-escorrentía superficial- monografía ing. diego zambrana f

Escorrentía Superficial Ingeniería Vial. Se presenta una investigación y recopilación de diversos métodos y análisis para el cálculo de la escorrentía superficial aplicada al drenaje vial. Ing. Diego Zambrana Fernández 17/05/2013

Contenido

INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................................... 1

CONCEPTOS GENERALES ............................................................................................................................ 2

CUENCA HIDROGRÁFICA ....................................................................................................................................... 2

APORTE DE AGUA A UNA CUENCA ........................................................................................................................... 2

TIEMPO DE TRANSITO ........................................................................................................................................... 3

ESCORRENTIA SUPERFICIAL ....................................................................................................................... 3

CONCEPTOS: ................................................................................................................................................... 3

FACTORES INFLUYENTES EN EL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL: ..................................................................... 3

a) Factores meteorológicos ................................................................................................................... 3

b) Factores Fisiográficos.- ..................................................................................................................... 5

MÉTODOS DE CÁLCULO, TEORIAS .................................................................................................................. 7

Cálculo de la precipitación Neta ................................................................................................................ 9

Tiempo de concentración ........................................................................................................................... 9

MÉTODO RACIONAL ................................................................................................................................. 10

HIDROGRAMAS SINTÉTICOS .................................................................................................................... 11

HIDROGRAMA UNITARIO ......................................................................................................................... 13

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................................................................................................... 15

ANEXOS .................................................................................................................................................. 16

ANEXO 1.- APLICACIÓN NUMÉRICA DEL MÉTODO RACIONAL .................................................................................... 16

ANEXO 2.- EJEMPLO DE CÁLCULO DE CAUDAL CON LA INSTRUCCIÓN 5.2-IC (MOPU, 1990) ........................................ 20

ANEXO 3.- EJEMPLO DE CÁLCULO DE CAUDAL SEGÚN FERRER.................................................................................. 21

ANEXO 4.- APLICACIÓN NUMÉRICA Y CONSTRUCCIÓN DEL HIDROGRAMA UNITARIO ..................................................... 22

ANEXO 5.- MODELOS ...................................................................................................................................... 26

ANEXO 6.- MODELO SCS-APLICACIÓN NUMÉRICA ................................................................................................ 27

REFERENCIAS .......................................................................................................................................... 33

U.P.F.T. –U.A.G.R.M. Maestría en Ingeniería Vial

Ing. Diego Zambrana Fernández

1

INTRODUCCIÓN A lo largo de la historia la previsión del factor hidrológico-hidráulico, en un proyecto vial

ha significado la seguridad del mismo, garantizando la conservación y mantenimiento de

nuestro proyecto.

La importancia que tiene la escorrentía superficial dentro de proyectos viales es sin lugar

a duda parte esencial para la determinación de implementación de obras de drenaje, y la

tipología de los mismos para garantizar la operatividad de los sistemas de transporte

dispuestos.

Esta inquietud es la que nos alienta a aprender un poco más de la naturaleza y procesos

que el agua va sufriendo superficialmente hasta llegar o atravesar por predios del

emplazamiento de nuestras vías de comunicación, de manera tal de crear una armonía

con el medio ambiente, sin afectar nuestras estructuras viales.

Algunos autores de forma general definen a la escorrentía superficial como el fenómeno

más importante desde el punto de vista de la ingeniería, y consiste en la ocurrencia y

transporte de agua en la superficie terrestre.



2

CONCEPTOS GENERALES Para entender claramente todo lo referente a la escorrentía tanto superficial como

subterránea es necesario tener en claro algunos conceptos Generales.

Cuenca hidrográfica

Se define como el conjunto de puntos del territorio en los que la parte de

precipitación que se drena por escorrentía no subterránea se junta en un punto de

salida.

Una cuenca hidrográfica superficial no siempre es igual a una cuenca hidrográfica

subterránea, aunque pueden presentar semejanza.

Las cuencas hidrográficas superficiales, Por su morfología se pueden dividir en dos

tipos: Endorreicas y exorreicas.

Endorreicas: Punto de salida dentro de los límites de la cuenca, Lago, depresiones,

etc.

Exorreicas: Punto de salida en los límites de la cuenca, ríos, mares, etc.

Aporte de agua a una cuenca

De manera general el aporte de agua a una cuenca se puede definir como la suma

de la escorrentía superficial, más la escorrentía subterránea y la precipitación

directa en el área.

Esta es la definición con la que la mayoría de los autores coinciden aunque algunos

hacen un desglose más detallado, conceptos que estudiaremos en adelante.



3

Tiempo de transito

El tiempo de transito se puede definir como el tiempo necesario para que una gota

de agua se transporte de un punto a otro punto específico.

ESCORRENTIA SUPERFICIAL

CONCEPTOS:

Conceptualizando la escorrentía superficial El Dr. Ing. Francisco García G. (2010)

afirma que el ciclo de escorrentía es el termino descriptico que se aplica a aquella

parte del ciclo hidrológico comprendida entre la caída de la precipitación sobre un

área y la descarga posterior a través de los cauces superficiales.

Otros autores definen la escorrentía superficial como parte de la precipitación que

se escapa de la infiltración y de la Evapotranspiración, que consecuentemente

circula por la superficie del suelo.

Entonces podemos afirmar que la escorrentía superficial es la circulación de agua

producida en un cauce superficial.

FACTORES INFLUYENTES EN EL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL:

Entre estos tenemos:

a) Factores meteorológicos

Forma y tipo de precipitación.-

El Dr. Ing. Francisco García G. plantea que La manera de cómo se origina

la precipitación y la forma que adopta la misma, tiene gran influencia en

la distribución de los escurrimientos en la cuenca. Así por ejemplo, si la

precipitación es de origen orográfico, seguramente ocurrirá en las zonas

montañosas en la parte alta de la cuenca, por lo que los escurrimientos

se regularizaran notablemente durante su recorrido y se tendrán

valores relativamente bajos del caudal en la descarga.

El efecto de la forma de la precipitación, se manifiesta principalmente

en el tiempo de concentración de los escurrimientos.

Si la precipitación cae en forma de lluvia, con intensidad y duración

suficiente, el escurrimiento superficial se presentara casi de inmediato,

no ocurriendo lo mismo cuando la precipitación es en forma de nieve,



4

donde la respuesta de la cuenca, será más lenta debido al tiempo

necesario para que se produzca el deshielo.

Intensidad de Precipitación.-

Cuando la intensidad de lluvia excede a la capacidad de infiltración del

suelo, se presenta el escurrimiento superficial, observándose para

incrementos posteriores en la intensidad de lluvia, aumento el caudal

trasportado por el río. Esta respuesta sin embargo, no es inmediata,

pues existe un retardo debido al tamaño de la cuenca, al

almacenamiento en las depresiones y al efecto regulador de los causes.

Duración de la Precipitación.-

La capacidad de infiltración del suelo disminuye durante la

precipitación, por lo que puede darse el caso, que tormentas con

intensidad de lluvia Flujo superficial relativamente baja produzca un

escurrimiento superficial considerable, si su duración es extensa. En

algunos casos, particularmente en las zonas bajas de la cuenca, para

lluvias de mucha duración el nivel freático puede ascender hasta la

superficie del suelo, llegando a nulificar la infiltración, aumentando por

lo tanto la magnitud del escurrimiento.

Se ha observado, que los caudales que presentan en la descarga de una

cuenca, son máximos cuando el tiempo que tardan en concentrarse

(tiempo de concentración), es similar a la duración de la tormenta que

los origina.

Distribución de la lluvia en la Cuenca.-

Es muy difícil, sobre todo en cuencas de gran extensión que la

precipitación se distribuya uniformemente, y con la misma intensidad

en toda el área de la cuenca.

El escurrimiento resultante de cualquier lluvia depende de la

distribución en tiempo y espacio de esta. Si la precipitación se concentra

en la parte baja de la cuenca, producirá caudales mayores, que los que

tendrían si tuvieran lugar en la parte alta, donde el efecto regulador de

los caudales y el retardo en la concentración, se manifiesta en una

disminución del caudal máximo de descarga.



5

Dirección y velocidad de la Tormenta.-

La dirección y velocidad con que se desplaza la tormenta, respecto a la

dirección general del escurrimiento, en el sistema hidrológico de la

cuenca, tiene una influencia notable en el caudal máximo resultante y

en la duración del escurrimiento superficial. En general las tormentas

que se mueven en el sentido de las corrientes producen caudales de

descargas mayores, que los que se desplazan hasta la parte alta de la

cuenca.

b) Factores Fisiográficos.-

Superficie de la Cuenca.-

Debido que la cuenca es la zona de captación de las aguas pluviales que

integran el escurrimiento de la corriente, su tamaño tiene una

influencia, que se manifiesta de diverso modo en la magnitud de los

caudales que se presentan. Se ha observado que la relación entre el

tamaño del área y el caudal de descarga no es lineal. A igualdad de los

demás factores, para cuencas mayores se observa una disminución

relativa en el caudal máximo de descarga debido a que son mayores, el

efecto de almacenaje la distancia recorrida por las aguas y por lo tanto

el tiempo de regulación de los cauces naturales.

Otro factor importante es que la máxima intensidad de lluvia, que

puede ocurrir con cualquier frecuencia, decrece con forme aumenta la

superficie que cubre la tormenta, por lo que para cuenca mayores, se

tendrán intensidades de precipitación y caudales específicos de

descargas menores.

Forma de la Cuenca.-

Para tomar en cuenta cuantitativamente la influencia que la forma de la

cuenca tiene el valor del escurrimiento, se han propuesto índices

numéricos, como es el caso de factor de forma y el coeficiente de

compacidad.

El factor de forma expresa la relación entre el ancho promedio y la

longitud de la cuenca, medida esta última desde el punto más alejado

hasta la descarga. El ancho promedio se obtiene a su vez dividiendo la

superficie de la cuenca entre su longitud. Para cuencas muy anchas o



6

con salidas hacia los lados, el factor de forma puede resultar mayor que

la unidad.

Los factores de forma inferior de la unidad, corresponden a cuencas

más bien extensas en el sentido de la corriente.

El coeficiente de compacidad, es indicador de la regularidad geométrica

de la forma de la cuenca. Es la relación entre el perímetro de la cuenca y

la circunferencia de un círculo con igual superficie que el de la cuenca.

Elevación de la Cuenca.-

La elevación media de la cuenca, así como la diferencia entre sus

elevaciones extremas, influyen en las características meteorológicas,

que determinan principalmente las formas de la precipitación, cuyo

efecto de distribución se han mencionado anteriormente. Por lo

general, existe una buena correlación, entre la precipitación y la

elevación de la cuenca, es decir, a mayor elevación la precipitación es

también mayor.

Pendiente.-

La pendiente media de la cuenca, es uno de los factores que tiene

mayor influencia en la duración del escurrimiento, sobre el suelo y los

cauces naturales, afectando de manera notable la magnitud de las

descargas; influye a si mismo, en la infiltración, la humedad del suelo y

la probable aparición de aguas subterráneas al escurrimiento

superficial, aunque es difícil la estimación cuantitativa, del efecto que

tiene la pendiente sobre el escurrimiento para estos casos.

Tipo y Uso del Suelo.-

El tamaño de los granos del suelo, su ordenamiento y comparación, su

contenido de materia orgánica, etc. Son factores íntimamente ligados a

la capacidad de infiltración y retención de humedad, por lo que el tipo

de suelo predominante en la cuenca así como su uso, influyen de

manera notable en la magnitud y distribución de los escurrimientos.

Estado de Humedad Antecedente del Suelo.-

La cantidad de agua existente en las capas superiores del suelo, afecta

el valor del coeficiente de infiltración. Si la humedad del suelo, es alta



7

en el momento de ocurrir una tormenta, la cuenca generará caudales

mayores debido a la disminución de la capacidad de infiltración.

MÉTODOS DE CÁLCULO, TEORIAS

Cuadro. 1 Componentes Precipitación-Escorrentía

En el estudio de una cuenca real con datos reales es necesario utilizar un modelo

en ordenador, en el que se introducen las caracteristicas fisicas de la cuenca. En

otras ocasiones es posible abordar el problema manualmente.

Muy esquematicamente, las fases del proceso son las siguientes.



8



9

Cálculo de la precipitación Neta

Como se indica en el esquema anterior, en la fase 1 debemos separa qué parte de la

precipitación total va a generar escorrentía directa. El resto de la precipitación se

denomina abstracciones; esta parte, las abstracciones, puede haber quedado retenida

sobre la vegetación, retenida en depresiones superficiales, o bien se ha infiltrado en el

suelo.

El cálculo de la P. Neta puede abordarse a partir del estudio de la infiltración; medidas,

ecuaciones y modelos que reflejan la capacidad de infiltración y su evolución con el

tiempo.

Más sencilla es la evaluación del S.C.S. SOIL CONSERVATION SERVICE que, mediantes

tablas y ecuaciones sencillas, evalúa el porcentaje de precipitaciones que produce

escorrentía directa, en función de los siguientes factores:

Tipo de Suelo.

Utilización de tierra.

Pendiente.

Humedad previa del suelo, basada en las precipitaciones durante los 5 días

anteriores

Tiempo de concentración

El tiempo de concentración también puede definirse como el tiempo mínimo necesario

para que todos los puntos de la superficie de la cuenca contribuyan simultáneamente al

caudal recibido en la salida. Efectivamente, si el tiempo es un poco menor, cuando lleguen

las gotas caídas en los puntos más alejados, la superficie próxima a la salida ya no está

aportando escorrentía.

Para los diversos cálculos que veremos a continuación necesitaremos conocer el tiempo

de concentración de la cuenca. Se han desarrollado numerosas fórmulas que

proporcionan una aproximación de este parámetro. La más utilizada en España es la que

se incluye en la Instrucción de carreteras 5.2-IC (Ministerio de obras públicas, 1990)



10

Los resultados de estas fórmulas difieren alarmantemente. Cada una de ellas fue obtenida

pensando en unas cuencas de características determinadas. Por tanto deben manejarse

con precaución.

Como ejemplo: para una cuenca de 200km2 de superficie, pendiente media = 0.008 y

longitud del cauce 25km. Se obtienen los siguientes valores del tiempo de concentración:

Kirpich: 305 min, Bransby: 564 min, Ministerio O.P.: 544 min.

MÉTODO RACIONAL

Recibe este nombre la primera aproximación, la más sencilla, para evaluar el caudal que

producirá una precipitación. (Mediante este método realizaremos los procesos 1 y 3 del

esquema de la página 8)

Supongamos una precipitación constante de Intensidad I (mm/hr) que cae

homogéneamente sobre una cuenca de superficie A(km2). Si toda el agua caída produjera

escorrentía, el caudal generado sería:

Q (m3/hr)=I (mm/hr). 10-3.A (km2).106, para que el caudal se obtenga en m3/seg,

dividimos por 3600 segundos que tiene una hora y la expresión quedaría de este modo:

Q (m3/seg)= I(mm/hr).A(km2)/3.6

En este cálculo hemos supuesto que la intensidad I era intensidad de precipitación neta. Si

I es precipitación real, solamente una parte generará escorrentía: debemos aplicar un

coeficiente de escorrentía, con lo que finalmente, la formula Resultaría:



11

Dónde:

Q=Caudal (m3/seg) C=Coeficiente de escorrentía. I=Intensidad de precipitación (mm/hr) A=Superficie de la cuenca (km2)

En este método no consideramos el

tiempo: es un cálculo en régimen

permanente y sólo calculamos el caudal

constante que se obtendría como

resultado de una precipitación

Constante.

Como lo hemos visto aquí, por su

simplicidad, el método racional

solamente puede servir para obtener una

estimación del caudal en cuencas

pequeñas y con precipitaciones cortas y

homogéneas.

HIDROGRAMAS SINTÉTICOS

Para tener una idea aproximada de la

respuesta de una cuenca pequeña a unas

precipitaciones cortas y homogéneas,

podemos utilizar algunas fórmulas

empíricas que, basándose en

características físicas de la cuenca

(Superficie, pendiente media, longitud del

cauce) proporcionan una idea del

hidrograma resultante. Entre las

numerosas aproximaciones que

encontramos en la bibliografía, vamos a

referir resumidamente la del S.C.S. (Soil

Conservation Service) y la de Témez (1987,

En Ferrer, 1993)

La forma del hidrograma se esquematiza como un triángulo, lo que a pesar de su excesiva

simplicidad, nos proporciona los parámetros fundamentales del hidrograma: Caudal punta

(Qp), tiempo base (tb) y tiempo en el que se produce la punta (tp).



12

Hidrograma triangular del SCS

Estas sencillas expresiones se obtuvieron estudiando hidrogramas de crecida provocados

por unas precipitaciones cortas y uniformes en numerosas cuencas.

El coeficiente 2,67 de la ecuación (8) es una proposición empírica del SCS que refleja que

en promedio el descenso es 1.67 veces mayor que la crecida (la parte derecha del

triángulo es más ancha que la parte izquierda). Si este factor es mayor, el tiempo base

será mayor y el caudal punta menor (ya que el área del triángulo debe ser la misma).

Wanielista (1997) propone los siguientes valores para ese factor “Tiempo de

descenso/tiempo de punta” (parte derecha/parte izquierda):

Hidrograma adimensional del SCS

Este concepto se refiere a la forma del hidrograma. Considerando una gran cantidad de

hidrogramas, y convirtiendo sus coordenadas de modo que las coordenadas de la punta

en todos fuera Qp=1 y tp=1,(es decir, haciéndolos del mismo tamaño), los técnicos del SCS

observaron que la mayoría de los hidrogramas de crecida tenían una forma similar a la

figura 1 cuyas coordenadas se reflejan en la tabla adjunta.

Si disponemos de los datos de la punta del hidrograma (sus coordenadas: tp y Qp),

mediante la tabla adjunta podremos dibujar el hidrograma resultante en toda su

extensión y con una forma similar a la que puede esperarse en una cuenca real, en lugar

de un geométrico triángulo.



13

Hidrograma de Témez

Es similar al del SCS, su cálculo es el siguiente (Ferrer 1993, p.41)

HIDROGRAMA UNITARIO

Trata de un concepto fundamental al abordar el

problema de calcular la escorrentía que producirán

unas precipitaciones determinadas. Fue propuesto por

Sherman en 1932.

El hidrograma unitario de una cuenca es el hidrograma

de escorrentía directa que se produciría en la salida de

la cuenca si sobre ella se produjera una precipitación

neta unidad de una duración determinada (Por Ej: 1mm

durante 1 hr) (Figura 2)

Figura 1

Figura 2



14

Según Sherman, esta precipitación debe producirse con intensidad constante a lo largo del

periodo considerado y repartida homogéneamente en toda la superficie de la cuenca.

Si en una cuenca

determinada

disponemos del

hidrograma unitario de

1mm en 1 hora,

podremos construir el

hidrograma producido

por cualquier

precipitación. Por

ejemplo, si llueve 2 mm

durante 1hora, bastará

multiplicar por 2 las

ordenadas de todos los

puntos del hidrograma

(Figura 3, Izq.)

Análogamente, si disponemos del hidrograma unitario de esa cuenca y llueve 1mm.

Durante 2 horas, bastará dibujar dos hidrogramas unitarios desplazados 1 hora en sentido

horizontal y sumar las ordenadas de sus puntos (figura 3, Der.)

Ambas propiedades pueden utilizarse combinadas. Por tanto, en un caso real, ysi

conocemos el hidrograma unitario de nuestra cuenca, podríamos dibujar fácilmente el

hidrograma que se produciría con cualesquiera precipitaciones, por ejemplo: 1ª

hora=2.5mm, 2ª hora=4.2mm, 3ª hora=1.8mm (Hietograma de la figura 4)

Figura 3

Fig. 4



15

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La performance de la escorrentía superficial es compleja, por lo que los autores

han desarrollado variados métodos y modelos para la determinación del caudal de

la escorrentía superficial, estos modelos han sido desarrollados para cuencas con

ciertas características meteorológicas y fisiográficas, por lo que se debe tener en

cuenta el cuidado al escoger un método específico para el cálculo de los

escorrentías, ya que se ha demostrado que los resultados varían

considerablemente de un método a otro.

Sin lugar a duda el método RACIONAL para el cálculo de caudales superficiales es el

que más se aleja de la realidad, ya que este método al ser Simplificado no toma en

cuenta variables de relevante importancia, es por ello que solo es aplicable para

flujos uniformes con régimen permanente y precipitación constante, situación que

no se presenta en la realidad del comportamiento del escurrimiento superficial.

Es necesario tener en cuenta que la mejor solución para un drenaje optimo en

nuestro proyectos viales es respetar los cauces y no tratar de cambiarlos o

eliminarlos, más bien realizar obras de drenaje que faciliten el cauce natural de

nuestros ríos, lagos, etc. Así también como una manera de convivir con la

naturaleza causando el menor impacto posible.



16

ANEXOS

ANEXO 1.- Aplicación numérica del método Racional



17



18



19



20

ANEXO 2.- Ejemplo de Cálculo de Caudal con la instrucción 5.2-IC (MOPU,

1990)



21

ANEXO 3.- Ejemplo de Cálculo de Caudal Según Ferrer



22

ANEXO 4.- Aplicación Numérica y construcción del Hidrograma Unitario



23



24



25



26

ANEXO 5.- Modelos



27

ANEXO 6.- Modelo SCS-Aplicación Numérica

EJEMPLO PARA EL CÁLCULO DE LA PRECIPITACION EFECTIVA “PE”.-

PLANTEAMIENTO:

Calcule la escorrentía que se origina por una lluvia de 127 milímetros en una cuenca

de 4 Km2. El grupo hidrológico de suelo es de 50% el grupo B y 50% el grupo C que se

intercalan a lo largo de la cuenca. Se supone una condición antecedente de humedad

II. El uso de la tierra es:

40% de área residencial que es impermeable en un 30%. 12% de área residencial que es impermeable en un 65%. 18% de caminos pavimentados con cunetas y alcantarillados de agua de lluvia. 16% de área abierta con un 50% con una cubierta aceptable de pastos y un 50% con Una buena cubierta de pastos. 14% de parqueaderos, plazas, colegios y similares (toda impermeable). SOLUCIÓN:

Se calcula el número de curva ponderado utilizando la siguiente tabla:



28

Realizamos una tabla donde distribuiremos los porcentajes de uso de tierra, para obtener los CN Para cada caso:

El CN ponderado, está dado por:

-El potencial máximo de infiltración “S”, está dado por:

- La precipitación efectiva está dada por la ecuación



29

EJEMPLO DE HIETOGRAMA EXCEDENTE O HIDROGRAMA.-

Para realizar el presente ejemplo se asumió valores de precipitación con intervalos de

30 minutos a lo largo de 3 horas de precipitación.

La distribución de la precipitación esta descrita en el siguiente hietograma:

Hietograma de precipitación

Con el fin de ilustrar el proceso de cálculo, dispondremos el mismo de forma ordenada en columnas. Partiendo de estos datos iniciales, y elaborando la siguiente tabla (tabla 9.1) obtendremos el valor del hietograma excedente: • En la primera columna tendremos anotados los tiempos finales en los cuales se registró la lluvia efectiva. En la segunda columna se tiene la precipitación efectiva (que denominaremos simplemente precipitación en este caso) en el periodo - de media hora en este caso. � Para el valor de la tercera columna (precipitación acumulada) se realiza la sumatoria acumulada de la columna 2 denominada precipitación. � Para la obtención del valor de la cuarta columna (precipitación excesiva acumulada) se aplica la fórmula del SCS, Siendo el valor de P el valor acumulado de la tercer columna para cada tiempo correspondiente, el valor de S está dado por la siguiente formula (mm), Para el presente ejemplo se adoptó un número de curva CN = 80, el valor de la abstracción inicial Ia para este valor de CN, viene dado por: Ia = 0.2 S.



30

El valor de la abstracción inicial (Ia) nos indica que para valores menores de

precipitación a

12.7 mm, no existirá escorrentía, es decir que todo lo precipitado será absorbido, es

por este motivo el valor igual a 0 en la primer fila de la cuarta columna.

� Para los valores de la última columna se realiza operaciones con los valores de la

columna precedente, para obtener de esta forma el valor de la precipitación excedente

para cada intervalo de tiempo especificado anteriormente.

La operación a realizarse es la diferencia entre un valor (n) y un valor (n-1), siendo n

los valores de escorrentía acumulada (col.4) para cada intervalo de tiempo

correspondiente, para una ilustración calcularemos el valor de Pexc. Correspondiente

al intervalo de tiempo de 1,5 horas.

Cálculo del hietograma excedente.

Con los valores obtenidos para Pexc. realizamos el grafico de hietograma excedente –

ver la siguiente figura, estando los valores de la precipitación excesiva marcados en

color diferente (azul).

Precipitación total versus precipitación efectiva



31

Observe el lector, que con este procedimiento y dependiendo de la discretización se

pueden obtener los hidrogramas correspondientes a un evento de precipitación.

Estimación del caudal máximo.-

El SCS después de haber realizado una serie de estudios sobre las intensidades,

duraciones y cantidades de lluvia que deben ser empleadas al calcular el caudal de

pico de una tormenta y determinado periodo de retorno.

La tabla fue realizada para una duración de tormenta de 6 horas y está en relación al

tiempo de concentración y el caudal unitario.

La tabla mencionada es la siguiente:

Relación del SCS de precipitación unitaria (q) máxima vs. Tc

El proceso del cálculo del caudal máximo utilizando la metodología del SCS, es el

siguiente:

Paso 1.- Se determinan las siguientes características fisiográficas de la cuenca:

A = área de la cuenca (Km2)

Tc = tiempo de concentración (horas)

NC = número de curva

L = máxima longitud de recorrido (m)

H = diferencia de elevación entre los puntos extremos del cauce principal (m)



32

Paso 2.- Se calculan las lluvias de duración de 6 horas y periodos de retorno de

acuerdo a las avenidas del proyecto. Lo anterior, con base en la curva P-D-F construida

para la cuenca.

Paso 3.- Con base en el CN se calcula la escorrentía para la lluvia determinada.

Paso 4.- De la tabla 10.1 en función del tiempo de concentración se determina el valor

del caudal unitario (q) interpolando linealmente si fuese necesario.

Paso 5.- Por último se multiplica el caudal unitario (q), la escorrentía directa (Pe) y el

área de la cuenca, para obtener el caudal máximo. (m3/seg): De esta manera el caudal

máximo, está dado por la siguiente relación.



33

REFERENCIAS

FERRER, F.J. (1993).- Recomendaciones para el cálculo hidrometeorológico de

avenidas. CEDEX, Ministerio de Obras Públicas, Madrid.

Francisco García G.- FLUJO SUPERFICIAL, Maestría en ingeniería Vial – U.P.F.T.-

U.A.G.M. 2013.

F. Javier Sánchez San Román- Dpto. Geología—Univ. Salamanca (España 2012)

Ministerio de Fomento (1999) – http://hidrologia.usal.es.

Salas, L. y J.A. Fernández (2006).- Nueva metodología para el análisis de la variable

Intensidad Máxima Anual de precipitación.

http://138.100.95.131/hidraulica/MAXIN_v2/MAXIN/APLICACION/principal.html

http://hidrologia.usal.es

Francisco García G - Modelación lluvia-Escorrentía- Modelo del Soil Conservatión

Service- Maestría en Ingeniería de carreteras 2005 UPFT-UAGRM.

http://hidrologia.usal.es/

http://138.100.95.131/hidraulica/MAXIN_v2/MAXIN/APLICACION/principal.html

http://hidrologia.usal.es/

-escorrentía superficial- monografía ing. diego zambrana f

Documents