Hodrograma unitario

TEMA 12: Hidrología de cuencas de tamaño medio. Hidrograma unitario

JAIRO PEREZ
Estudiante de Ing. Civil de la UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE SANTIAGO
(UTESA)
Republica Dominicana.

CONTENIDO

• Características en cuencas de tamaño medio • Método del Número de Curva de escorrentía • Teoría del Hidrograma Unitario

CUENCADE TAMAÑO MEDIO: HIPÓTESIS PARA EL CÁLCULO DE AVENIDAS 1º. La intensidad de la lluvia no es uniforme en el tiempo. La duración del aguacero de cálculo, relacionada con el tiempo de concentración de la cuenca, es suficientemente larga como para no poder asumir que la intensidad de la lluvia se mantiene constante a lo largo de su duración. 2º. La intensidad de la lluvia es uniforme en el espacio. Lascaracterísticas del aguacero de cálculo son las mismas en toda la superficie de la cuenca vertiente. 3º. En las escorrentías que generan la avenida, domina la escorrentía superficial por falta de infiltración.

4º. El cauce principal es de pequeño tamaño, y no tiene suficiente capacidad de almacenamiento de agua para cambiar la forma del hidrograma.

CUENCAS DE TAMAÑO MEDIO

• Superficievertiente: Inferior a 100 km2 • El cálculo de caudales máximos se realiza en dos etapas: 1ª.- Cálculo de la escorrentía que produce la tormenta (yetograma de lluvia efectiva). (Método del número de curva de escorrentía) 2ª.- Estimación del hidrograma de la avenida correspondiente. (Teoría del hidrograma unitario)

CÁLCULO DE LA ESCORRENTÍA PRODUCIDA POR UNA TORMENTA:

MÉTODO DEL NÚMERO DECURVA DE ESCORRENTÍA

• Método empírico, elaborado por el Servicio de Conservación de Suelos de Estados Unidos (1985). • Calcula la escorrentía producida por una determinada precipitación en función del parámetro “número de curva”, que a su vez depende de las condiciones de infiltración de la zona en que se produce la tormenta. • El “número de curva” se calcula a partir de una serie de tablas ygráficos, obtenidos en parcelas experimentales con diversidad de condiciones de suelo, vegetación y condiciones de infiltración, con simulaciones de precipitaciones en 24 horas.

MÉTODO DEL NÚMERO DE CURVA Asume una proporcionalidad entre escorrentía y retención de agua en la cuenca, proponiendo la siguiente expresión:

Q P −Q = P S

Escorrentía real Retención real = Escorrentía máxima Retenciónmáxima

Q: Escorrentía producida (mm) P: Precipitación (mm) S: Capacidad de retención de agua máxima (mm)

S (mm) = 25400 − 254 CN

CN: Número de curva de escorrentía

Expresión original (en pulgadas):

S=

1000 − 10 CN

NÚMERO DE CURVA DE ESCORRENTÍA • Representa una relación empírica entre la precipitación y la escorrentía generada por esa precipitación

V. M. Ponce (1989)NÚMERO DE CURVA DE ESCORRENTÍA • Es un parámetro adimensional, cuyos valores oscilan teóricamente entre 1 y 100 • CN=1 significa una capacidad de retención máxima en la cuenca (Q=0) • CN=100 significa una capacidad de retención nula (Q=P) • En la práctica, los valores más frecuentes están comprendidos entre 40 y 80

El número de curva depende de: • • • • Tipo de suelo (según su capacidad deinfiltración) Tipo de cubierta vegetal y uso del suelo Tratamiento del suelo (condiciones de infiltración) Estado de humedad precedente

TIPOS HIDROLÓGICOS DE SUELOS

V. M. Ponce (1989)

V. M. Ponce (1989)

V. M. Ponce (1989)

V. M. Ponce (1989)

V. M. Ponce (1989)

ESTADO DE HUMEDAD PRECEDENTE El método del número de curva reconoce tres estados de humedad precedentes, normal (II),muy seco (I) y muy húmedo (III), según la lluvia caída en los días anteriores. Las tablas originales se refieren a condiciones normales de humedad (II). Para cambiar el número de curva a otras condiciones, se proponen las siguientes expresiones:

SI S ≈ II ≈ 2,3 S II S III
Para condición seca: Para condición húmeda:

CN I =

CN II 2,3 − 0,013CN II

CN III =

CN II 0,43 + 0,0057CN II...