2009 hidrometria pract

HIDROLOGÍA Y PROCESOS HIDRÁULICOS

HidrometríaHidrometría

PrácticoPráctico

2


BIBLIOGRAFÍA:

1 – Hidrología Aplicada, Ven Te Chow et al.

2 – Fundamentos de Hidrología de Superficie, Francisco J. Aparicio Mijares

3

EJERCICIO 1

Conceptos básicos

Balance hidrológico a nivel mundialAño hidrológico

Cuenca hidrográficaLíneas isócronasLámina de lluvia

IsohietasTiempo de concentración

Flujo subterráneoEvaporación

Uso consuntivoPluviógrafo

Pendiente media del cauce principalPendiente media de la cuenca

4

EJERCICIO 2

5

EJERCICIOS 3 y 4

EVAPORACIÓN

Es el proceso por el cual el agua pasa del estado líquido, en que se encuentra en los almacenamientos, conducciones y en el suelo, en las capas cercanas a su superficie, a estado gaseoso y se transfiere a la atmósfera

MÉTODO DE PENMAN

NOMOGRAMA DE WILSON

6

EJERCICIOS 3 y 4 (ver ejemplo 4.1 de pág. 54 del libro Aparicio Mijares)

Método de Penman con Nomograma de Wilson, mediante los pasos:

a) Temperatura del aire en ºC

b) Relación de nubosidad, n/D donde: n = Nº de horas de sol reales del mes en cuestión.

D = Nº de horas de sol posibles. Tabla 4.1

7

EJERCICIOS 3 y 4


c) Rc = es la radiación solar, de Tabla 4.2 (pag. 52)

d) Humedad relativa, es conocida. (hay tablas para su cálculo)

e) Velocidad del viento (m/s)

8

Nomograma de Wilson.

EJERCICIOS 3 y 4


T

T E1 n/D T

a1

Rcn/D T

a2

n/Dh T

a3

hVw

E2 E3 E4

E (mm/día) = E1 + E2 + E3 + E4

9

EJERCICIO 5

EVAPOTRANSPIRACIÓN

EVAPOTRANSPIRACIÓN

Es la suma del agua perdida por evaporación más la perdida por transpiración.

Métodos de Thorntwaite y de Blaney-Criddle

TRANSPIRACIÓN

Es el agua que se despide en forma de vapor de las hojas de las plantas. Esta agua es tomada por las plantas, naturalmente, del suelo.

10

EJERCICIO 5

EVAPOTRANSPIRACIÓN

ESTIMACIÓN

492.0101791077110675

);(

)5(;

)10(6.1

42739

514.112

1

IIIa

meslatitudfK

TiiI

T

UI

TKU

a

jj

jj

j

j

ajaj

Método de Thorntwaite

Uso consuntivo en el mes j, en cm

Temperatura media en el mes j, en ºC

De Tabla 4.3 (pág. 57)

11


EVAPOTRANSPIRACIÓN

Método de Thorntwaite

12


EVAPOTRANSPIRACIÓN

ESTIMACIÓN

i

i

iii

n

ii

g

t

gt

T

meslatitudfP

TPffF

cultivodetipofK

E

FKE

);(

)8.21

8.17(;

)__(

1

Método de Blaney-Criddle

Evapotranspiración durante el ciclo vegetativo, en cm

Coeficiente global desarrollo

Factor temperatura y lumino-sidad; n= nº de meses

Porcentaje de horas de sol del mes i

Temperatura media del mes i en ºC

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EVAPOTRANSPIRACIÓN

Método de Blaney-Criddle: Coef de cultivo global. Kg

14


EVAPOTRANSPIRACIÓN

Método de Blaney-Criddle: Porcentaje de horas de sol mensual

15


EVAPOTRANSPIRACIÓN

ESTIMACIÓN

2396.003114.0 iti TK

Si la zona es árida, los valores fi se multiplican por un factorde corrección Kti

ci

ti

iciti

K

E

fKE

Para calcular la evapotranspiración de un mes, se usa:

Evapotranspiración durante el mes i, en cm

Coeficiente de desarrollo parcial = f (% del ciclo vegetativo)

16


EVAPOTRANSPIRACIÓN

Método de Blaney-Criddle: Variación del coef. de cultivo durante el ciclo

17


EJERCICIO 5: DISEÑO DE EMBALSE PARA RIEGO

FACTORES a considerar, además de la EVAPOTRANSPIRACIÓN:

• Evaporación directa en los reservorios• Pérdidas por infiltración y fallas en el sistema de riego• Ganancias por lluvia sobre el cultivo

Volumen de Di a extraer en el periodo i :

Di = Eti Ar – hpi Ar + hevi Aco + Wi

Eti : Evapotranspiración del periodo iAr : Area de riegohpi : Precip sobre la zona de cultivohevi : Evaporación directa sobre el sist. De riegoAco: Area expuesta de los reservorios.

18

EJERCICIO 6: Delimitación de cuenca y estimación de pendiente

19

N


CUENCA

20


CUENCA

21

Caracterización HídricaCaracterización HídricaPendiente media de la cuenca - Método de la cuadrícula

1 2 3 4 5 6 7

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51

52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62

63 64 65 66 67 68 69

70 71 72 73 74 75

76 77 78 79 80

81

Referencias:

23

Curvas de nivel

Límite de cuencas

Cuadrícula

Punto elegido de la cuadrícula

Pendientep/cuenca del lago=0.164 m/mp/cuenca del Colanchanga = 0.174 m/mp/cuenca de Los Hornillos = 0.141 m/m

22

Caracterización HídricaCaracterización HídricaPendiente media de la cuenca - Método de las curvas de nivel

Referencias:Curvas de nivel

Límite de cuencas

Pendientep/cuenca del lago=0.267 m/mp/cuenca del Colanchanga = 0.284 m/mp/cuenca de Los Hornillos = 0.247 m/m

A

LDic

Variab. Cuenca Colanch. Los Horn.

A (km2) 36.5 19.7 16.8

L (km) 389.9 223.3 166.6

D (km) 0.025 0.025 0.025

DL = A / L 0.094 0.088 0.101

Pend : D / D L

0.267 0.284 0.247

Método de la cuadrícula 0.164 0.174 0.141

23

Caracterización HídricaCaracterización HídricaPendiente media del cauce principal de la cuenca

1275

1250

1225

1200

1175

1150

1125

1100

1075

1050

1025

1000

975

950

925

900

875

850

825

800784

1202

87,47

1275

784800

825

850

875

900

925

950

975

1000

1025

1050

1075

1100

1125

1150

1175

1200

1225

1250

1275

92,33

1255

Colanchanga Los Hornillos

2

2

2

1

1 ...

m

m

s

l

s

l

s

lL

S

Método simple

Método de las áreas iguales

Método de Taylor y Schwarz

24

H2

80

140

H3130138

186

133

H6

Caracterización HídricaCaracterización HídricaC5

ColanchangaSubcuenca

Subcuenca losHornillos

H2

H1

C4

C1C3

C2

C7

H6

H5

H3

C6

C8

H7

H4

Cuenca y subcuencas del Dique La Quebrada

25

EJERCICIO 7: Condiciones de escurrimiento en cuencas.

26

HTA Circulos Concéntricos

60

60

120

180

240

300

360

360

300

240

180 12

0

700

Fuente: Fontana - Ganancias


HIDROGRAMA DE CAUDALES

TIEMPO DE TRÁNSITO

27

Caracterización FisiográficaCaracterización Fisiográfica

53.128,0 A

PK c

Coeficiente de Gravelius Factor de forma

A= 36.88 km2

P= 28.44 km

L=8.81 km

* Indice de Grav = 1 para cuencas circulares. Para irregulares será mayor.

r=(A/π)1/2

Kc= P / (2 π r)

* A menor factor de forma, hidrogramas con picos más reducidos.

Ff = A / L2

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PRECIPITACIÓN

PRECIPITACIÓN MEDIA EN UNA CUENCA

b) Polígonos de Thiessen

a) Media aritmética = (∑Pi) / N

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Estimación de parámetros de modelaciónEstimación de parámetros de modelación

Cálculo de la lámina media para cada evento

Subcuenca Estaciones Coef. de pond.

Los Nogales 0.63La Quebrada 0.19La Estancita 0.18Los Nogales 0.78La Quebrada 0.22

Colanchanga

Los Hornillos

30


PRECIPITACIÓN

PRECIPITACIÓN MEDIA EN UNA CUENCA

c) Método de las isohietas (isoyetas)

12

12

2118

15 2421

24

18

15 18 18

31

Ea. Los

Ea. La

Dique

Ea.Sta.

La EstancitaSerrana

Nogales

Ines

La Quebrada

1200

1200

1100

1100

1000

1000

800

800

Mapa de isohietas - Precipitación media anual de la cuenca

1050 mm/año

32



TIEMPO DE TRÁNSITO

Tiempo de concentración

33

-5

0

5

10

15

20

25

1 3 5 7 9 11Tiempo

Cau

dal



SEPARACIÓN DEL FLUJO BASE

)(0

0)( ttkeQtQ

Escurrimiento Directo

Flujo Base

A ) Método de Horton

34


B ) Método de la línea recta

MÉTODOS de estimación del comienzo de la recesión: (pag. 137 Chow)

0102030405060708090

100

0 5 10 15

Tiempo (t)

Cau

dal

(m3/

s)

35


C ) Método del flujo base fijo

MÉTODOS de estimación del comienzo de la recesión: (pag. 137 Chow)

0102030405060708090

100

0 5 10 15

Tiempo (t)

Cau

dal

(m3/

s)

N

2009 hidrometria pract

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