SECRETARA DE AGRICULTURA, GANADERA,DESARROLLO RURAL,PESCA Y ALIMENTACINSubsecretara de Desarrollo RuralDireccin General de Apoyos para el Desarrollo RuralCOLEGIO DE POSTGRADUADOSHIDROLOGA APLICADAA LAS PEQUEAS OBRASHIDRULICAS

2CONTENIDONDICE DE FIGURAS2NDICE DE CUADROS21. INTRODUCCIN32. DETERMINACIN DEL REA DE INFLUENCIADE UNA CUENCA33. CLCULO DE LA PRECIPITACIN PROMEDIOEN UNA CUENCA43.1 Mtodo Media aritmtica43.2 Polgonos de Thiessen43.3 Mtodo de las isoyetas54. PERODO DE RETORNO (T)65. ESTIMACIN DEL VOLUMEN MEDIO ANUALDE ESCURRIMIENTO75.1 Coeficiente de escurrimiento76. ESTIMACIN DE LA AVENIDA MXIMA OESCURRIMIENTO MXIMO86.1 Envolventes de Creager86.2 Mtodo de las huellas mximas96.3 Frmula Racional 96.4 Mtodo racional modificado97. AFORO DE MANANTIALES Y CORRIENTES . 116.5 Mtodo volumtrico117.1 Mtodo seccin-velocidad118. BIBLIOGRAFA129. ANEXO 11410. ANEXO 2.1711. ANEXO 3.20

NDICE DE FIGURASFigura 1. Pequeos embalses. 3Figura 2. Delimitacin de una cuencahidrogrfica. 4Figura 3. Polgonos de Thiessen. 5Figura 4. Isoyetas. 5Figura 5. Elementos de una seccin transversal. 9 Figura 6. Curvas Intensidad-Duracin-Frecuencia(IDF). 10

Figura 7. Distribucin de la velocidad del flujo enuna seccin transversal. 12

Figura 8. Regiones hidrolgicas de la RepblicaMexicana 17NDICE DE CUADROSCuadro 1. Ejemplo de clculo de Perodos de Retorno para eventos mximos anuales de lluvia............................................... 6

Cuadro 2. Perodos de retorno para diferentescategoras de presas. 7

Cuadro 3. Velocidad media del agua (m/s) encauces. 11

Cuadro 4. Valores de K, en funcin del tipo y usode suelo. 14

Cuadro 5. Regiones hidrolgicas de la Repblica Mexicana, valores del coeficiente c de Creager yLowry.17

Cuadro 6. Valores del coeficiente de rugosidad(n) de Manning para cauces naturales. 20

HIDROLOGA APLICADA A LAS PEQUEAS OBRAS HIDRULICAS

31. INTRODUCCINEl significado literal de la palabra Hidrologa es; el estudio del agua.La Hidrologa es la ciencia que estudia el agua, su ocurrencia, circulacin y distribucin en la superficie terrestre; sus propiedades fsicas y qumicas y su relacin con el medio ambiente incluyendo a los seres vivos.La Hidrologa aplicada est constituida por aquellas partes de la Hidrologa que ataen al diseo, construccin y operacin de proyectos de Ingeniera para el control y aprovechamiento del agua. En la fase de planificacin y diseo, el anlisis hidrolgico se dirige bsicamente en fijar la capacidad y seguridad de las estructuras hidrulicas.Los procesos fsicos que aborda la hidrologa involucran tantas variables, que su estudio, desde un enfoque puramente determinstico, resulta poco til para la Ingeniera Hidrolgica, puesto que en la resolucin de problemas reales normalmente no se dispone de los niveles de informacin necesarios para abordar este tipo de planteamientos. Con frecuencia, es necesario partir de un conjunto de hechos observados y mediante anlisis empricos o conceptuales,definirlas magnitudes y frecuencias de

volmenes de escurrimiento y caudales de conduccin.En el presente documento se presentan los principales mtodos empricos: 1) para evaluar

los recursos hdricos de una cuenca hidrolgica que delimita determinada obra de captacin y definir la capacidad ms adecuada para el embalse, y 2) para la estimacin de las mximas avenidas que pueden presentarse durante la vida til de la obra, con el fin de disear de forma adecuada las estructuras necesarias que permitan su trnsito sin producir daos a las obras y prcticas COUSSA.

Figura 1. Pequeos embalses.2. DETERMINACIN DEL REA DEINFLUENCIA DE UNA CUENCAUna cuenca es una zona de la superficie terrestre en donde (si fuera impermeable) las gotas de lluvia, que caen sobre ella, tienden a ser drenadas por el sistema de corrientes hacia un mismo punto de salida.La cuenca hidrogrfica constituye la unidad de gestin del recurso hidrulico, y por definicin es el territorio donde las aguas fluyen al mar a travs de una red de cauces que convergen en uno principal, o bien el territorio en donde el

4agua forma una unidad autnoma o diferenciada de otras, an sin que desemboque en el mar.Tradicionalmente, la delimitacin de cuencas se ha realizado mediante la interpretacin de los mapas cartogrficos (Figura 2). Este proceso ha ido evolucionando con la tecnologa; hoy en da, con los sistemas de informacin geogrfica (SIG) y los Modelo Digitales de Elevacin se puede delimitar el rea de escurrimiento en forma sencilla.

Figura 2. Delimitacin de una cuenca hidrogrfica.3. CLCULO DE LA PRECIPITACINPROMEDIO EN UNA CUENCAUn primer factor, de gran importancia para la estimacin de los parmetros hidrolgicos, es la estimacin de la precipitacin media en un lapso de tiempo y distribucin espacial dentro de la cuenca.Para calcular la precipitacin promedio en una cuenca, es necesario analizar las series de datos de precipitacin disponibles, al menos por 30

aos, de las estaciones meteorolgicas existentes dentro de la cuenca y su periferia.A partir de dicha informacin se puede ponderar la aportacin espacial de cada sitio a travs de los siguientes mtodos: aritmtico, Thiessen o de las curvas isoyetas, que se describen a continuacin.3.1 MTODO MEDIA ARITMTICAEs el mtodo ms simple para obtener la precipitacin media sobre una cuenca; consiste en efectuar un promedio aritmtico de las cantidades de lluvia medidas en dicha reas. Este mtodo se recomienda en: regiones planas, con estaciones distribuidas uniformemente, con elevado nmero de pluvimetros y donde el gradiente de precipitacin tenga una variacin menor al 10% con respecto a la media.3.2 POLGONOS DE THIESSENEste mtodo se basa en ponderar el valor de la variable climtica en cada estacin en funcin de un rea de influencia ai, superficie que se calcula segn un procedimiento de poligonacin. El procedimiento asume que en el rea de influencia, definida por la poligonal, ocurre el mismo valor de lluvia de aquel observado en la estacin meteorolgica ms cercana (Figura 3). Los polgonos de Thiessen tienen la desventaja de proporcionar una distribucin discontinua de la lluvia sobre la cuenca y de considerar una distribucin homognea dentro de cada polgono. Sin embargo, se considera que la ponderacin que propone proporciona

resultados rpidos y aceptables. La ponderacin se determina como:2:aD(1)Donde:D = altura de precipitacin media, mm.ai = rea de influencia de la estacin, km2.Di = precipitacin media en la estacin i, mm.A = rea total de la cuenca, km2.

(isoyetas). Este mtodo, hasta donde la red deestacionesmeteorolgicaslopermita,

proporciona un plano con la distribucin real de la precipitacin dentro de la cuenca (Figura 4). El valor de la precipitacin media, en la cuenca, se obtendr a partir de la siguiente expresin:~a'Dn(2)Donde:ai = rea entre cada dos isoyetas, km2.

Di = promedio de precipitacin entre dos isoyetas, mm.Figura 3. Polgonos de Thiessen.

53.3 MTODO DE LAS ISOYETASFigura 4. Isoyetas.Consiste en obtener, a partir de los datos de las estaciones meteorolgicas, las lneas que unen los puntos con igual valor de precipitacin

64. PERODO DE RETORNO (T)Perodo de retorno es uno de los parmetros ms significativos a ser tomado en cuenta en el momento de dimensionar una obra hidrulica destinada a soportar avenidas, como por ejemplo: el vertedero de una presa, los diques para control de inundaciones; o una obra que requiera cruzar un ro o arroyo con seguridad, como puede ser un puente.El periodo de retorno se define como el intervalo de recurrencia (T), al lapso promedio en aos entre la ocurrencia de un evento igual o mayor a una magnitud dada. Este periodo se considera como el inverso de la probabilidad, del m-simo evento de los n registros.El valor del periodo de retorno se determina en funcin de la posicin de la variable aleatoria (Pmx o Qmx en su caso) en una tabla de valores, ordenados de mayor a menor, como se muestra en el Cuadro 1. Con base en las siguientes relaciones:yP = (3)Donde:T = Perodo de retorno (aos). n = Numero de aos de registro.m = Nmero de orden. P = Probabilidad.

Cuadro 1. Ejemplo de clculo de Perodos de Retorno

para eventos mximos anuales de lluvia.FechaLluvia (mm)Lluvia

ordenado

(mm)Nmero

de orden

(m)Perodo de

retorno T

(aos)Probabilidad

P (%)

199251.0801175.88

199340.05428.511.76

199429.05135.717.65

199540.05044.323.53

199640.05053.429.41

199750.04562.835.29

199854.044.572.441.18

190940.04082.147.06

200040.04091.952.94

200140.040101.758.82

200244.540111.564.71

200350.040121.470.59

200445.040131.376.47

200533.035141.282.35

200680.033151.188.24

200735.029161.194.12

El perodo de retorno para el que se debe dimensionar una obra vara en funcin de la importancia de la misma (inters econmico, socio-econmico, estratgico, turstico), de la existencia de otras vas alternativas capaces de remplazarla, y de los daos que implicara su ruptura: prdida de vidas humanas, costo y duracin de la reconstruccin, costo del no funcionamiento de la obra, etc.En presas pequeas, para la seleccin del perodo de retorno, se utiliza el Cuadro 2, y se determina en funcin de la categora de la presa.

7Cuadro 2. Perodos de retorno para diferentes categorasde presas.Categora de la presaPerodo de retorno(aos)

para la avenida de diseo del

vertedor

Categora(A):Embalses situadosenzonas totalmente deshabilitadas, o bien, inmediatamente aguas arriba de otro embalse de mucha mayor capacidad o de la desembocadura del ro en el mar. En este caso, la ruptura de la presa notendramstrascendenciaquelas

prdidas econmicas propias de ella y no podran producirse daos a terceros.50

Categora (B): embalses situados aguas arriba de ncleos de poblacin. Pero porsucapacidadreducidauotras

circunstancias, aunque se rompiese la presa por una avenida importante, las vctimas y daos seran los mismos que si no hubiese existido el embalse.75

Categora (C): embalses situados aguas arriba de ncleos de poblacin y cuyascaractersticasdecapacidades,etc.,

determinan que si se presenta una gran avenida y sta produce la falla de lapresa,laondade venidadebidaalvaciadodelembalseincrementa

sensiblemente las vctimas y daos que ocasionara por si sola la avenida del rio100

5. ESTIMACIN DEL VOLUMENMEDIOANUALDE

ESCURRIMIENTODe acuerdo al anlisis que se haga de una cuenca, tomando en consideracin: laspendientesprincipales,laformade

concentracin de las aguas, la cubierta vegetal existente, la permeabilidad de los terrenos y algunos otros datos de inters, se podr determinar el coeficiente de escurrimiento que deba aplicarse en cada caso particular, sea a travs de tabulares de valores experimentales

reportados en la literatura, o por comparacin de cuencas que guarden semejanzas con la estudiada. En caso de carecer de datos fsicos de la cuenca, se tomar - de acuerdo con las prcticas hidrolgicas habituales - un coeficiente de 0.12 (S.R.H.).El volumen medio de escurrimiento pondera, a travs del coeficiente de escurrimiento, el efecto diferencial de las distintas combinaciones de suelos y vegetacin presentes en una cuenca (Unidades de Respuesta Hidrolgica). El valor medio se determina con la siguiente expresin:(4)Donde:Vm = volumen medio anual escurrido, m3.Ac = rea de la cuenca, m2.Pm = precipitacin media anual, m.Ce = coeficiente de escurrimiento, adimensional.5.1 COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTOEn Mxico, la CNA ha publicado la Norma Oficial Mexicana NOM-011-CNA-2000 (Diario Oficial de la Federacin, 2 de agosto del 2001), donde establece las especificaciones y el mtodo para determinar la disponibilidad media anual de las aguas nacionales superficiales para su explotacin y aprovechamiento (Anexo 1). En dicha norma se muestra el procedimientoautorizado para calcular elcoeficiente de

escurrimiento (Ce), para el clculo del escurrimiento medio anual en funcin del tipo y uso de suelo, y del volumen de precipitacin anual.

86. ESTIMACIN DE LA AVENIDA MXIMA O ESCURRIMIENTO MXIMOEl mtodo que se use depender de los siguientes factores:1) Disponibilidad de datos hidromtricos en el sitio de la obra o cerca de ella.2) De las dimensiones del proyecto y la magnitud de los daos que ocasionara el fracaso de la obra.Considerando los factores enunciados, para el proyecto de obras de excedencias en pequeas presas, o embalses definidos por un dique de altura con una capacidad inferior a 100,000m3 y altura entre 10 y 15 metros (Dal-R, 2003), se presentan los siguientes casos:1) Sin construcciones ni cultivos aguas abajo.La capacidad de la obra de excedencias en este caso puede estimarse por simple inspeccin de las huellas de aguas mximas en el cauce, en puentes, alcantarillas o en sitios donde la observacin sea fcil y perfectamente delimitada. Para la determinacin de la avenida mxima en este caso, puede usarse el mtodo de seccin y pendiente, eligiendo un tramo recto del cauce de 200 m de longitud, aproximadamente, donde puedan obtenerse las secciones hasta las huellas de aguas mximas. Se comparar el caudal as determinado, con el que se obtenga al tomar un 25% del calculado por medio de la frmula de Creager, que se expone

ms adelante. Este caudal mximo ser definitivo si no se dispone de otros elementos de juicio.2) Con construcciones y cultivos aguas abajo.Como en el caso anterior, comparar el valor del mtodo de la seccin y pendiente, con el obtenido de tomar el 50% del calculado por la frmula de Creager. En caso de poderse obtener los dos valores, el obtenido en el campo representa en forma ms fidedigna las condiciones de avenida mxima, salvo en caso de estimaciones muy discutibles, quedando a criterio y responsabilidad del ingeniero la eleccin final.6.1 ENVOLVENTES DE CREAGERLa idea fundamental de este mtodo es relacionar el gasto mximo (Q) con el rea de la cuenca (Ac).La frmula de Creager para la "Envolvente Mundial" de escurrimientos, es la siguiente:

QCA2.59J0.936A0.048(5)Donde:Q = Gastos de la avenida mxima en m3/s.C = la SARH tiene evaluado C para cada una de las 37 regiones hidrolgicas del pas. A = rea de la cuenca en Km2.Los valores de C para las diferentes regiones hidrolgicas de nuestro pas se reportan en el Anexo 2.

96.2 MTODO DE LAS HUELLAS MXIMASEste mtodo se utiliza para estimar el gasto mximo que se present durante una avenida reciente, en un ro donde no se cuenta con ningn otro tipo de aforo. Para su aplicacin se requiere solamente contar con topografa de un tramo del cauce y las marcas del nivel mximo del agua durante el paso de la avenida (Figura 5).

Figura 5. Elementos de una seccin transversal.Segn la frmula de Manning, la velocidad es:1 2 Sf12V = R 3(6)MDonde:R = Radio hidrulico, m.S = Pendiente de la lnea de energa especfica.fn = Coeficiente de rugosidad de Manning (Anexo 3).De la ecuacin de continuidad se tiene que:Q = V * A(7)Donde:Q = Gastos de la avenida mxima en m3/s. A = rea hidrulica, m2.V = velocidad, m/s.

Utilizando las ecuaciones (6 y 7), se puede escribir:3S12(8)f6.3 FRMULA RACIONALEste mtodo asume que el mximo porcentaje de escurrimiento de una cuenca pequea, ocurre cuando la totalidad de tal cuenca est 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 frmula:(9)Donde:Qp= gasto mximo, m3/s.Ce = coeficiente de escurrimiento, adimensionalI = intensidad mxima de lluvia para un perodo de retorno dado, mm/h.A,= rea de la cuenca, ha.360 = factor de ajuste de unidades.Es el gasto mximo posible que puede producirse con una lluvia de intensidad I en una cuenca de rea A, y coeficiente de escurrimiento Ce, que expresa la fraccin de la lluvia que escurre en forma directa.6.4 MTODO RACIONAL MODIFICADOLa modificacin al mtodo racional consiste en utilizar los valores de lluvia mxima en 24 horas,

10para diferentes periodos de retorno, en lugar del valor de la intensidad de lluvia. El mtodo considera que para un periodo crtico, la lluvia reportada en 24 horas puede presentarse en una hora; por tal razn este valor se debe expresar en cm/h. La frmula queda de la siguiente manera.(10)Donde:Q = escurrimiento mximo, en m3/s.Ce = Coeficiente de escurrimiento.P = Lluvia de diseo para un perodo de retornodado, en cm.A = rea de la cuenca, en ha.Intensidad mxima de lluvia (I)El clculo hidrolgico de la avenida de diseo en estructuras cuya cuenca es pequea, como son: presas de almacenamiento; derivacin o control de avenidas; alcantarillas y puentes pequeos; obras de drenaje agrcola y urbano, se deber basar el anlisis en la informacin disponible sobre lluvias mximas de la zona y en las caractersticas fsicas de la misma.Las curvas intensidad-duracin-frecuencia (IDF) son bsicas en todo anlisis hidrolgico para la estimacin de avenidas mximas por mtodos empricos e hidrolgicos. En la actualidad, ya se cuenta con las curvas IDF de todo el pas editadas por la Secretara de Comunicaciones y Transportes (SCT), y se encuentran disponibles en su portal de internet.

Figura 6. Curvas Intensidad-Duracin-Frecuencia (IDF).

INTENSIDAD (mm/h)1000.0100.010.01.0110100100010000DURACIN DE LA LLUVIA (minutos)CURVAS INTENSIDAD-DURACIN-FRECUENCIA2 T5 T 10 T 25 T 50 T 100 T 500 TTiempo de concentracinPara poder hacer uso de las curvas IDF, es necesario conocer el tiempo de concentracin de la lluvia, que se define como el tiempo que pasa desde el final de la lluvia neta, hasta el final de la escorrenta directa. Representa el tiempo que tarda en llegar al aforo la ltima gota de lluvia que cae en el extremo ms alejado de la cuenca y que circula por escorrenta directa. Por lo tanto, el tiempo de concentracin sera el tiempo de equilibrio o duracin necesaria para que; con una intensidad de escorrenta constante; se alcance el caudal mximo.El tiempo de concentracin se calcula mediante la ecuacin:(11)Donde:, = tiempo de concentracin, h.L = longitud del cauce principal de la cuenca, m.

11v = velocidad media del agua en el cauce principal, m/s.La velocidad promedio se obtiene dividiendo la longitud del cauce, en tramos de caractersticas similares; para ello se pueden aplicar los valores del Cuadro 3.Cuadro 3. Velocidad media del agua (m/s) en cauces.Pendiente (%)Bosques (en laporcin

superior de lacuenca)Pastizales (en la

porcin superior

de la cuenca)Cauce natural no

muy bien

definido

0 -30.30480.45720.3048

4 - 70.60960.91440.9144

8 - 110.91441.21921.524

12 - 151.06681.37162.4384

Otra manera de estimar el tiempo de concentracin es mediante la frmula de Kirpich.(12)Donde:, = tiempo de concentracin, h. S = pendiente del cauce principal.L = longitud del cauce principal, m.7. AFORO DE MANANTIALES Y CORRIENTESEn ocasiones, es necesario conocer el gasto que conduce una corriente de agua o que proporciona un manantial; para ello existen varios mtodos. A continuacin se describen algunos de ellos.

6.5 MTODO VOLUMTRICOEl mtodo consiste en medir el tiempo en que se llena un recipiente de volumen conocido, y el gasto se determina con la siguiente expresin:(13) Donde:Q = gasto, l/s.V = volumen del recipiente, l.t = tiempo en que se llena el recipiente, s.7.1 MTODO SECCIN-VELOCIDADste mtodo es el ms usado para aforar corrientes. Consiste bsicamente en medir la velocidad en varios puntos de la seccin transversal de una corriente, para despus calcular el gasto por medio de la ecuacin de continuidad:(14) Donde:Q = gasto, m3/sA = rea de la seccin, m2 V = velocidad, m/sLa velocidad del flujo en una seccin transversal de una corriente tiene una distribucin como la que se muestra en la Figura .Para determinar el gasto, no es suficiente medir la velocidad en un solo punto, sino que es necesario dividir la seccin transversal del cauce

12en varias secciones llamadas dovelas (Figura ). El gasto que pasa por cada dovela es:(15) = Caudal que pasa por la dovela i (m3/s). = rea correspondiente a la dovela i (m2). = Velocidad media en la dovela i (m/s).,,,, l

VelocidadmximaDovela "i"Nivel del cauceLneas de igualvelocidadFigura 7. Distribucin de la velocidad del flujo en una

seccin transversal.La velocidad media V,,,,l se puede tomar como la medida a una profundidad de 0.6 yl (medida a partir del nivel de la superficie del agua),aproximadamente;donde yl es el tirante

medido al centro de la dovela, cuando ste no es muy grande; en caso contrario conviene tomar al menos dos medidas, a profundidades de 0.2 y 0.8 de yl; as la velocidad media sera:(16) Donde V2oy V$o son las velocidades medidas a 0.2 yl y 0.8yl respectivamente. Cuando yl es muy grande, puede ser necesario tomar tres o ms lecturas de velocidad en la dovela y promediarlas. Es recomendable medir la

profundidad de la dovela cada vez que se haga un aforo.Entonces el gasto total, que pasa por la seccin del cauce analizada, es:f 4l(17)Donde:n = nmero total de dovelasLa velocidad del flujo se mide con molinetes, instrumentos que cuentan con una hlice o rueda de aspas que giran impulsadas por la corriente y, mediante un mecanismo elctrico, transmiten por un cable el nmero de revoluciones por minuto o por segundo con que gira la hlice. sta velocidad angular se traduce despus a velocidad del agua usando una frmula de calibracin que previamente se determina para cada aparato en particular.8. BIBLIOGRAFAArteaga, T. R. E. 1985. Normas y Criterios Generales que rigen el proyecto de un Bordo de Almacenamiento, Depto. de Irrigacin, UACh., Chapingo, Mx.Aparicio M. F.J. 2006. Fundamentos de Hidrologa de superficie. Ed. Limusa, Mexico, D.F.Campos Aranda, D.F. 1998. Procesos del Ciclo Hidrolgico. 3ra. Reimpresin. Universidad Autnoma de San Luis Potos. Facultad de Ingeniera. San Luis Potos, Mxico.

CNA. 1994. Lineamientos tcnicos para la elaboracin de estudios y proyectos de agua potable y alcantarillado sanitario.Dal-R Tenreiro. 2003. Pequeos embalses de uso agrcola. Ed. Mundi-Prensa. Espaa.Secretara de Recursos Hidrulicos (SRH). 1982. Manual para la Estimacin de Avenidas Mximas en Cuencas y Presas Pequeas. Direccin general de obras hidrulicas y de ingeniera agrcola para el desarrollo rural, Mxico, D.F.

Telfono: (01) 595 95 5 49 92Para comentarios u observaciones al presente documento contactar a laDr. Demetrio S. Fernndez Reynoso demetrio@colpos.mx Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo, Mxico.Dr. Mario R. Martnez Menes mmario@colpos.mx Unidad Tcnica Especializada (UTE) COUSSA www.coussa.mx 13ELABORARON:Dr.Mario Martnez Menes Dr. Demetrio Fernndez Reynoso Ing. Rodiberto Salas Martnez

9. ANEXO 1De acuerdo a la Norma Oficial Mexicana NOM011-CNA-2000 conservacin del recurso agua, el coeficiente de escurrimiento se determina a partir de los siguientes procedimientos:A. Transferencia de informacin hidromtrica y climatolgica de cuencas vecinas, hidrolgicamente homogneas.En la cuenca vecina se determinan los coeficientes de escurrimientos anuales (Ce), mediante la relacin de volumen escurrido anualmente (Ve), entre el volumen de precipitacin anual (Vp) correspondiente.Con los valores del volumen de precipitacin anual y el coeficiente de escurrimiento anual obtenidos en la cuenca vecina, se establece una correlacin grfica o su ecuacin matemtica.

Con apoyo de la ecuacin matemtica o en la grfica; y al utilizar los valores del volumen de precipitacin anual de la cuenca en estudio, se estiman los correspondientes coeficientes anuales de escurrimiento.B. En funcin del tipo y uso de suelo y del volumen de precipitacin anual, de la cuenca en estudio.A falta de informacin especfica, con apoyo de la cartografa del Instituto Nacional de Estadstica, Geografa e Informtica (INEGI) y de visitas de campo, se clasifican los suelos de la cuenca en estudio, en tres diferentes tipos: A (suelos permeables); B (suelos medianamente permeables), y C (suelos casi impermeables). Una vez clasificado el suelo (grupo textural A, B, o C) y tomado en cuenta su uso actual, se obtiene el valor de K correspondiente, segn el Cuadro 4.

14Cuadro 4. Valores de K, en funcin del tipo y uso de suelo.TIPO DE SUELOCARACTERSTICAS

ASuelos permeables, tales como arenas profundas y loess poco compactos

Suelos medianamente permeables, tales como arenas de mediana

Bprofundidad: loess algo ms compactados que los correspondientes a los

suelos A; terrenos migajosos

CSuelos casi permeables, tales como arenas o loess muy delgados sobre

una capa impermeable, o bien arcillas

TIPO DE SUELO

USO DEL SUELO

ABC

Barbecho, reas incultas y desnudas0.260.280.30

Cultivos:

En hilera0.240.270.30

Legumbres o rotacin de praderas0.240.270.30

Granos pequeos0.240.270.30

Pastizales:

% del suelo cubierto o pastoreo

Mas del 75% poco0.140.200.28

Del 50 al 75% regular0.200.240.30

Menos del 50% excesivo0.240.280.30

Bosque:

Cubierto ms del 75%0.070.160.24

Cubierto del 50 al 75%0.120.220.26

Cubierto del 25 al 50%0.170.260.28

Cubierto menos del 25%0.220.280.30

Zonas urbanas0.260.290.32

Caminos0.270.300.33

Praderas permanentes0.180.240.30

Si en la cuenca de estudio existen diferentes tipos y usos de suelo, el valor de K se calcula como la resultante de subdividir la cuenca en zonas homogneas y obtener el promedio ponderado de todas ellas.

Una vez obtenido el valor de K, el coeficiente de escurrimiento anual (Ce), se calcula mediante las frmulas siguientes:

K: PARAMETRO QUE DEPENDE DEL TIPO Y USO DEL SUELOCOEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO MEDIO ANUAL (Ce)

Si K resulta menor o igual a 0.15K(P 250)Ce

=200

Si K es mayor que 0.15K(P 250)(K 0.15)Ce=+

2001.5

P = precipitacin anual, en mm

15El rango donde las frmulas, para ser validas, es para valores de precipitacin anual entre 350 y 2150 mm.La transpiracin est incluida en el coeficiente de escurrimiento.C. En aquellos casos en que se cuente con estudios hidrolgicos y se conozcan los coeficientes de escurrimiento, stos se podrn usar para el clculo del escurrimiento.Informacin requerida: Procedimiento de clculo y metodologa para determinar la precipitacin media anual en la cuenca. Procedimientodeestimaciny

consideraciones para determinar el coeficiente de escurrimiento. Relacin de las estaciones climatolgicasutilizadasparadeterminarlos

escurrimientos, indicando sus coordenadas geogrficas, as como las entidades federativas a las que pertenecen,poblaciones prximas importantesyalgunaotra informacin de utilidad quepermita hacer ms claro el clculo delvolumen anual de escurrimiento natural.En el caso de que en la cuenca en estudio no cuente con suficiente informacin hidromtrica, ni pluviomtrica, o ambas sean escasas, el volumen medio anual del escurrimiento natural se determina indirectamente transfiriendo la

16informacin de otras cuencas vecinas de la regin, mismas que se consideran homogneas y que cuenten con suficiente informacin hidromtrica o pluviomtrica; para ello se requiere la siguiente informacin: Nombre y rea de la cuenca hidrolgica o subcuenca en estudio. Ubicacin de la cuenca hidrolgica en cartas hidrogrficas, indicando su localizacin con respecto a la regin o subregin hidrolgica y entidades federativas a las que pertenece. Nombre de las estaciones hidromtricas y su ubicacin sobre el cauce principal. Volmenes de extraccin de la cuenca hidrolgica en estudio y sus diversos usos. Notas aclaratorias necesarias. Informacin pluviomtrica e hidromtrica de por lo menos 20 aos de registro. Descripcin del mtodo aplicado, as como la justificacin de su empleo en esa cuenca, subcuenca o punto especfico. Relacin de las variables significativas de la cuenca, empleadas en el coeficiente de escurrimiento. Resultados de las pruebas de homogeneidad hidrolgica, climatolgica y fisiogrfica de las cuencas vecinas, y/o registros empleados en la trasferencia de informacin.

1710. ANEXO 2.

Figura 8. Regiones hidrolgicas de la Repblica MexicanaCuadro 5. Regiones hidrolgicas de la Repblica Mexicana, valores del coeficiente c de Creager y Lowry.No.REGIONES HIDROLGICASVALORES DE "C"CORRIENTES PRINCIPALESESTADOSCOMPRENDIDOS

CREAGERLOWRY

1Baja California Norte30665Tijuana, Gpe., Sto. Domingo. Ros E.U.A. Sta. Ana, Los Angeles, San Gabriel, Little Tujunga, Caon- Saw Pit, Colorado, Gila, Otay, Sweet Water, San Diego.Baja California N.

California (USA). Arizona

(USA)

2Baja California Sur721614Tinaja, San Ignacio, San Jos de Gracia, San Gregorio, Pursima, Comond, Sto. Domingo, Soledad, Colorado, Carrizal, Mulej, Sta. gueda, San Jos del Cabo.Baja California S.

3Cuanca del Ro Colorado14580Colorado, Gila.Arizona (USA)

4NOROESTE

4-AZona Norte351223Sonoita, Concepcin, Sonora, Guaymas, Matape, Yaqui, Cocoraqui, Mayo.Sonora y Chihuahua.

4-BZona Sur641969Fuerte, Sinaloa, Mocorito, Chico Ruz, Culiacn, San Lorenzo, Elota, Salado, Piaxtla, Quelite, Presidio, Baluarte, Las Caas, Acaponeta, Bejuco, San Pedro.Sinaloa, Chihuahua,

Nayarit y Durango.

18No.REGIONES HIDROLGICASVALORES DE "C"CORRIENTES PRINCIPALESESTADOSCOMPRENDIDOS

CREAGERLOWRY

5CUENCA DEL RO LERMA

5-A5-BZona Ro SantiagoZona Ro Lerma Chapala1916720400Ro Santiago y sus Afluentes: Verde, Juchipilo,Jalisco, Nayarit,

Zacatecas,

Aguascalientes,

Michoacn y Guanajuato.Mxico, Michoacn,

Guanajuato, Jalisco y

Quertaro.

Bolaos, Huaynomota.Ro Lerma Y sus Afluentes: Otzolotepec,

Tepetitln, Tarandacuao, Tigres, La Laja, Guanajuato, Silao, Turbio, Duero. Lago de

Chapala y sus Afluentes: Sahuayo, La Pasin,

Zula.

6PACFICO CENTRO103512San Blas, Huicila, Ameca, Tomatln, San Nicols Ouixmala, Purificacin, Cihuatln, Armera, Coahuayana, Istala, Nexpa, Chuta, Carrizal.Nayarit, Jalisco, Colima y Michoacn.

7CUENCA DEL RO BALSAS

7-AZona Bajo Balsas321143Ro Balsas y sus Afluentes: Ajuchitln,Michoacn, Mxico,

Guerrero y Jalisco.

Alahuixtln, Cutzamala, Tacmbaro, Tepalcatepec.

7-BZona Alto Balsas18393Ro Balsas y sus Afluentes: Atoyac, Mixteco,Puebla, Tlaxcala,

Guerrero, Morelos,

Mxico y Oaxaca.

Tlapaneco, Amacuzac, Tepecoacuilco, Cocula.

8PACFICO SUR621679Oxmitln, Ixtapa, San Jeronimito, Petatln, Coyuquila, San Luis, Teoapan, San Jernimo, Coyuca, Sabana, Atoyac, Papagayo, Ojipa, Sta. Catarina, Verde, Tehuantepec, De los Perros, Chicapa, Sto. Domingo, Niltepec, Ostuta, Coapan, Hixtla, Cahuacn y Suchiate.Guerrero, Oaxaca y

Chiapas.

9CUENCA DEL RO BRAVO

9-AZona Ro Conchos23613Florido, San Pedro, Bravo, Conchos.Texas (USA), Chihuahua y Durango.

9-BZona Ro Salado y San Juan912783Bravo, San Diego, Salado, San Juan, Arroyo Pinto.Coahuila, Nuevo Len,

Tamaulipas, Texas (USA).

10GOLFO NORTE611352Camacho Purificacin, San Fernando y Soto la Marina.Tamaulipas y Nuevo

Len.

11CUENCA DEL RO PNUCO

11-AZona Alto Pnuco14314Ro Panuco y sus Afluentes: Enramadas, Tula,

San Juan del Ro.Mxico, Hidalgo, San Luis Potos y Quertaro.

11-BZona Bajo Pnuco671504Axtla, Tames, Pnuco, Tampaches, Temiahua, De las Charcas, Palo Gordo, Carvajal, Tancochin, San Miguel, Milpillas, Tempoal, Moctezuma, Tampan.Guanajuato, San LuisPotos, Quertaro,Hidalgo, Veracruz, Tamaulipas y Nuevo Len.

12GOLFO CENTRO591590Tuxpan, Cazones, Tecolutla, Nautla, Calipa, Sta. Ana, Bca. Fernndez, Juchique, Platanar, Actopan, La Antigua, Jamapa, Higueras del Pato.Veracruz y Puebla.

13CUENCA DEL RO PAPALOAPAN36933Ros: Papaloapan, Usila, Blanco. Afluentes: SanVeracruz, Oaxaca y

Puebla.

Juan Evangelista, Tesechoacn, Valle Nacional, Sto. Domingo, Tonto.

14GOLFO SUR36933Ros: Papaloapan, Usila, Coatzacoalcos, Tonal.Veracruz, Tabasco y

Oaxaca.

19No.REGIONES HIDROLGICASVALORES DE "C"CORRIENTES PRINCIPALESESTADOSCOMPRENDIDOS

CREAGERLOWRY

15SISTEMA GRIJALVA USUMACINTA501060Ros: Cintal, Soyatengo, Grijalva, Usumacinta.

16PENNSULA DE YUCATN3.7109Chumpan, San Pedro, Candelaria, Champotn, Hondo.Yucatn, Campeche,

Tabasco y Quintana Roo.

17CUENCAS CERRADAS DEL NORTE

(ZONA NORTE)4154Bravo, Casas Grandes, Sta. Mara, El Carmen.Chihuahua, Texas (USA), New Mxico (USA).

1819BOLSON DE MAPIMCUENCAS CERRADAS DEL NORTE

(ZONA SUR)26862No se tiene datos por no existir corrientes superficiales de importancia.Nazas, Aguanaval.Durango, Zacatecas y

Coahuila.

20EL SALADO451123Alaquines, San Luis Potos.San Luis Potos, Nuevo

Len, Zacatatecas,

Tamaulipas.

21DURANGO8.4213Ros: San Pedro, Cuatimap. Afluentes: La Sauceda, El Tunal, Coapanco, Santiago, Poanas, Suchil.Durango y Zacatecas.

22CUENCAS DE CUITZEO Y

PTZCUARO.6.81146Ro Querndaro.Michoacn.

23VALLE DE MXICO19593Sordo, Cuautitln, Tlalnepantla, Churubusco, de la Magdalena.Mxico, Distrito Federal.

24CUENCA DEL RO METZTITLN37876Ro Metztitln.Hidalgo.

25VALLE DEL ORIENTAL, LIBRES Y ELSECONo se tiene datos por no existir corrientes superficiales de importancia.

2011. ANEXO 3.Cuadro 6. Valores del coeficiente de rugosidad (n) de Manning para cauces naturales.TIPO DE CANALMNIMOMEDIOMXIMO

CURSOS MENORES (ANCHO SUPERFICIAL < 30 M)

A) DE LLANURAS O PLANICIES (BAJA PENDIENTE)

LIMPIOS, RECTOS, A CAPACIDAD PLENA SIN VADOS O CHARCAS PROFUNDAS0.0250.030.033

IDEM, CON MS PIEDRAS Y MALEZAS0.0330.0350.04

LIMPIO, CON CURVAS, ALGUNAS POZAS Y BANCOS DE ARENA0.0350.040.045

IDEM, CON ALGO DE MALEZA Y PIEDRAS0.040.0450.05

IDEM, A NIVELES BAJOS Y SECCIONES Y PENDIENTES IRREGULARES0.0450.0480.055

IDEM ANTERIOR PERO MS PEDREGOSA0.050.050.06

TRAMOS DESCUIDADOS CON MALEZA, POZAS PROFUNDAS0.0750.070.08

TRAMOS CON MUCHA MALEZA, POZAS PROFUNDAS O CAUCES DE CRECIDA CON

RBOLES Y ARBUSTOS0.100.15

B) DE MONTAA (ALTA PENDIENTE), SIN VEGETACIN EN EL CANAL, RIBERAS

USUALMENTE EMPINADAS, RBOLES Y ARBUSTOS SUMERGIDOS A LO LARGO DE LAS RIBERAS

FONDO: GRAVA, RIPIO Y POCOS BOLONES0.030.040.05

FONDO: RIPIO Y GRANDES BOLONES0.040.050.07

PLANICIES DE INUNDACIN

A) PASTIZALES, SIN MATORRALES

PASTO PEQUEO0.0250.030.035

PASTO ALTO0.030.0350.05

B) REAS CULTIVADAS

SIN COSECHAS0.020.030.04

CULTIVOS CRECIDOS, PLANTACIN EN SURCOS0.0250.0350.045

CULTIVOS CRECIDOS, PLANTACIN A CAMPO TRAVIESA0.030.040.05

C) MATORRALES

MATORRALES DISPERSOS, GRANDES MALEZAS0.0350.050.07

POCOS MATORRALES Y RBOLES, EN INVIERNO0.0350.050.06

POCOS MATORRALES Y RBOLES, EN VERANO0.040.060.08

MEDIANA A GRAN CANTIDAD DE MATORRALES, EN INVIERNO0.0450.070.11

MEDIANA A GRAN CANTIDAD DE MATORRALES, EN VERANO0.070.100.16

D) RBOLES

SAUCES DENSOS, EN VERANO, RECTOS0.110.150.20

TIERRA DESPEJADA CON POSTES O TRONCOS DE RBOLES, SIN BROTES0.030.040.05

IDEM, CON GRAN CANTIDAD DE BROTES O RAMAS0.050.060.08

TRONCOS O POSTES, POCOS RBOLES CADOS, PEQUEOS CULTIVOS, NIVEL DE CRECIDA BAJO LAS RAMAS0.080.10.12

IDEM, PERO EL NIVEL DE CRECIDA ALCANZA LAS RAMAS0.100.120.16

CURSOS MAYORES (ANCHO SUPERFICIAL >30 M). EL VALOR DE N ES MENOR QUE PARA EL CASO DE

CORRIENTES MENORES SIMILARES, YA QUE LAS RIBERAS OFRECEN MENOS RESISTENCIA EFECTIVA

A) SECCIN REGULAR SIN ROCAS O MATORRALES0.0250.06

B) SECCIONES IRREGULARES Y RUGOSAS0.0350.10