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HIDROLOGA: CALCULO DE Q DEL LA CUENCA DEL RIO PIQUIJACA.

HIDROLOGA: CALCULO DE Q DEL LA CUENCA DEL RIO PIQUIJACA.

INTRODUCCIN

En el presente documento se explica cmo llegar a obtener lminas de Curvas Isoyticas as mismo como el clculo de caudal que pasara por dicha cuenca, las cuales nos permitir una obtencin de datos que ayudar de una gran forma en el diseo de estructuras hidrulicas.Para la obtencin final de dichas laminas se utiliz los mtodos ya aprendidos y explicados en los trabajos anteriores, tales como la DISTRIBUCIN DE GUMBEL, DISTRIBUCIN LOG NORMAL 2 PARMETROS para hallar las precipitaciones segn los tiempos de retorno; para el clculo de los tiempos de concentracin se realizara mediante ROWE y KIRPICH. Los MTODOS DE SCS Y DE BELL se utilizaran para hallar las intensidades.En el presente informe se trabajara con 4 estaciones SALLIQUE, PUCARA, COLAZAY, PORCUYA; estos datos han sido adquiridas mediante el Senami y compartida con los alumnos del curso. Tambin se explica el tipo de informacin que hay en una estacin, especficamente acerca de lo que es PRECIPITACIN, el clculo se basa en datos obtenidos de estaciones denominadas PRECIPITACIN MXIMA EN 24 HORAS. A continuacin se detallan los clculos necesarios para encontrar lo que deseamos.

OBJETIVOS

Calcular el caudal para los tiempos de retorno de 10 y 25 aos, mediante curvas Isoyetas y los mtodos BELL y SCS.

Conocer el importante valor de procesar los datos, para tener como producto un dato que ser importante en la aplicacin para el diseo de diversas estructuras.

Aplicar los conocimientos tericos expuestos en clase.

UBICACIN DE LA CUENCACon el desarrollo de curso se viene realizando el estudio de la CUENCA HIDROGRFICA DE PIQUIJACA donde evaluamos su precipitacin pluvial mxima en horas datos obtenidos mediante SENAMI. Su ubicacin de dicha cuenca se encuentra aproximadamente en el departamento de Cajamarca provincia Jan, formada por el rio Piquijaca y cuya desembocadura se da en el rio huancabamba.

DELIMITACIN DE LA CUENCA DE PIQUIJACA, rio del mismo nombre cuya desembocadura lo hace en el rio Huancabamba

VISUALIZACIN EN 3D DE LA CUENCA PIQUIJACA

CALCULO DE ISOYETAS EN LA CUENCA DE PIQUIJACAAntes de explicar el mtodo, se presenta a continuacin un esquema de la clasificacin de la PRECIPITACIN (Informacin Pluvial):

PRECIPITACIONES MXIMAS EN 24 HORAS CON DATOS PROPIOSPara realizar este trabajo se ha tomado solo los datos comprados de todas las estaciones distribuidas en clase.Plano que consiste en las PRECIPITACIONES MXIMAS ANUALES de cada estacin.En la que lograremos representar trazar en el plano de la divisoria Isoyetas de igual precipitacin, tambin conocidas como isolineas, teniendo en cuenta las estaciones distribuidas en clase.

GENERACIN DE ISOYETASSe les denomina Isoyetas a la isolneaque une los puntos, en un plano cartogrfico, que presentan la mismaprecipitacinen la unidad de tiempo considerada. As, para una misma rea, se puede disear un gran nmero de planos con Isoyetas; como ejemplos, las Isoyetas de la precipitacin media de largo periodo del mes de enero, de febrero, etc., o las Isoyetas de las precipitaciones anuales

CALCULO DE GRAFICO ESTACIN vs INTENSIDADESPara realizar este punto del trabajo se generaron ocho planos, tomando los datos comprados ms los enviados por el ingeniero de todas las estaciones distribuidas en clase.Plano que consiste en representar las intensidades para los tiempos de retorno de 10 y 25 aos, y con un tiempo de duracin de 10 y 25 minutos. Estos datos se obtienen segn la distribucin de GUMBEL para hallar sus respectivas precipitaciones mximas, y realizado por los mtodos de Bell y SCS para hallar sus respectivas intensidades.

A continuacin se presenta un esquema resumen del proceso que se hizo, explicado anteriormente.

A continuacin se muestra la informacin recolectada del resto de estaciones, para poder llegar a nuestro objetivo de generar el plano de curvas de igual intensidad:

RECOLECCIN DE DATOSA continuacin se muestra la informacin recolectada del resto de estaciones, para poder llegar a nuestro objetivo de generar el plano de curvas de igual intensidad: Coordenadas de las estaciones a evaluar.UBICACIN DE LAS ESTACIONES

ESTACIN

COORDENADASPUCARA SALLIQUE PORCULLA COLASAY

LATITUD06 02' 30''05 39' 32''05 50' 22.7''

LONG.79 08' 02''79 18' 45''79 30' 20.6''

ALTITUD1061.6 m1789 m2169 m

Precipitaciones.PRECIPITACIONES MXIMAS EN 24 HORAS ANUALES DE LAS ESTACIONES

AOPUCARA SALLIQUE PORCULLACOLASAY

198787.6

198848.7

198974.3

199045.7

199137.5

199240.2

199365.1

199455.5

199523.671.1

199640.758.8

19971245.4

199860.142.9

199937.6

200070.5

200155.818.4

200240.641.420

200361.32318.5

200450.123.316.7

200550.23620

200651.255.4

200760.75317.2

200852.536.2117.1

200953.148.779.9

201045.136158.4

201131.836.838.5

201239.831.662.5

201347.520.837.3

Con ellos evaluaremos su GRADO DE CONFIABILIDAD de cada una para luego seguir con el proceso de clculos de tiempos de retorno para los aos respectivos.I. Para la estacin pucaraMTODO GUMBEL

Max.

0.14467947

Y como tenemos = 0.310.

Entonces comparando tenemos que la informacin es confiable GUMBEL.Adems con esta mxima precipitacin PODEMOS encontrar los tiempos de retorno para los aos de 10 y 25 aos ya que es CONFIABLE.

MTODO LOG. NORMAL 2 PARMETROS

Adems con esta mxima precipitacin PODEMOS encontrar los tiempos de retorno para los aos de 10 y 25 aos ya que es CONFIABLE LOG. NORMAL 2 PARMETROS.

II. Para la estacin sallique.MTODO GUMBEL

Max.

0.16652387


Entonces comparando tenemos que la informacin es confiable GUMBEL.Adems con esta mxima precipitacin PODEMOS encontrar los tiempos de retorno para los aos de 10 y 25 aos ya que es CONFIABLE


Adems con esta mxima precipitacin PODEMOS encontrar los tiempos de retorno para los aos de 10 y 25 aos ya que es CONFIABLE POR LOG. NORMAL 2 PARMETROS.

III. Para la estacin PORCUYAMTODO GUMBEL

Max.

0.171035


Entonces comparando tenemos que la informacin es confiable POR GUMBEL.


Adems con esta mxima precipitacin PODEMOS encontrar los tiempos de retorno para los aos de 10 y 25 aos ya que es CONFIABLE POR LOG. NORMAL 2 PARMETROS.

IV. Para la estacin COLASAY.MTODO GUMBEL

Max.

0.116010


Entonces comparando tenemos que la informacin es confiable POR GUMBEL.


CLCULO DEL TIEMPO DE CONCENTRACIN Para poder determinar el tiempo de concentracin de la cuenca de PIQUIJACA lo calcularemos mediante los mtodos de ROWE y KIRPICH.A. ROWEEste mtodo nos ayudara a conseguir el tiempo de concentracin evaluando la longitud vs el desnivel de cotas que existen en el punto ms alejado y el punto de inicio medido. Grafico 1

Donde:

Calculos de la cuenca de piquijacaCALCULO DE TIEMPO DE CONCENTRACIN

MTODO DE ROWE: CUENCA DE PIQUIJACA

COTA DE INICIOCOTA FINALLONGITUD (m)ALTURA (H)Tc (hora)

1004.12003264.937027.21562260.81702.1908

1004.12003285.450027.07032281.33002.1697

1004.12003104.568825.57242100.44882.0973

1004.12002780.320021.31271776.20001.8126

Como podemos evaluar que a medida que nos hacercamos a la desembocadura del rio piquijaca, este va disminuyendo su valor de tiempo de concentracion; por lo tanto, es que ya no continuamos con los calculo; si bien se sabe el valor a utilizar es el mayor tiempo de concentracion.Por lo tanto elegimos min

A. KIRPICHEste mtodo tambin nos permite encontrar la concentracin de una cuenca para ello tomamos de referencia el grafico 1.

Donde:

CALCULO DE TIEMPO DE CONCENTRACIN

MTODO DE KIRPICH: CUENCA DE PIQUIJACA

COTA INICIOCOTA FINALLONGITUD (m) Tc (minutos)

1004.12003264.937027215.63000.0831131.8931

1004.12003285.450027070.28600.0843130.6249

1004.12003104.568825572.37160.0821126.2654

1004.12002780.320021312.72170.0833109.1246

Como podemos evaluar que a medida que nos hacercamos tomando medidas de longitud de cauce a la desembocadura del rio piquijaca, este va disminuyendo su valor de tiempo de concentracion; por lo tanto, es lo que no continuamos con los calculos; si bien se sabe el valor a utilizar es el mayor tiempo de concentracion.Por lo tanto elegimos min

CALCULO DE LOS TIEMPOS DE RETORNO Ahora calculremos el tiempo de retorno para las estaciones en estudio de la cuenca de piquijaca.Por GUMBEL Para un tiempo de retorno Tr:

Esta ecuacion se resuelve aplicando logaritmos naturales

El objetivo es encontrar el y

POR LOG. NORMAL 2 PARAMETROSSea la variante aleatoria:

La funcin de la distribucin de y es:

Varianza:

Media:

Halla:

Siendo

a) ESTACION DE PORCULLA se calculo de la siguiente manera

RESUMEN : ESTACIN : PORCULLA

DISTRIBUCINTIEMPO RETORNO

10 AOS25 AOS

GUMBEL108.610141.390

LOG. NORMAL 2 PARMETROS100.347142.869

b) ESTACION DE PUCARA se calculo de la siguiente manera

RESUMEN ESTACIN : PUCARA


10 AOS25 AOS

GUMBEL56.07064.975

LOG .NORMAL 2 PARMETROS56.22964.490

c) ESTACION DE SALLIQUE se calculo de la siguiente manera

RESUMEN ESTACIN : SALLIQUE


10 AOS25 AOS

GUMBEL50.62258.624

LOG .NORMAL 2 PARMETROS50.76658.175

d) ESTACION DE PUCARA se calculo de la siguiente manera.

RESUMEN ESTACIN : COLASAY

DISTRIBUCINTIEMPO RETORNO AOS

10 AOS25 AOS

GUMBEL76.458695688.0142882


CALCULO de las INTENSIDADES de PRECIPITACIN.Calculo de la intensidades para ello exiten metodos como los que son como BELL y SCS. El que se utilzara en este trabajo es el metodo de BELL.

SOIL CONSERVATION SERVICE (scs)

NOTA : OMM, sugiere que :

F. BELL

Con los metodos mostrados se calculo las intensidades para cada tiempo de retorno, en cada uno de las estaciones.

a) ESTACION de PORCUYAPRECIPITACIN MXIMA 24 H ESTACIN PORCUYA.

PRECIPITACIN MAX. EN 24 HRS

DISTRIBUCINTIEMPO RETORNO (AOS)

1025

GUMBEL108.610141.390

LOG. NORMAL 2 PARM.100.347142.869

INTENSIDADES (mm/h) - SCS

DistribucinTiempos de Retorno(aos)

1025

GUMBEL21.2374993927.64746238

LOG NORMAL 2 PARAM19.6217725627.93652625

INTENSIDADES (mm/h) - BELL

DistribucinP=0.3862*P_max24h;T_R=aos INTENSIDADES (mm/h) : segn TR

10251025

GUMBEL41.9450013654.6049619925.4679779939.5119544

LOG NORMAL 2 PARAM.38.7538693655.1758759428.1334804443.13394813

b) ESTACION de PUCARA.PRECIPITACIN MXIMA 24 H ESTACIN PUCARA.



1025

GUMBEL56.07064.975




1025

GUMBEL10.9638539812.7052746

LOG NORMAL 2 PARAM10.994970612.61032922



10251025

GUMBEL21.6540969125.0934797213.1478375418.15755181

LOG NORMAL 2 PARAM.21.7155536224.905958413.9402434217.00989874

c) ESTACION de SALLIQUE.PRECIPITACIN MXIMA 24 H ESTACIN SALLIQUE.


DISTRIBUCINTIEMPO DE RETORNO - TR(AOS)

1025

GUMBEL52.6258.52

LOG. NORMAL 2 PARA52.2660.54



1025

GUMBEL10.2893106611.44299619

LOG NORMAL 2 PARAM10.2189162911.83798684



10251025

GUMBEL20.32184422.60042412.3389261916.35358564

LOG NORMAL 2 PARAM20.18281223.38054812.7934712815.65724924

d) ESTACION de COLASAY.PRECIPITACIN MXIMA 24 H ESTACIN COLASAY.



1025

GUMBEL76.4586956288.01428824

LOG. NORMAL 2 PARM.76.6865422387.18969987



1025

GUMBEL14.9507273217.21030699

LOG NORMAL 2 PARAM14.9952804317.04906705


DistribucinP=0.3862*P_max24h;T_R=aosINTENSIDADES (mm/h) : segn TR

10251025

GUMBEL29.5283482533.9911181217.9288901924.595851

LOG NORMAL 2 PARAM29.6163426133.6726620920.1792379224.29568878

Haciendo su tabla resumen tenemos de las estaciones, por lo que trabajaremos con los clculos de BELL ya que es ms preciso; para ello tenemos:

INTENSIDADES DE ESTACIONES SEGN BELL PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 10 AOS

PORCULLAPUCARASALLIQUECOLASAY

GUMBEL25.46797813.147837512.338926217.9288902

LOG. NORMAL28.133480413.940243412.793471320.1792379

INTENSIDADES DE ESTACIONES SEGN BELL PARA UN TIEMPO DE RETORNO DE 25 AOS

PORCULLAPUCARASALLIQUECOLASAY

GUMBEL39.511954418.157551816.353585624.595851

LOG. NORMAL43.133948117.009898715.657249224.2956888

En el plano que se detallara al final las intensidades sern por GUMBEL.

Por el MTODO RACIONAL tenemos que conocer los siguientes.

BLAIR: RIEGO Y AVENAMIENTONATURALEZA DE LA SUPERFICIERELIEVE ( TOPOGRAFA)

CULTIVOS GENERALES

PASTOS

SIN COBERTURA VEGETAL

BOSQUES 0.60

0.36

0.80

0.18

0.72

0.42

0.70

0.21

Bosque

PASTOSSin cobertura

Delimitacin de las reas verdes segn imagen sacada de gloogle heart.

ENTONCES

Luego el clculo de la INTENSIDAD PROMEDIO ser:

Para una intensidad de 10 aos se calcul de la siguiente manera que ms adelante se detalla en los planos adjuntos.

Hallando la intensidad promedio para un tiempo de retorno de 10 y 25 aos, respectivamente.PARA 10 AOS

INTENSIDAD REArea*Intensidad.Intensidad promedio

18.51222802.9922316154.514.9811967

1830823434.9523998394

1658295116.1874426741

1474247551.41039465720

1423014718.1345220771

165004895.2180078323.3

SUMA1926085192885506103

PARA 25 AOS

INTENSIDAD AREAArea*Intensidad.Intensidad promedio

27.33010228.6380222592.920.4748161

2615295742.2382393555

2427385696.3629871014

2233481243.8703106120

2033992403.4645855665

1841825614.1752861054

1820820619.2395591765

2015737064.5330478355

221011351.0122249722.3

SUMA1925599633942629844

Y el caudal para un tiempo de retorno de 10 aos y 25 aos, con un tiempo de concentracin ser:

REA TOTAL :19255.9963Ha

TIEMPO DE CONCENTRACIN :2.19821833hora

C :0.539

Intensidad14.981196720.4748161

DISTRIBUCIN10 AOS25 AOS

GUMBEL431.915475590.299302

CONCLUSIONES

En conclusin tenemos que los CAUDALES MXIMOS para los tiempos de retorno de 10 y 25 aos son: y El mtodo de las Isoyetas no brinda mejor precisin para el clculo de la intensidad promedio. La ubicacin de las coordenadas de las estaciones no lograron cubrir toda el rea de la cuenca de PIQUIJACA por lo que se tubo que proyectar las lneas de intensidad para facilitar el clculo de la intensidad. El mtodo de KIRPICH el mejor tiempo de concentracin en comparacin de lo de ROWE , por lo tanto el clculo se utiliz KIRPICH.

Escuela de Ingeniera Civil UNPRG Pgina 8

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