Tecnico

CAUDAL, UNIDADES
ECOSISTEMAS Y CONTAMINACIÓN













































CAUDAL

Se denomina caudal de un curso de agua a la cantidad, o volumen, de agua que pasa por una determinada sección fija en la unidad de tiempo.
El caudal está en función de la sección (metros cuadrados) a atravesar, por la velocidad a la que atraviesela sección metros/segundo. Se expresa en litros o metros cúbicos por segundo (l/s o m3/s).


CALCULO DEL CAUDAL

El problema es determinar la velocidad, ya que es variable para cada punto del cauce, y aunque se pueden usar métodos de aproximación lo normal es considerar los datos ofrecidos por las estaciones de aforo instaladas por las organizaciones hidrográficas ya que ofrecen periódicamentesus datos.
Se considera que el régimen fluvial es el comportamiento del caudal de agua en promedio que lleva un río en cada mes a lo largo del año. Depende, pues, del régimen de precipitaciones, pero también de la temperatura de la cuenca (que determina la mayor o menor evaporación), del relieve, la geología, la vegetación y la acción humana. Hay que estudiar la frecuencia de crecidas y estiaje,y el módulo.
Se llama estiaje al menor caudal de un río, situación que suele repetirse todos los años en la misma época, recurrentemente.

El caudal de un río o curso de agua puede expresarse por la siguiente fórmula:

Q = V / t

Donde:
Q : Caudal ([L3T−1]; [m3/s])
V : Es el volumen ([L3]; [m3])
t : Es el tiempo. ([T]; [s])


El caudal de un río o curso de agua tambiénpuede calcularse a través de la siguiente fórmula:

Q = A * [pic]

Donde:
Q : Caudal ([L3T−1]; [m3/s])
A : Es el área transversal o sección ([L2]; [m2])
[pic] : Es la velocidad lineal promedio. ([LT−1]; [m/s]




El caudal de un río es fundamental en el dimensionamiento de presas, embalses y obras de control de avenidas. Dependiendo del tipo de obra, se emplean los caudales mediosdiarios, con un determinado tiempo de recurrencia o tiempo de retorno, o los caudales máximos instantáneos. La forma de obtención de uno y otro es diferente y, mientras para los primeros se puede tomar como base los valores registrados en una estación de medición, durante un número considerable de años, para los segundos, es decir para los máximos instantáneos, muy frecuentemente se debencalcular a través de modelos matemáticos.


La medición práctica del caudal líquido en las diversas obras hidráulicas, tiene una importancia muy grande, ya que de estas mediciones depende muchas veces el buen funcionamiento del sistema hidráulico como un todo, y en muchos casos es fundamental para garantizar la seguridad de la estructura. Existen diversos procedimientos para la determinación delcaudal instantáneo.


1 Caudal instantáneo


Como su nombre lo dice, es el caudal que se determina en un instante determinado. Su determinación se hace en forma indirecta, determinado el nivel (aforo) del agua en el río (N0), e interpolando el caudal en la curva calibrada de la sección determinada precedentemente. Se expresa en m3/s.


[pic]

Donde:
Q0 : Caudal instantáneo([L3T−1]; [m3/s])
Fq (nivel): Es la función que expresa el caudal teniendo como variable el nivel de aforo.
N0 : Es el nivel de aforo, utilizado como parámetro para calcular el caudal instantáneo.


2 Caudal medio diario


Es la media de los caudales instantáneos medidos a lo largo del día. Si la sección de control es del tipo limnimétrico, normalmente se hacen dos lecturas diarias denivel, cada 12 horas.


[pic]

Si la sección es del tipo limnigráfico convencional, es decir que está equipada con un registrador sobre cinta de papel, el hidrólogo decide, según la velocidad de variación del nivel del agua, el número de observaciones que considerará en el día. Siendo M, el número de puntos considerado, la fórmula anterior se transformará en la siguiente:

[pic]

Se expresa...