ESTUDIO HIDROLOGICO CUENCA YESCA-FREESNILLO.docx

7/24/2019 ESTUDIO HIDROLOGICO CUENCA YESCA-FREESNILLO.docx

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Universidad Autnoma de

Zacatecas Unidad

Acadmica de Ingeniera I

Programa de IngenieraCivil

ESTUDIO HIDO!"#ICO DE!A CUE$CA%&ES$I!!O '

(ESCA)

*OSE I+A$ $U,EZ

!EA,OS

Zacatecas- Zac. a // de

*unio de /012

1


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2

ONTENIDO

1.3 I$TODUCCI"$.. 4

/.3 O4*ETI+O. 55.3 A$TECEDE$TES .. 66.3 #EO7O&O!O#8A .... 74.1 rea de la cuenca... 74.2 Coeficiente de compacidad.. 74.3 Relacin de elongacin 74.4 Longitud. 84.5 Cura !ip"om#trica. 84.6 $orma. 84.7 %endiente ... 84.8 &leacin media ... 84.' (en"idad de drena)e ... 84.1* Red de drena)e... 82.3 #EO7O&O!O#8A DE !A CUE$CATA!A7A$TES .... '5.1 rea de la cuenca ... '


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3

5.2 Coeficiente de compacidad.. 1*5.3 Relacin de elongacin..1*5.4 Longitud...11

5.5 Cura !ip"om#trica 115.6 $orma. 135.7 %endiente ... 135.8 &leacin media. 14

9.3 ED DE DE$A*E. 146.1 +ipo de corriente.. 146.2 ,rden de corriente.... 156.3 -odelo de drena)e.. 16

6.4 Relacin de ifurcacin. 166.5 (en"idad de drena)e. 176.6 $recuencia de corriente.. 18:.3 PO!I#O$OS DE THIESSE$ ;Preci


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>.3 ISO(ETAS ;Preci


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INTRODU IO

N

&l "ignificado literal de la palara idrolog/a e"? @ele"tudio del aguaA.

La idrolog/a e" la ciencia Bue e"tudia el agua "u ocurrenciacirculacin di"triucin en la "uperDcie terre"tre? "u"propiedade" f/"ica" Bu/mica" "u relacin con el medioamiente incluendo a lo" "ere" io".

La idrolog/a aplicada e"tE con"tituida por aBuella" parte" de laidrolog/a Bue ataFen al di"eFo con"truccin operacin deproecto" de 0ngenier/a para el control aproec!amiento delagua. &n la fa"e de planificacin di"eFo el anEli"i" !idrolgico "edirige E"icamente en D)ar la capacidad "eguridad de la"e"tructura" !idrEulica".

Lo" proce"o" f/"ico" Bue aorda la !idrolog/a inolucran tanta"ariale" Bue "u e"tudio de"de un enfoBue puramentedetermin/"tico re"ulta poco Gtil para la 0ngenier/a idrolgicapue"to Bue en la re"olucin de prolema" reale" normalmente no"e di"pone de lo" niele" de informacin nece"ario" para aordare"te tipo de planteamiento". Con frecuencia e" nece"ario partir de

un con)unto de !ec!o" o"erado" mediante anEli"i" emp/rico" oconceptuale" deDnir la" magnitude" frecuencia" deolGmene" de e"currimiento caudale" de conduccin.

&" nece"ario realiHar el e"tudio !idrolgico de la cuenca $re"nillo I 9e"capara !acer la delimitacin federal de la mi"ma.

La cuenca "e encuentra en la periferia de la ciudad de Jacateca"

uicada en una Hona de centro" comerciale" Erea !aitacional. Lamaor "uperficie de la cuenca "on pa"tiHale"


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OBJETIVO

Conocer la" principale" caracter/"tica" de la cuenca!idrolgica $re"nillo I

9e"ca partiendo de un e"tudio !idrolgicoK

eomorfolog/a de la cuenca(elimitacin $ederal de la cuencaCalcular ga"to%ol/gono" de +!ie""en 0"oeta"

L,C:L0J:C0= (& L: C;&C: $R&0LL, I 9&C:Jacateca" Jac. cerca de centro comercial

aler/a" Jacateca" Colindancia al "ur con la

colonia Lui" (onaldo Colo"io -urrieta %unto de

"alida con coordenada"K

Latitud 2246M38.81N Longitud 1*235M4*.85N,

:ltitud 241' m"nm


7/43

5


8/43

6


9/43

POBLA ION Y VIVIENDA

7


10/43

8

ANTE EDENTE

S

@u es unacuencaB

;na cuenca e" una Hona de la "uperficie terre"tre en donde "ifuera impermeale la" gota" de lluia Bue caen "ore ellatienden a "er drenada" por el "i"tema de corriente" !acia unmi"mo punto de "alida.

La cuenca !idrogrEfica con"titue la unidad de ge"tin delrecur"o !idrEulico por deDnicin e" el territorio donde la"agua" fluen al mar a tra#" de una red de cauce" Bueconergen en uno principal o ien el territorio en donde el

agua forma una unidad autnoma o diferenciada de otra" aGn"in Bue de"emoBue en el mar.

+radicionalmente la delimitacin de cuenca" "e !a realiHadomediante la interpretacin de lo" mapa" cartogrEfico". &"teproce"o !a ido eolucionando con la tecnolog/a? !o en d/acon lo" "i"tema" de informacin geogrEfica 0 lo"-odelo (igitale" de &leacin "e puede delimitar el Erea dee"currimiento en forma "encilla.


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GEOMORFOLOG

A

La geomorfolog/a e"tudia pretende cuantiDcar determinado"ra"go" de la "uperDcie terre"tre. La cuenca actGa como uncolector Bue recie la" precipitacione" la" tran"forma ene"currimiento" e"ta funcin con cierta" perdida" cua

interrelacin con lo" factore" !idrolgico" el clima conDguracin del terreno e" mu comple)a.

La geomorfolog/a comprende la" "iguiente"caracter/"tica"K

1. rea de la cuenca &" el Erea plana en proeccin!oriHontal encerrada por "u parteagua" l/neaimaginaria del contorno de la cuenca

!idrogrEfica.

rea (km) Denominacin


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< 2525 250

250 500

500 2500

2500 5000

> 5000

Muy pequea

Pequea Intermedia

pequea Intermedia

grande Grande

Muy grande

/. Coeciente de com/PGA

5. elacin de elongacin Coeficiente entre el diEmetrode un circulo Bue tiene igual Erea Bue la cuenca longitudde la mi"ma.


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6. !ongitud &" la mE" grande dimen"in de la cuenca alo largo de una l/nea recta de"de la "alida !a"ta elparteagua".

2. Curva i. Elevacin media La eleacin media de la cuencarepre"enta a la eleacin Bue en promedio tiene todo"lo" punto" de la "uperficie de la cuenca. u conocimientopermite e"timar por e)emplo alguna" caracter/"tica" deprecipitacin o temperatura en la cuenca.


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?. ed de drenaJe +ipo de corriente orden decorriente modelo de drena)e relacin de ifurcacinden"idad de drena)e frecuencia de corriente.


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GEOMORFOLOGA DE LA UEN A FRESNILLO YES A

1.3 EA

R&: Q 2.88 Om2

Calculado en :rcgi" en0:+L

L,0+;( (& C:;C& %R0C0%:LQ 3.3 Om

%&R0-&+R, Q8.34 Om

&n a"e a lo" dato" de la tala corre"pondiente a la" Erea""e deDne Bue la cuenca $re"nillo I 9e"ca con un EreaQ2.88

Om2 e" una cuenca muK


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/.3 COE&ICIE$TE DE CO7PACIDAD

Cc F0./>/PGA

Cc F 0 ./ > / ; > .56Nm= F 1.5>

/.>>Nm/

i el Cc 1 la cuenca "e deDne Bue tiene forma redonda.

i el Cc S 1 la cuenca "e deDne con forma "im#trica o

alargada.

%or lo tanto en el ca"o de la cuenca $re"nillo I 9e"ca tieneuna forma "im#trica o alargada como "e puede o"erar enla imagen de e"ta mi"ma.

5.3 E!ACIO$ DEE!O$#ACIO$ =

A

PI

L

e F 0.2>

i Re "e encuentra entre lo" alore" *.6 *.8 "e con"ideraBue la cenca tiene una pendiente fuerte.

i el alor de Re e" igual maor a 1 "e con"idera una pendiente"uae.


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&n #"te ca"o como e F 0.2> por lo tanto "e con"idera Buela cuenca tiene una pendiente fuerte.

6.3!O$#ITUD

e calcul en 0:+L la cual e" 5.5 Nm del punto de "alida al

punto mE" ale)ado "ore el parteagua".

2.3 CU+AHIPSO7TICA

La cura !ip"om#trica o cura de Erea I eleacin"e con"true determinando con un plan/metro el Erea entrela" cura" de niel repre"entando en una grEfica el Ereaacumulada por encima o por dea)o de una cierta eleacinen funcin de tal cota.


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ELEVACIONES (msnm) REA km REA ACUMULADA.

2571 2560 0.26 0.26

2560 2550 0.22 0.48

2550 1540 0.2 0.71

2540 250 0.2 0.!4

250 " 2520 0.25 1.1!

2520 2510 0.24 1.4

2510 2500 0.2 1.65

2500 24!0 0.2! 1.!5

24!0 2480 0.2! 2.24

2480 " 2470 0.17 2.41

2470 2460 0.17 2.58

2460 2450 0.1 2.68

2450 2440 0.08 2.76

2440 240 0.07 2.8

240 " 241! 0.05 2.88

Elevacin

/2:0

/260

/21

0

/6>0

/620

/6/0

ELuidistancia entre curvas de

nivel F 10 mts

./9 .6> .:1 .?6 1.1? 1.65 1.92 1.?2 /./6 /.61 /.2> /.9> /.:9 /.>5/.>>

rea acumulada ;Nm/=


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9.3 &O7A

i el Cc S 1 la cuenca "e deDne con forma "im#trica oalargada.

Como el CC F 1.5>


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%erDl de eleacione" del cauce principal


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>.3 E!E+ACI"$ 7EDIA

La eleacin media de la cuenca repre"enta a la eleacinBue en promedio tiene todo" lo" punto" de la "uperDcie de lacuenca.

&Ti"ten 3 m#todo" para calcular la eleacin media para e"te

ca"o "e u"arE el m#todo de lo" trapecio" para calcular el Ereaa)o la cura !ip"om#trica.

A

EMEDIA

=ElevaciondA

O

A

o ien

E

MEDIA

=El

dA

OKT

&- Q ele a c i n m aT Uele a c i n m in2

E7 F ;/2:1 Q /61?= G / F /6?2 m.s.n.m

?.3 ED DE DE$A*E

?.1 Ti


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?./ Orden de corriente

&" una cla"ificacin Bue rePe)a el grado de

ramificacin o ifurcacin dentro de una cuenca. egGn la

cla"ificacin de ortonK

1. : la mE" peBueFa aBuella Bue no e"tEramificada.2. : la corriente Bue "lo tiene una ramificacin o

triutario" de primer orden.3. :Buello" con do" o mE" triutario" de orden do" omE".4. :Buello" con tre" o mE" triutario".5. :Buello" con cuatro o mE" triutario".

(onde el colector principal cauce e" el punto de "alidade la cuenca.

1

1

11

11

1

/ 1

/


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La cuenca $re"nillo I 9e"ca tiene un orden de corriente de2 el cual e"tE deDnido por lo" cauce" triutario".


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?.5 7odelo dedrenaJe

&n a"e a lo" criterio" predeterminado" "e o"era Bue lacuenca en e"tudio e" del modelo de drena)e dendr/tico.

V"ta cuenca e" una cuenca de tipo :,RR&0C: aBue lo" e"currimiento" fluen a un cauce principal.

?.6 elacin deRiurcacin

&l concepto de relacin de ifurcacin R "e deDne comoel coeficiente entre el nGmero de cauce" de cualBuier orden el nGmero de corriente del "iguiente orden "uperior.

Rb =N

N +1

La relacin de ifurcacin ar/a entre 3 5 para cuenca"de la" cuale" la" e"tructura" geolgica" no di"fur"ionan elmodelo de drena)e.


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$9#% :; %=M#$ 9#$9#% :%;

(g :%;

1

2

4

5

8

1

0

0

0

0.!008!!87

0.00

0.00

0.00

0.00

?.2 Densidad de drenaJe

e deDne como la longitud total W L de lo" cauce" dentrode la cuenca

diidida entre el Erea total de drena)e :.

Dd F : .2 1 N m F /.9NmGNm/

/.>>Nm

/

?.3 &recuencia de corriente

Cauce !ongitud1 princ.2345678'1*tota

3.31

.46.

313.

367.

488.

325


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e deDne como el nGmero de "egmento" de corriente por unidad deErea

n

NF = i =1

AK

%or lo tantoK $ Q nGmero de corriente" X rea Q 'X2.88 Q

& F 5.1/2;1GNm/=

Como (d Q 2.6 "e tiene Bue $X(d Q 3.125X2.6

&GDd F1./01?


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POLIGONOS DE

THIESSEN

&"te m#todo "e a"a en ponderar el alor de laariale climEtica en cada e"tacin en funcin de unErea de inPuencia :i "uperficie Bue "e calcula"egGn un procedimiento de poligonacin. &lprocedimiento a"ume Bue en el Erea de inPuencia

definida por la poligonal ocurre el mi"mo alor delluia de aBuel o"erado en la e"tacinmeteorolgica mE" cercana. Lo" pol/gono" de+!ie""en tienen la de"enta)a de proporcionar unadi"triucin di"continua de la lluia "ore la cuenca de con"iderar una di"triucin !omog#nea dentro decada pol/gono. in emargo "e con"idera Bue la

ponderacin Bue propone proporciona 5 re"ultado"rEpido" aceptale". La ponderacin "edetermina comoK

/ A


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(ndeK

( Q altura de precipitacin media mm

ai Q Erea de inPuencia de la e"tacin Om2

(i Q precipitacin media en la e"tacin i mm

: Q Erea total de la cuenca Om2


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22


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2

ISOYETA

S

Con"i"te en otener a partir de lo" dato" de la"

e"tacione" meteorolgica" la" l/nea" Bue unen lo"punto" con igual alor de precipitacin i"oeta". &"tem#todo !a"ta donde la red de e"tacione"meteorolgica" lo permita proporciona un plano conla di"triucin real de la precipitacin dentro de lacuenca $igura 4. &l alor de la precipitacin mediaen la cuenca "e otendrE a partir

de la "iguienteeTpre"inK

/ A

(ndeK

ai Q Erea entre cada do" i"oeta" Om2

(i Q promedio de precipitacin entre do" i"oeta" mm


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24


32/43

2

TIEMPO DE ON ENTRA IN

&l tiempo de concentracin de una cuenca "e define como el tiempom/nimo nece"ario para Bue todo" lo" punto" de una cuenca e"t#naportando agua de e"corrent/a de forma "imultEnea al punto de "alida

punto de de"agYe o punto de cierre. &"tE determinado por el tiempoBue tarda en llegar a la "alida de la cuenca el agua Bue procede delpunto !idrolgicamente mE" ale)ado repre"enta el momento a partirdel cual el caudal de e"corrent/a e" con"tante.

&l tiempo de concentracin de la cuenca e" mu importante porBue enlo" modelo" lluia e"corrent/a la duracin de la lluia "e a"ume igual altiempo de concentracin de la cuenca pue"to Bue e" para e"ta duracincuando la totalidad de la cuenca e"tE aportando al proce"o dee"corrent/a por lo cual "e e"pera Bue "e pre"enten lo" caudale"

mETimo". La" dier"a" metodolog/a" eTi"tente" para determinar eltiempo de concentracin de una cuenca a partir de "u" parEmetro"morfom#trico" fueron determinada" a partir de a)u"te"

emp/rico" de regi"tro" !idrolgico".

&"tacin meteorolgica Jacateca" (&0( 32*86

Latitud 22.7614Longitud 1*2.5767

:ltitud 24'6 m"nm

>med 161.5681

Q 57.61786

+R % 9 > mm2 *.5***** *.366512' 152.'8*3

5 *.8***** 1.4'''3'' 213.7*71

1* *.'***** 2.25*3673 253.'136

15 *.'33333 2.673752* 276.5'772* *.'5**** 2.'7*1'52 2'2.48*6

25 *.'6**** 3.1'85342 3*4.7145

3* *.'66666 3.3842'44 314.6672

5* *.'8**** 3.'*1'386 342.4*16

1* *.''**** 4.6**14'2 37'.81*4

15 *.''3333 5.**72'26 4*1.6243

3* *.''6666 5.7*21134 438.8515

5* *.''8*** 6.2136*72 466.2563

:Fo %recipitaci >i

1'83 1*6.5 3*32.5*46

1'84 164.7 '.8*82851

1'85 2* 2155.'13

1'87 21 2543.3682

1'88 127.5 116*.641*

1'8' 258.8 '454.*264

1''* 2*4.4 1834.5646

1''1 334.8 3***'.262

1''2 16 *.32283*5

1''3 1*2.8 3453.6''1

1''4 14*.8 431.3173

1''5 142.1 37'.*1*1*

1''6 1* 31''.'5'1

1''7 71. 8*58.3264

1''8 168.1 42.6646482*** 134.6 727.28283

2**1 146.5 227.*5*1*

2**2 14'.8 138.4'*1*

2**3 1'4.8 11*4.353

2**5 142.7 356.**828

2**6 125.3 1315.381*

2**7 152.5 82.231'21

[Q 6'716.187

aQ 22

9nQ *.5268\n 1.*754


33/43

2

1*** *.'''*** 6.'*7255* 5*3.42*7


34/43

&"tacin meteorolgica La medQ116.'5

Q33.3778786

>i>medZ2X21Q 1114.*8278

aQ 9nQ

\nQ

26

+R % 9 > mm2 *.5***** *.366512 112.42725 *.8***** 1.4'''3' 152.2622

1* *.'***** 2.25*367 178.6365

15 *.'33333 2.673752 1'3.51672* *.'5**** 2.'7*1'5 2*3.'35425 *.'6**** 3.1'8534 211.'6*53* *.'66666 3.3842'4 218.48'25* *.'8**** 3.'*1'38 236.68221* *.''**** 4.6**14' 261.221315 *.''3333 5.**72'2 275.53*63* *.''6666 5.7*2113 2''.'5*65* *.''8*** 6.2136*7 317.'274

1*** *.'''*** 6.'*7255 342.3*62

:Foprecitaci

>i>med

1''2 13 1'7.4*21''4 114.3 7.*2251''5 '*.3 71*.2221''6 ''.2 315.*62

1''7 4'.7 4522.5621''8 16 25*5.**22**2 118.8 3.42252**5 111.3 31.'2252**6 132.2 232.5622**7 155.7 15*1.562

[Q 1**26.741*

*.4'52

*.'4'7


35/43

27


36/43

IsoKetas de eva


37/43

UBI A IN DEL PUNTO DE SALIDA DE LA UEN A

2'


38/43

30

GASTO MAXIMO

#asto calculado en SIAT! con los

siguientes datos Periodo de retorno

F 20 aMos

Coeciente de escurrimiento F 0./2

!luvia F :1 mm


39/43

alculan! " c!n #$%!! &ac'!nal

F0./2:ACi

(ndeK

] Q a"to

: Q Erea de la cuenca

C Q coeDciente de e"currimiento

0 Q inten"idad de lluia] Q *.257 T 2.88 Om2 T .25 T 141 Q 26.1 m3X"


40/43

e tiene BueK

^ Q 1Xn R

2X3

1X2

(onde R Q :X% Q 2.88 Om2 X 8.33 Om Q *.3457Om

Q *.*46 Q 4.6 _

n Q *.*15 para concreto poro"o

^ Q 1X*.*15 *.34572X3 *.*461X2 Q 7.*43 mX"

Como ] Q :^ por lo tanto : Q ]X^


41/43

i "aemo" Bue : para un tuo e"K ` (2 X4

D = 4Q/ V = 4(26.1)/ (7.043)

D = 2.172 m = 85 in

A.requerida = (*D2)/4 = 3.71 m2

Areal F R F /.?2 1.92

F 6.>: m

/

Por lo tanto la seccin de la cuenca est

bien diseada.


42/43

ANEXOS

Nomre! U.A. A"ronom#aM$nici%io! &aca'ecasLa'i'$! * +,- .+--

Lon"i'$! /0* +/- /0.+--

11

Preci5 asta /00:Para las siguientes estacionesEdo. Clave $omRre!ongitud !atitud Alt. Zac. 5/051 !A4U&A- ZACATECAS ;S7$= 310/.2>5 //.:>5 /91/

:Fo &ne $e -ar :r -a un ul :go ep ,ct o (ic precip.

1'' 131 ' * 1.1 47 53.7 24.' 13.7 21.4 5*. 13 * 365.

1'' 6.8 * * 33.6 2.' 114.3 53.4 52.5 '6.2 24. * 3.5 387.

1'' *.5 * * * 23.6 3*.5 37.6 '*.3 3'.7 * 8 2.8 233

1'' * 16.8 * 6.2 6 '3 16.8 ''.2 74 55. 2.' * 37*.1'' 15.' 5.3 3.3 1.1 5.3 4'.7 34.5 36.3 12.4 45. 21 *.5 231.

1'' * * * * * 5'.3 12.4 167 74.' 25. 17 * 355.

2** 2*.1 21.1 * *.7 11.4 11*.6 '3.5 118. 78.1 22. 16.5 * 4'3.

2** * 45.7 *.1 * 7.7 21.7 46.' 111. 18 1*. 1.4 5 268.

2** 18 *.3 * 1.1 5.8 33.1 '7.2 132. 118.' 51. 14.2 24.4 4'7

2** 11.7 2.3 * *.2 6.6 155.7 3*.2 13.8 41.7 ' 3.1 * 274.

prom anual total 347.6

2ec3a 4rec. 5. Ma. 5. Min. 5. Me. VV ma6. DVV ma. VV DV Ra. 7. 8R E5 E4

ener( 16.2 20.16 2.41 11.7 50.4 242.2:&< 7.!5 105.8:#< 5.8 7.05 !.! 150.01

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