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Procesos Físicos Involucradosen laGeneraciónde Escorrentía
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Procesos Fsicos Involucrados en la Generacin de Escorrenta
Procesos Fsicos Involucrados en la Generacin de Escorrenta
Generacin de escorrenta en un punto depende de:
Intensidad o cantidad de lluviaCondiciones antecedentes de humedad de sueloSuelos y vegetacinProfundidad del nivel fretico (topografia)Escala de tiempo de inters
Todos estos varan espacialmente. Naturaleza Fractal.
Variacin estacional de la saturacion
Metodos de Prediccin de Caudales en un sitio
Hidrologa dinmica Basada en principios fsicos Descripcin mecanicista. Modelos distribuidos. Dificil dados todos los detalles locales. Escalamiento estadstico, Q(Tr)=cA(Tr)
Ingeniera Hidrolgica (emprica)Frmula RacionalMtodos complejos suelo-coberturaOtros
Frmula Racional
Qp = C iA
QP = caudal pico C , coeficiente adimensional C=f (uso del suelo , pendiente) http://ceeserver.Cee.Cornell.Edu/mw24/cee332/scs_cn/runoff_coefficients.Htm i = intensidad de la lluvia [L/T] = f (duracin de la tormenta)A = area de drenaje [L2]
Frmula Racional Tiempo de Concentration (Tc)
Tiempo requerido (despus del inicio de la tormenta) para que el punto mas distante de la cuenca comience a contribuir al caudal a la salida de la cuenca.Tc afecta la forma del hidrograma de respuesta (registro del caudal en funcion del tiempo).
Ecuacin de Kirpich Tc = tiempo de concentracin [min]L = longitud de corrientes or trayectoria de flujo [ft]h = diferencia de cotas entre los extremos de la cuenca [ft]
Formula Racional - Aplicacin
Estime tc Escoja la duracin de la tormenta = tc (Por qu?)Estime la intensidad de la lluvia (Curvas I-D-F)Convierta la intensidad puntual de la lluvia a intensidad espacial.Estimate el coeficiente de escorrenta, C, con base en uso del suelo.LimitacionesRazonable para cuencas pequeasEl coeficiente de escorrenta no es constante durante una tormenta. No predice la variacin con el tiempo (slo el caudal pico).Slo es aplicable para tormentas de duracin mayor que el tiempo de concentracin.
Nomenclatura
Existen muchos tipos de Hidrogramas. Poca ciencia, muchos supuestos discutiblesSupuestosLinealidad Hidrografas se pueden superponer linealmente. Distribucion uniforme de la lluvia en toda la cuenca.
Hidrografa de Equilibrio
Lluvia UniformeEntradas = SalidasEquivale a sumar n hidrografas en el tiempoProduce Curva S
Metodos de Estimacion Flujo Base
Linea RectaABC continua la curva de recesion- concava Metodos EmpiricosMetodos fisicos (Ceballos y Poveda 2002)
Mtodo Hidrograma UnitarioSe estima a partir de datos de tormenta y respuesta de caudal
Hidrograma Unitario P. ej. 2 horas
Curva S para HU
Curvas-S
Convierta HU de 2 horas a 3 horas.
Rezague cada HU de 2-hr por la duracion D.
Agregue para producir curva S.
Rezague las curvas S en el tiempo y reste
HU de 3 horas a partir de HU de 2 hr. (D/D)
Convolucion de Hidrogramas
Hidrografa de respuesta ala tormenta
Mtodos de HU Sintticos
Mtodo de Snyder (1938) Mtodo de Clark (1945) Nash (1958) SCS (1964, 1975) Espey-Winslow (1968) Onda Cinematica (1970s)Cambio de uso del suelo?
David Tarbotonescorrentia y caudales.ppt
Generacin de escorrenta en un puntodepende de:
Intensidad o cantidad de lluvia Condiciones antecedentes de
humedad de suelo Suelos y vegetacin Profundidad del nivel fretico
(topografia) Escala de tiempo de inters
Todos estos varan espacialmente.
Naturaleza Fractal.
Variacin estacional de la saturacion
Metodos de Prediccin de
Caudales en un sitio
Hidrologa dinmica Basada en principios fsicos Descripcin mecanicista. Modelos
distribuidos. Dificil dados todos los detalles
locales.
Escalamiento estadstico, Q(Tr)=cA(Tr)
Ingeniera Hidrolgica (emprica) Frmula Racional Mtodos complejos suelo-cobertura Otros
Frmula Racional Qp = C iA
QP = caudal pico C , coeficiente adimensional
C=f (uso del suelo , pendiente) http://ceeserver.Cee.Cornell.Edu/m
w24/cee332/scs_cn/runoff_coefficients.Htm
i = intensidad de la lluvia [L/T] = f (duracin de la tormenta)
A = area de drenaje [L2]
Frmula Racional Tiempo de Concentration (Tc)
Tiempo requerido (despus del inicio de la tormenta) para que el punto mas distante de la cuenca comience a contribuir al caudal a la salida de la cuenca.
Tc afecta la forma del hidrograma de respuesta (registro del caudal en funcion del tiempo).
Ecuacin de Kirpich Tc = tiempo de concentracin [min] L = longitud de corrientes or trayectoria
de flujo [ft] h = diferencia de cotas entre los extremos
de la cuenca [ft]
385.036
hL 10 x 3.35
=
ct
pQ CiA=
Formula Racional - Aplicacin
Estime tc Escoja la duracin de la tormenta = tc (Por qu?) Estime la intensidad de la lluvia (Curvas I-D-F) Convierta la intensidad puntual de la lluvia a
intensidad espacial. Estimate el coeficiente de escorrenta, C, con base
en uso del suelo. Limitaciones
Razonable para cuencas pequeas El coeficiente de escorrenta no es constante
durante una tormenta. No predice la variacin con el tiempo (slo el
caudal pico). Slo es aplicable para tormentas de duracin
mayor que el tiempo de concentracin.
Existen muchos tipos de Hidrogramas. Poca ciencia, muchos supuestos discutibles Supuestos
Linealidad Hidrografas se pueden superponerlinealmente.
Distribucion uniforme de la lluvia en toda la cuenca.
Nomenclatura
Duracion de tormenta, D
Precipitacion
P
Caudal
Q Flujo Base
Caudal Pico
Nuevo Flujo Base
Tiempo
tp
Sin lluvia
tl
HidrografaHidrografa de de EquilibrioEquilibrio
Lluvia Uniforme
Entradas = Salidas
Equivale a sumar nhidrografas en el tiempo
Produce Curva S
Metodos Metodos de de Estimacion Flujo Estimacion Flujo BaseBase
Linea Recta
ABC continua la curvade recesion- concava
Metodos Empiricos
Metodos fisicos (Ceballos y Poveda 2002)
Mtodo Hidrograma UnitarioMtodo Hidrograma Unitario
Se Se estima estima a a partir partir de de datos datos de de tormenta tormenta y y respuesta respuesta de caudalde caudal
Ajustado a lluvia neta
Hidrograma Unitario Hidrograma Unitario P. P. ejej. 2 . 2 horashoras
LluviaNeta
Qp
CurvaCurva S S parapara HUHU
CurvasCurvas--SS
Convierta HU de 2 horas a 3 horas.
Rezague cada HU de 2-hr por la duracion D.
Agregue para producir curva S.
Curva-S
RezagueRezague laslas curvascurvas S S en el en el tiempotiempo y y restereste
Rezague por D y reste ambas curvas
HU de 3 HU de 3 horashoras a a partirpartir de de HU de 2 hr. (D/D)HU de 2 hr. (D/D)
HU de 3 horas
ConvolucionConvolucion de de HidrogramasHidrogramas
Hidrografade respuesta ala tormenta
1
2
3
31 2
Agregue las ordenadas de los tres para proucir la Hidrograma de la tormenta
MtodosMtodos de HU de HU SintticosSintticos
Mtodo de Snyder (1938) Mtodo de Clark (1945)
Nash (1958)
SCS (1964, 1975)
Espey-Winslow (1968)
Onda Cinematica (1970s)
Cambio de uso del suelo?
Procesos Fsicos Involucrados en la Generacin de EscorrentaGeneracin de escorrenta en un punto depende de:Variacin estacional de la saturacionMetodos de Prediccin de Caudales en un sitioFrmula RacionalFrmula Racional Tiempo de Concentration (Tc)Formula Racional - AplicacinNomenclatura
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