ingenieria ambiental y sanitaria

Capítulo 7
ANÁLISIS DE CAUDALES

7.1 GENERALIDADES

El régimen de caudales de una corriente de agua durante un período
determinado, es el único término del balance hidrológico de una cuenca que
puede ser medido directamente con una buena precisión. Los otros elementos
de ese balance, como las precipitaciones, la evaporación, etc, no pueden ser
sino estimados a partir de medicionesobservadas en distintos puntos de la
cuenca o deducidos de fórmulas hidrológicas, los cuales son siempre
estimativos muy aproximados. El régimen de caudales es un dato básico,
indispensable, para los todos los diseños hidráulicos y para muchas obras
civiles en los que ellos son parte importante como las carreteras, puentes,
acueductos, presas, etc. Así la instalación de muchas "estaciones deaforo" que
permitan observar, en una serie de años tan larga, como sea posible, los
caudales escurridos en puntos característicos del río principal y, si fuere
oportuno, de sus diversos afluentes, es el preámbulo de todo estudio hidráulico
de una cuenca. Si embargo en países como el nuestro las estaciones de aforo
de caudales son inexistentes en muchos sitios, lo que ha obligado a recurrir amétodos aproximados para la estimación de los caudales de diseño, como son
los métodos de regionalización. Sin embargo jamás debe olvidarse que ningún
método por bueno que sea reemplaza la medida directa de la variable
El objeto de toda estación de aforo es poder establecer la curva de caudales
contra el tiempo. Todos los ríos de cierto tamaño en una región se deben medir
cerca de sus bocas lomismo que un cierto número de afluentes. Las corrientes
que se piensen aprovechar en un futuro deben ser instrumentadas. Sin embargo
no debe cometerse el error muy frecuente en Colombia de instrumentar solo
las corrientes que en futuro van a tener aprovechamientos hidroeléctricos o las
que drenan cuencas grandes dejándose de lado otras, importantes desde el
punto de vista de control deinundaciones, navegación, etc. Es alarmante la

falta casi total de estaciones de medida en las áreas urbanas y semirurales de la
mayoría de ciudades colombianas, ocasionando que se tenga un completo
desconocimiento del comportamiento hidráulico de pequeñas corrientes,
responsables muchas veces de tragedias e inundaciones en las épocas
invernales.

7.2 METODOS PARA MEDIR CAUDALES.

Los métodospara medir caudales pueden clasificares en dos grandes
categorías: métodos directos y métodos indirectos. En estas dos categorías los
más utilizados son:
Métodos directos:
Método área velocidad
Dilución con trazadores
Métodos indirectos:
Estructuras hidráulicas.
Método área pendiente.
Con muy pocas excepciones las medidas de caudal continuas en el tiempo son
muy costosas , por lo que serelaciona el caudal con el nivel del agua, el cual
se puede medir mucho más fácilmente que el caudal. Las curvas que
relacionan estos niveles con el caudal son las llamadas curvas de calibración,
cuya obtención se discutirá más adelante.
7.2.1 Métodos directos
7.2.1.1 Método área velocidad.
Este método consiste básicamente en medir en un área transversal de la
corriente, previamentedeterminada, las velocidades de flujo con las cuales se

puede obtener luego el caudal. El lugar elegido para hacer el aforo o medición
debe cumplir los siguientes requisitos:
La sección transversal debe estar bien definida y que en lo posible no
se presente agradación o degradación del lecho.
-

Debe tener fácil acceso

-

Debe estar en un sitio recto, para evitar las sobreelevaciones ycambios
en la profundidad producidos por curvas.

-

El sitio debe estar libre de efectos de controles aguas abajo , que
puedan producir remansos que afecten luego los valores obtenidos con
la curva de calibración. (perfiles M1 y S1)

Una de los procedimientos mas comunes empleados en este método es el
descrito a continuación.
En el sitio que se decidió hacer el aforo, se hace un...