estudio hidrologico parque eolico
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Estudio Hidrologico Parque EolicoTRANSCRIPT
Estudio Hidrológico
Parque Eólico
Estado de Sonora.
1 CALCULO DE GASTOS MÁXIMOS EN CUENCAS PEQUEÑAS....................................3
1.1 INTRODUCCIÓN........................................................................................................3
1.2 MÉTODO RACIONAL.................................................................................................4
1.3 INTENSIDAD DE LLUVIA..............................................................................................4
1.4 TIEMPO DE CONCENTRACIÓN.....................................................................................6
1.5 COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO DE LA CUENCA............................................................7
1.6 PERIODO DE RETORNO..............................................................................................7
1.7 RESULTADOS...........................................................................................................7
2 OBRAS DE DRENAJE TRANSVERSAL.......................................................................8
2.1 INTRODUCCIÓN........................................................................................................8
2.2 CALCULO HIDRÁULICO...............................................................................................8
2.3 CALCULO DE LAS OBRAS PROYECTADAS......................................................................11
3 Anexo 1. Mapas de Isoyetas....................................................................................12
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1 Calculo de Gastos Máximos en Cuencas Pequeñas
1.1 MÉTODO RACIONAL
Este método asume que el máximo porcentaje de escurrimiento de una cuenca
pequeña, ocurre cuando la totalidad de tal cuenca está contribuyendo al escurrimiento,
y que el citado porcentaje de escurrimiento es igual a un porcentaje de la intensidad de
lluvia promedio; lo anterior se expresa mediante la siguiente fórmula:
QTr=0,278·C·I·A
Donde:
QTr = Gasto máximo para el periodo de retorno Tr establecido, (m³/s).
C = Coeficiente de escurrimiento de la cuenca en estudio, adimensional.
I = Intensidad de lluvia para una duración de tormenta igual al tiempo de concentración
tc, para el periodo de retorno Tr establecido, (mm/h).
A = Área de la cuenca (Km2).
A continuación se expondrá el proceso de obtención de los valores de I y de C que
definirán totalmente la fórmula anterior:
1.2 INTENSIDAD DE LLUVIA
La precipitación se caracteriza por la variación de las intensidades de lluvia dentro de la
cuenca respecto a la duración de las tormentas que las generan con diferentes
periodos de retorno (Tr). La intensidad de lluvia (I), expresada normalmente en
milímetros por hora, es la relación entre un incremento de altura de precipitación (P)
ocurrida y el tiempo de duración (t) que la generó y su variación se representa en
forma gráfica mediante curvas de intensidad-duración-periodo de retorno, las que se
determinan en función de los datos hidrológicos disponibles.
Isoyetas
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Las características de la precipitación se determinan, como se describe a continuación,
mediante la utilización de las isoyetas o curvas de igual intensidad de lluvia contenidas
en la última versión de la publicación Isoyetas de Intensidad – Duración – Frecuencia de
la República Mexicana, editada por la Dirección General de Servicios Técnicos de la
Secretaría, mismas que se han determinado con base en datos obtenidos de estaciones
pluviográficas, así como en alturas de precipitación medidas en estaciones
pluviométricas de las que se infirieron sus distribuciones en el tiempo y se han trazado
en mapas geográficos de cada Estado de la República, para diferentes duraciones de
tormenta y periodos de retorno. Los mapas de Isoyetas utilizados se pueden consultar
en la anexo 1 de este estudio.
Se ubica la cuenca que se estudia en los mapas geográficos correspondientes e
Interpolando las isoyetas se estima la intensidad de lluvia (I) para cada duración de
tormenta (t) y periodo de retorno (Tr), asentándola en un registro que se muestra a
continuación:
Duración t (min)Periodo de Retorno Tr (años)
10 20 25 50 100Intensidad de lluvia I (mm/h)
5 150 175 200 215 22510 120 130 140 150 16020 90 100 105 120 13030 70 75 85 90 10060 40 45 50 60 65
120 22 30 30 40 45
Se representan los datos gráficamente, en el que las ordenadas en escala natural
corresponden a las intensidades de lluvia y las abscisas en escala logarítmica, a las
duraciones, para cada uno de los periodos de retorno, definiendo de esta manera las
curvas intensidad-duración-periodo de retorno respectivas:
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0
50
100
150
200
250
1 10 100 1000
Inte
nsid
ad d
e llu
via I
, (m
m/h
)
Duración t, (min)
Curva Intensidad-Duración-Periodo de Retorno
Tr=10
Tr=25
Tr=50
Tr=100
Potencial (Tr=10)
Potencial (Tr=25)
Potencial (Tr=50)
Potencial (Tr=100)
1.3 TIEMPO DE CONCENTRACIÓN
Para poder hacer uso de las curvas intensidad-duración-periodo de retorno, es
necesario conocer el tiempo de concentración de la lluvia, que se define como el
tiempo que pasa desde el final de la lluvia neta, hasta el final de la escorrentía directa.
Representa el tiempo que tarda en llegar al aforo la última gota de lluvia que cae en el
extremo más alejado de la cuenca y que circula por escorrentía directa. Por lo tanto, el
tiempo de concentración sería el tiempo de equilibrio o duración necesaria para que;
con una intensidad de escorrentía constante; se alcance el caudal máximo.
Con la longitud (L) y la pendiente media del cauce principal (Sc), se calcula el tiempo de
concentración (tc), mediante la fórmula de Kirpich:
Donde:
tc = Tiempo de concentración, (h).
L = Longitud del cauce principal, (km).
S = Pendiente media del cauce principal, adimensional.
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Con el tiempo de concentración en horas o transformado a minutos, según se requiera,
se entra verticalmente en las curvas de intensidad-duración-periodo de retorno, hasta
la curva correspondiente al periodo de retorno establecido y se determina
horizontalmente la intensidad de lluvia en milímetros por hora.
1.4 COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO DE LA CUENCA
Utilizando la información contenida en el estudio geológico, con apoyo en las
fotografías aéreas y en las cartas topográficas, geológicas, edafológicas y de uso del
suelo y con base en los datos recabados durante el reconocimiento de campo, se
determina el coeficiente de escurrimiento de la cuenca, asignando un valor de 0,20
para todas las cuencas del estudio.
1.5 PERIODO DE RETORNO
Dado que no existe la posibilidad de que pequeñas inundaciones provoquen daños de
importancia en la zona se ha decidido limitar el periodo de retorno a 25 años en todas
las obras de drenaje.
1.6 RESULTADOS
A continuación se presentan los resultados de la aplicación del método anteriormente
descrito a las cuencas de estudio. El proceso de cálculo sería:
Elaboración de las curvas de intensidad-duración-periodo de retorno.
Calculo del tiempo de concentración (tc).
Determinación de la Intensidad de lluvia (I) a través de las curvas de intensidad-
duración-periodo de retorno.
Obtención del gasto de máximo de avenida (Q) para el periodo de retorno
considerado.
A continuación se presentan los resultados obtenidos en cada una de las cuencas en las
que la aplicación de este método es válida:
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ODT VIAL PK CUENCA S (Km2) L (m) Tc(h) I(mm/h) Q(m3/seg)1 EJE 1 1+250 A 9,68 1698 0,32 98,60 5,312 EJE 1 7+110 B 28,21 4266 0,68 62,83 9,863 EJE 1 7+630 C 37,10 3970 0,58 69,26 14,294 EJE 2 0+160 D 13,52 2636 0,42 84,08 6,325 EJE 2 0+440 E 5,96 2094 0,34 94,97 3,156 EJE 2 1+325 F 2,38 934 0,15 154,93 2,057 EJE 2 3+210 G 2,04 725 0,11 186,15 2,128 EJE 3 0+485 H 7,72 2116 0,33 95,72 4,119 EJE 3 0+535 J 5,21 1869 0,26 110,39 3,20
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