INFORME AFORO DEL RO1. UBICACIN:

El aforo que observamos el aforo realizado en la Cuenca del Ro Rmac en la Estacin Hidrolgica de Chosica.

2. DEFINICIONES:

El aforo es un trabajo que tiene como ciencia a La Hidrologa valindose de la Hidrometra.

En La hidrometra aparte de medir el agua, comprende tambin el planear, ejecutar y procesar la informacin que se registra de un sistema de riego, sistema de una cuenca hidrogrfica, sistema urbano de distribucin de agua. La hidrometra tiene dos propsitos generales:a) Conocer el volumen de agua disponible en la fuente (hidrometra a nivel de fuente natural).

b) Conocer el grado de eficiencia de la distribucin (hidrometra de operacin.

Reporte.

Es el resultado del procesamiento de un conjunto de datos obtenidos, en el cual normalmente una secuencia de caudales medidos se convierte en un volumen por perodo mayor ( m3/da, m3/mes, etc..

Medicin de agua.

La medicin del caudal o gasto de agua que pasa por la seccin transversal de un conducto (ro, riachuelo, canal, tubera) de agua, se conoce como aforo o medicin de caudales. Este caudal depende directamente del rea de la seccin transversal a la corriente y de la velocidad media del agua.

La frmula que representa este concepto es la siguiente:

Q = A x V (1)

Donde:

Q = Caudal o Gasto.

A = rea de la seccin transversal.

V = Velocidad media del agua en el punto.

Los mtodos ms conocidos de aforos de agua son los siguientes:

a) Mtodo del correntmetro.

b) Mtodo del Flotador.

c) Mtodo usando dispositivos especiales tales como: vertederos y canaletas (parshall, trapezoidal, sin cuello, orificio, etc.).

Para la medicin del agua existen varios mtodos, siendo los mas utilizados el mtodo del correntmetro y el mtodo del flotador.3. AFORO :

A. AFORO CON CORRENTOMETRO

El mtodo utilizado en el aforo del ro en Chosica fue el mtodo del correntmetro, porque se hace difcil y costoso implementar vertederos con la sola finalidad de definir seccin de aforo, como es el mtodo ms utilizado en ros y arroyos es por eso que la medicin se hace con el uso del correntmetro que mide la velocidad en un punto dado de la masa de agua, estos trabajos de aforo se realizan por periodos dependiendo de cuanto vare el caudal del ro.Existen varios tipos de correntmetros, siendo los mas empleados los de hlice de los cuales hay de varios tamaos; cuando ms grandes sean los caudales o ms altas sean las velocidades, mayor debe ser el tamao del aparato.

Cada correntmetro debe tener un certificado de calibracin en el que figura la frmula para calcular la velocidad sabiendo l numero de vueltas o revoluciones de la hlice por segundo. Estos correntmetros se calibran en laboratorios de hidrulica: una formula de calibracin es la siguiente

v = a n + b

Donde:

V es la velocidad del agua, en m / s

n es l numero de vueltas de la hlice por segundo.

a es el paso real de la hlice en metros.

b es la llamada velocidad de frotamiento en m / s

Como el Correntmetro mide la velocidad en un punto, para obtener la velocidad media de un curso de agua se deben en ciertos casos, medir la velocidad en dos, tres o ms puntos, a diversas profundidades a lo largo de una vertical y a partir de la superficie del agua.

Las profundidades en las cuales se mide las velocidades con el correntmetro en funcin de la altura del tirante de agua d.

Tirante de agua ( d )Profundidad de lectura del Correntmetro

Cmcm

< 15d / 2

15 < d < 450,6 d

> 450,2 d y 0.8 d o

0.2 d, 0.6 d y 0.8 d

Conocidas las profundidades se calcula el rea de la seccin transversal, la que se utilizara para l clculo del caudal

Donde:

Vvelocidad determinada con el correntmetro

Area de la seccin transversal

Q=vxAPROCEDIMIENTO DEL AFORO HACIENDO USO DEL CORRENTOMETRO El aforo de un ro tambin se hace en una seccin transversal del curso de agua a la que llamaremos a la seccin de control.

El lugar donde siempre se va ha aforar el agua, toma el nombre de estacin de aforo.

El lugar que se escoja para establecer una estacin de aforo debe reunir ciertos requisitos, algunos de los cuales fueron mencionados al tratar las condiciones de la seccin de aforos.

1) El tramo del ro que se escoja para medir el agua debe ser recto, en una distancia de 150 a 200 metros, tanto aguas arriba como agua abajo de la estacin de aforo. En este tramo recto, no debe confluir ninguna otra corriente de agua.

2) La seccin de control debe estar ubicada en un tramo en el cual el flujo sea calmado y, por lo tanto, libre de turbulencias, y donde la velocidad misma de la corriente este dentro de un rango que pueda ser registrado por un correntmetro.

3) El cauce del tramo recto debe estar limpio de malezas o matorrales, de piedras grandes, bancos de arenas, etc. para evitar imprecisiones en las mediciones de agua. Estos obstculos hacen ms imprecisas las mediciones en pocas de estiaje.

4) Tanto agua abajo como aguas arriba, la estacin de aforo debe estar libre de la influencia de puentes, presas o cualquier otras construccin que pueda afectar las mediciones.

5) El sitio debe ser de fcil acceso para realizar las mediciones.

En un ro para determinar el caudal que pasa por una seccin transversal, se requiere saber el caudal que pasa por cada una de la subsecciones en que se divide la seccin transversal. Para eso se sigue el siguiente procedimiento ver la figura 1 y del formato 1 para registrar las observaciones y calcular las velocidades y caudales.

1. La seccin transversal del ro donde se va ha realizar el aforo se divide en varias subsecciones, tal como se puede observar en la figura 1.

El nmero de subsecciones depende del caudal estimado que podra pasar por la seccin : En cada subseccin, no debera pasar ms del 10% del caudal estimado que pasara por la seccin. Otro criterio es que, en cauces grandes, el nmero de subsecciones no debe ser menor de 20.

2. El ancho superior de la seccin transversal (superficie libre del agua) se divide en tramos iguales, cuya longitud es igual al ancho superior de la seccin transversal dividido por el nmero de subsecciones calculadas

3. En los lmites de cada tramo del ancho superior del cauce, se trazan verticales, hasta alcanzar el lecho. La profundidad de cada vertical se puede medir con la misma varilla del correntmetro que est graduada. Las verticales se trazan en el mismo momento en que se van a medir las velocidades.

4. Con el correntmetro se mide la velocidad a dos profundidades en la misma vertical a 0.2 y a 0.8 de la profundidad de la vertical, para lo cual se toma el tiempo que demora el correntmetro en dar 100 revoluciones y se calcula el nmero de revoluciones por segundo; con este dato se calcula la velocidad del agua en cada una de las profundidades utilizando la formula correspondiente, segn el nmero de revoluciones por segundo (n). En el caso de nuestro ejemplo se emplean las siguientes formulas.

V = 0,2465n + 0,015 cuando n es < 0,72

V = 0,2690n + 0,006 cuando n es > que 0,72

5. Se obtiene la velocidad promedio del agua en cada vertical. La velocidad promedio del agua en cada subseccin es el promedio de las velocidades promedio de las verticales, que encierran la subseccin.

6. El rea de cada subseccin se calcular fcilmente considerndola como un paralelogramo cuya base ( ancho del tramo) se multiplica por el promedio de las profundidades que delimitan dicha subseccin.

7. El caudal de agua que pasa por una subseccin se obtiene multiplicando su rea por el promedio de las velocidades medias registradas, en cada extremo de dicha subseccin.

8. El caudal de agua que pasa por el ro es la suma de los caudales que pasan por las subsecciones

0 40 cm 80 cm 120 cm 160 cm 200 cm 240 cm 280 cm

60 cm 70 cm 75 cm 75 cm 74 cm 70cm 50cm

Fig. 1 Tramos en que se divide el ancho superior del ro, sub divisiones y profundidad de las verticales.B. AFORO CON LIMNMETROS Y LIMNGRAFOSEste es uno de los mtodos que tambin se lleva a cabo en la estacin Higrolgica de Chosica, usando limnmetro y limngrafo, puesto que usar frecuentemente el correntmetro en impracticable por lo difcil y tedioso de realizar las mediciones con este instrumento, Un limnmetro es simplemente una escala tal como una mira de topgrafo, graduada en centmetro. Se puede utilizar la mira del tipgrafo, pero, por lo general, se pinta una escala en una de las paredes del ro que debe ser de cemento. Basta con leer en la escala o mira, el nivel que alcanza el agua para saber el caudal de agua que pasa en este momento, pero previamente se tiene que calibrar la escala o mira.

La calibracin consiste en aforar el ro varias veces durante el ao, en pocas de estiaje y pocas de avenidas, por el mtodo de correntmetro y anotar la altura que alcanz el agua, medida con el limnimetro.

Se hace varios aforos con correntmetro para cada determinada altura del agua. Con los datos de altura del agua (y) y del caudal (q) correspondiente obtenido, se construye la llamada curva de calibracin en un eje de coordenadas cartesianas figura (2)

Lectura de Mira

cm

Caudal del Agua (Q).

Fig. 2 Curva de calibracin del limnimetro basado en datos de aforos medido con chorreen metro.

El limnimetro siempre debe colocarse, en el mismo sitio cada vez que se hace las lecturas y su extremidad inferior siempre debe estar sumergida en el agua.

Los Limnimetros pueden ser de metal o de madera. Un a escala graduada pintada en una pared de cemento al costado de unas de las riveras del ro, tambin puede servir de limnimetro.

Por lo general, aforos de agua se hace tres veces en el da, a las 6am, 12 m, y 6 PM. Para obtener el caudal medio diario.

Una mejor manera de aforar el agua es empleando un aparato llamado limnigrafo, el cual tiene la ventaja de poder medir o registrar los niveles de agua en forma continua en un papel especialmente diseado, que gira alrededor de un tambor movido por un mecanismo de relojera.

Los limngrafos estn protegidos dentro de una caseta. Al comprar uno viene acompaado de las instrucciones para su operacin y cuidado.

4. SISTEMA ESTADSTICO DE LA INFORMACIN HIDROMTRICA:La informacin obtenida en la red a travs de las estaciones de medicin requiere el establecimiento de los mtodos y formatos de registro, en este sentido a fin de que las labores a ejecutar tengan el xito deseado, es necesario que la accin vaya anticipada de la planificacin de las tareas a realizar. Esto significa entre otros aspectos, definir el objetivo de las acciones que se plantea ejecutar. Asimismo fijar las actividades y metas a alcanzar.

Para establecer las metas es conveniente la divisin del sistema en reas de control hidromtrico, las cuales debern ser marcadas en un plano y establecidas la responsabilidad del personal participante.

Determinados los sitios donde se efectuarn los aforos se definirn los mtodos y tipo de formatos que nos permitan obtener con mayor exactitud los volmenes que discurren por el sistema de riego en un momento determinado

Entrega de la informacin para ser utilizada en las rutinas de operacin.

La salida y distribucin oportuna de la informacin procesada es enviada a la unidad de operacin de la Junta de Usuarios y Comisiones de Regantes, para ser utilizadas como elementos de juicio para poder realizar los movimientos de las compuertas indispensables que nos aseguren una correcta operacin del sistema de riego. Depende del justo manejo de estos datos para mantener un constante equilibrio y para que las diferentes partes de un sistema no se vean castigadas por excesos o deficiencia de agua y respondan a las necesidades de riego.

Se necesita concentrar y conservar toda la informacin, tanto de base de datos, como la procesada en cuadros, tablas, grficos, y otros en archivos y sistemas de computo en un lugar apropiado.5. OJETIVO:El objetivo principal de ste trabajo de aforo es proveer de datos oportunos y veraces que una vez procesados proporcionen informacin adecuada para lograr una mayor eficiencia en la programacin, ejecucin y evaluacin del manejo del agua en un sistema de riego. El uso de una informacin ordenada nos permite:

a. Dotar de informacin para el ajuste del pronstico de la disponibilidad de agua. Mediante el anlisis estadstico de los registros histricos de caudales de la fuente (ro, aguas subterrneas, etc.), no es posible conocer los volmenes probables de agua que podemos disponer durante los meses de duracin de la campaa agrcola. Esta informacin es de suma importancia para la elaboracin del balance hdrico, planificacin de siembras y el plan de distribucin del agua de riego.

b. Monitorear la ejecucin de la distribucin. La hidrometra proporciona los resultados que nos permiten conocer la cantidad, calidad y la oportunidad de los riegos; estableciendo si los caudales establecidos en el plan de distribucin son los realmente entregados y sobre esta base decidir la modificacin del plan de distribucin, en caso sea necesario.

c. Adems de los anteriormente la hidrometra nos sirve para determinar la eficiencia en el sistema de riego y eventualmente como informacin de apoyo para la solucin de conflictos.6. IMGEN DE AFORO HACIENDO USO DEL CORRENTOMETRO

PLANMETRO

El planmetro es un instrumento que se utiliza para medir reas sobre mapas.

Consta de un brazo trazador, ajustable, que est en relacin con la escala del mapa. Un extremo del brazo se halla unido a otro, denominado brazo polar, en el otro extremo posee una mirilla o un punzn trazador con el que se recorre el permetro del arrea que se ha de medir, en el sentido de las manecillas del reloj.

Cuando se emplea la tabla de constantes que trae el planeamiento, se grada el brazo trazador colocndolo en la posicin correspondiente a la escala del mapa, se recorre el permetro del arrea con la mirilla y se lee el valor de la superficie del terreno en el disco graduado del instrumento.

l arrea se calcula segn la ecuacin : A = K . LDonde: A = arrea (m)

K = constante del planmetro segn escala del mapa (m2)

L = lecturas del promedio con el planmetro, de la figura cuya are se desea conocer (adimensional).

PROCEDIMIENTO:

Cuando no se usa la tabla y se desea calcular el arrea de un terreno sobre un mapa

(ejemplo 1:1.000), se procede de la siguiente forma:

Se coloca el brazo trazador en cualquier posicin. Ejemplo 1:15

Se gradan el disco y el nonio del instrumento en ceros y se recorre el permetro de un arrea conocida, que puede ser un cuadrado de 1X1 cms y cuya superficie en el terreno, en escala 1:10.000 corresponde a un cuadrado de 100X100m y arrea de 10.000 m2 , la lectura para este cuadrado en el planmetro es de 0.1

La constante ser: A = K .L K = A / L

K = 10.000 m2 / 0.1 = 100.000 m2 = 10Has

Se colocan el disco y el nonio, nuevamente en ceros y se recorre el permetro del arrea que se requiere medir, de la cual se harn 3 lecturas, que luego se promedian. (ejemplo 0.65)

Finalmente el arrea se calcula a partir de la ecuacin ya mencionada.

A = K . L

Ejemplo: A = 10Has. (0.65) = 6.5Has

. Introduccin: Uno de los principales objetivos de los levantamientos topogrficos es la determinacin del rea de las zonas o parcelas a que el levantamiento se refiere.

De igual manera, la medicin de reas sobre mapas y planchas es indispensable en trabajos o proyectos de ingeniera.

Dependiendo de la escala del mapa y del mtodo o instrumento utilizado, ser tambin la precisin del resultado obtenido.

2. Objetivos: Conocer y aprender los mtodos para el calculo de reas.

Establecer el grado de precisin entre los diferentes mtodos.

Interpretar los resultados y su posterior aplicacin.

Mtodos: Por compensacin de figuras geomtricas:Este mtodo consiste en descomponer la zona, cuya rea se desea calcular, en figuras geomtricas regulares como cuadrilteros, tringulos, trapecios, etc. Sin embargo, la figura geomtrica mas empleada es el tringulo.

Segn la escala del mapa, se determinan las dimensiones de cada figura, se calcula el rea y la sumatoria de todas las arreas de las figuras, es el arrea requerida.

PROCEDIMIENTO: Sobre una hoja de papel transparente se dibuja el permetro del arrea que se quiere medir.

Se divide el arrea por secciones adoptndolas a figuras geomtricas regulares como tringulos, cuadrilteros y trapecios, etc.

Se calcula el arrea de cada figura aplicando las formulas correspondientes.

A1 = ( b X h ) / 2 A2 = ( b X h ) / 2 A3 = ( b X h ) / 2 A4 = ( b X h ) / 2

At = A1 + A2 + A3 + A4 Segn la escala del mapa, se hace la conversin de este resultado a su equivalente en el terreno.

Mediante papel milimetrado o cuadriculado.PROCEDIMIENTO: Sobre una hoja de papel transparente se dibuja el permetro del arrea que se desea medir.

Este papel transparente con el dibujo del permetro se coloca sobre una hoja de papel cuadriculado y se cuentan los cuadros de 5 X 5 mm que quedan completamente dentro del permetro del arrea a medir.

Se realiza el conteo de los cuadros que quedan parcialmente sobre el permetro y los resultantes que quedaron sobre el permetro.

Se calcula el arrea del terreno que representa un cuadrado de acuerdo con la escala.

Se multiplica el valor de un cuadro por el nmero total de cuadros.

Medicin de reas con red de puntos.PROCEDIMIENTO:

En una hoja de papel transparente se elabora una red de puntos con una separacin que puede ser 0.5 o 1.0cms entre puntos.

Esta red se coloca sobre el mapa y se cuentan los puntos que quedan dentro del permetro.

Se realiza el conteo de los puntos que quedaron sobre el permetro del arrea y se dividen por 2.

Se suman los puntos que quedan dentro del arrea y los que quedaron sobre el permetro.

De acuerdo a la escala del mapa, se calcula el arrea del terreno para un punto, de acuerdo a su separacin, segn sea 0.5 0 1.0 cms.

Se multiplica el valor de un punto por la sumatoria de los puntos.

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