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Tema: Prctica de laboratorio - Hidrograma Unitario Tradicional

1. INTRODUCCIN:

El caudal de una corriente, en general, est constituido de dos partes. Una de ellas, el

flujo base, proviene del agua subterrnea y la otra, la escorrenta directa, proviene de las

ltimas lluvias. Slo las precipitaciones importantes, es decir, intensas y prolongadas,

producen un aumento significativo en la escorrenta de las corrientes. La contribucin de

agua subterrnea a las corrientes de agua no puede fluctuar rpidamente debido a la baja

velocidad del flujo.

2. MARCO TERICO:

2.1. Los hidrogramas de crecidas vienen a ser los hidrogramas resultantes

de lluvias importantes aisladas. Su estudio es bastante til para el diseo de

los aliviaderos de las presas de embalse, cuya misin es la de dejar salir del

embalse las aguas provenientes de avenidas. Tambin es til el estudio de los

hidrogramas de crecidas para otros proyectos, como defensas contra las

inundaciones, prediccin de avenidas, y otros.(Weondor- Chereque)

2.2. Hidrograma unitario.-Se define como el hidrograma de escurrimiento directo

que se produce por una lluvia efectiva o en exceso de lmina unitaria duracin

(de) y repartida uniformemente en la cuenca. Y est basado en las siguientes

hiptesis:

2.2.1. Tiempo base constante.- Para una cuenca dada, la duracin total

de escurrimiento directo o tiempo base es la misma para todas las

tormentas con la misma duracin de lluvia efectiva, independientemente

del volumen total escurrido. Todo hidrograma unitario est ligado a una

duracin de la lluvia en exceso.

2.2.2. Linealidad o proporcionalidad.- Las ordenadas de todos los hidrogramas

de escurrimiento directo con el mismo tiempo base, son directamente

proporcionales al volumen total de escurrimiento directo, es decir, al

volumen total de lluvia efectiva. Como consecuencia, las ordenadas de

dichos hidrogramas son proporcionales entre s.

2.2.3. Superposicin de causas y efectos.- El hidrograma que resulta de un

periodo de lluvia dado puede superponerse a hidrogramas resultantes

de periodos lluviosos precedentes.

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2.3. Obtencin de los Hidrogramas Unitarios

Se parte de conocer el hidrograma resultante de una lluvia neta uniforme de duracin

conocida (t1 horas). Se trata de hallar el H.U. de las t1 horas para esa cuenca. El

mtodo consiste en:

a) Separar el flujo base de la escorrenta directa

b) Por planimetra obtener el volumen de escorrenta (VO)

c) Obtener la lmina de escorrenta directa (h), dividiendo el volumen (VO) entre el

rea de la cuenca:

d) Esta lmina de escorrenta directa es, por definicin, igual a la lmina de lluvia neta.

Dividir las ordenadas de escorrenta directa entre la lmina (h). Los valores obtenidos

son las ordenadas del H.U. de las t1 horas. (Wendor Chereque)

3. MATERIALES Y MTODOS:

3.1. MATERIALES:

Hojas de clculo, Excel y Word 2010

Cronmetro

Cuenca Hidrogrfica (laboratorio) Anillo (condicin agua estancada)

Funda Plstica (Escurrimiento Directo).

3.2. MTODOS:

3.1. HIDROGRAMA UNITARIO

Para la resolucin de la prctica primeramente se obtuvo datos de caudal de

la cuenca del laboratorio. Una vez obtenidos los caudales y la duracin

efectiva de la lluvia se procedi a calcular el Hidrogramas Unitarios de los

respectivos Hidrogramas unitarios.

3

Por motivos de comparacin se realizaron tres Hidrogramas unitarios con

diferente duracin efectiva.

Las ecuaciones utilizadas para la realizacin de la prctica se expresan a

continuacin:

Dnde:

Hpe: es la altura de precipitacin efectiva en mm.

V.ED: es el volumen de escurrimiento directo.

Ac: rea de la cuenca.

Luego de encontrar la altura de precipitacin efectiva, dividimos todas las

ordenadas del hidrograma de crecida para dicha altura de precipitacin.

4. ANLISIS DE RESULTADOS:

ANLISIS DE LA TORMENTA:

(t= 50 s)

(Q=20L/min)

rea de la cuenca: 1m2

Volumen de Escurrimiento Directo: 0,01417m = 14 170 cm

Altura de precipitacin efectiva: 14.17 mm

Volumen total de precipitacin de la tormenta: 16666.67 cm3

Coeficiente de escorrenta: 0,85

HIDROGRAMA DE CRECIDA:

4

HIDROGRAMA UNITARIO:

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

Se establece que el volumen escurrimiento total directo, se produce en una

cantidad considerable, al tratarse de un suelo de tipo arenoso, y por tanto la

infiltracin es ms rpida.

Se pudo obtener el Hidrograma unitario para cada Hidrograma de crecida

aplicando los mtodos aprendidos en clase.

Las caractersticas morfo mtricas de la cuenca influyen de forma directa en la

obtencin del caudal en el hidrograma unitario.

0

50

100

150

200

250

300

0 100 200 300 400 500 600

Q (

cm/

s)

t (segundos)

Hidrograma de Crecida

Hidrograma de crecida

Flujo Base

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0 50 100 150 200 250 300

Q (

cm^3

/s/m

m)

t (segundos)

Hidrograma Unitario

Hidrograma Unitario

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6. BIBLIOGRAFA:

PhD. Fernando Oate Valdivieso, APUNTES DE HIDROLOGA Escuela de

Ingeniera Civil.

Wendor Chereque, 2003, Hidrologa para estudiantes de ingeniera civil Concytec

Pontificia Universidad Catlica del Per, Segunda impresin.

Monsalve Germn, 1995 Hidrologa en la ingeniera, , 2 edicin, Editorial Escuela

Colombiana de Ingeniera.