caída sobre un área de características físicas conocidas, emplearemos el método llamado RACIONAL.

Caudal Máximo Límite

Será alcanzado (por la lluvia deintensidad I) cuando la duración de la tormenta, sea igual o mayor al TIEMPO DE CONCENTRACION de la cuenca.
 
Más allá del instante Tc, el CAUDAL MAXIMO de salida será constante hasta el cese de la lluvia, e igual a la suma de los caudales:
 
Qp = q1 + q2 + .................... + qn
luego


GENERALIZACION DEL METODO

Cccc C(,j): representa el coeficiente deescurrimiento superficial del área dAj en el instante .

BASES DEL METODO RACIONAL
Caudal Máximo

 Caudal de Entrada: I x A

Coeficiente de Escorrentía: 0 C 1
 
Fórmula Racional :
Donde : I  : intensidad de lluvia
A : superficie de aporte
Qp : caudal pico
 
Para:
Qp en (m3/seg)
I en (mm/h)
A en(has)

Intensidad I: se selecciona en base a una lluvia de duración igual al tiempo de
concentración tc; para la Recurrencia de Diseño seleccionada.
 
Donde: I = Intensidad de precipitación (mm/h)
D = Duración de la tormenta (min)

Caudal Máximo de Diseño

En áreas urbanas, las superficies de drenaje, se integran con subcuencas (subáreas) de diferentes característicassuperficiales. El Caudal Máximo de diseño que se obtiene con la Fórmula Racional (cuando la duración de la lluvia es igual a Tc) es:

donde:
Aj: subcuencas
Cj: coeficientes de escorrentía respectivos

Evaluación Conceptual del Método

* Asume que la probabilidad de ocurrencia del Qp, es la misma que la de la lluvia. Esto no siempre es así, porque depende de las condiciones de humedadantecedente de la cuenca.
 
* El mejor tiempo promedio para el uso en el Método es el Tc. Esto puede ser falso, dado que puede incidir la forma de la cuenca, las condiciones de humedad sectorial de la misma, etc.
 
* La intensidad I permanece constante durante el período de tiempo igual a Tc. Esto en realidad se cumple sólo para cortos períodos de tiempo. 
* La precipitación esespacialmente uniforme para el área bajo análisis.
* El coeficiente C permanece invariable durante la precipitación. En realidad, con la reducción de la infiltración durante la lluvia, existe un aumento del mismo.

Evaluación Histórica del Coeficiente C

Es la variable menos precisa del método racional. Al respecto, es conveniente evaluar los siguientes aspectos:
* Representa una relacióninvariable entre el Qp e I, lo que en realidad no sucede.
 
* La porción de la lluvia total que alcanzarán las obras de captación, es función de: 
* Porcentual de permeabilidad.
* Pendiente del suelo.
* Recurrencia de Diseño.
* Características de las presuntas retenciones (almacenamientos).
* Humedad antecedente
* Complejo suelo – vegetación, si lohubiera.
* Proximidad del nivel freático. 
* Reducción de la infiltración durante el desarrollo de la lluvia
 
* Superficies casi impermeables, como pavimentos, superficies de techos, playas de estacionamientos asfálticas o de hormigón, etc. producirán una escorrentía de la casi totalidad de la lluvia. 
* Las observaciones directas – en el lugar – de las superficies a...