CENTRO DE DISEÑO TECNOLOGICO INDUSTRIAL SEDE CALI

COMPETENCIA: CONTROLAR LOS VERTIMIENTOS RESULTANTES DE PROCESOS Y

OPERACIONES PRODUCTIVAS DE ACUERDO CON LA NORMATIVIDAD AMBIENTAL

ESTABLECIDA

INTRUCTOR: WILLIAM ANDRES MOSOS MARTINEZ

Control de desbordamientos del rio

pance

Presentado por:

Ivan andres velasquez

Jovanny steven labradad

CONTENIDO 1. Resumen

1.1 Objetivos generales 1.2 Objetivo especifico 1.3 Breve introducción

a) Análisis b) Resultados

2. Definiciones

3. Introducción

4. Métodos y materiales

4.1 Tipo de aforo

4.2 Caudales históricos

5. Resultados 5.1 are y perímetro

5.2 velocidades 5.3 Desbordamientos 5.2 Área de inundación 6. Análisis

7. Conclusiones y recomendaciones

8. Referencias

9. Anexos

Control de desbordamientos del rio Pance

1. Resumen

Debido a los recientes asentamientos poblacionales que se han estado construyendo en las inmediaciones al rio Pance, sin tener en

cuenta las crecidas que tiene este, se ha hecho menester que se empleen métodos para regular el flujo del rio y prevenir futuros

desastres en estas localidades.

Los objetivos específicos y generales con los cuales se llevó a cabo el proyecto basados en:

Específicos implementar el método de aforo volumétrico al rio Pance

Conocer y Manejar el software HEC-RAS

Analizar resultados obtenidos

Proponer recomendaciones para evitar desbordamientos

General implementar alternativas para regular el flujo del rio

2. Definiciones

Para efectos de mejor comprensión de este documento, se aplican las siguientes definiciones:

Caudal: Cantidad de fluido que circula por el cauce de un río en un lugar y tiempo determinado.

Fluido: sustancia que se deforma continuamente, que fluye, bajo la aplicación de una presión determinada.

Aforo volumétrico:

Desbordamiento: salida del flujo del rio por encima de los puntos críticos del cauce.

Punto crítico: puntos de referencia en los cuales se considera que se desbordad el rio.

Cause:

Dragar: lecho fluvial, es la parte por donde discurren las aguas en su curso.

3. Introducción

Una de las amenazas naturales más frecuentes a las cuales está expuesta la comunidad, en especial los que viven en cercanías de los

ríos son los desbordamientos, estos pueden ser causados por lluvias torrenciales, deshielo, subida de las mareas por encima del nivel

habitual o por avalanchas causadas por maremotos, que aumentan el caudal del rio y hacen que con frecuencia esto ocurra.

El siguiente proyecto se llevó acabo con la finalidad de estudiar las condiciones topográficas de la zona, datos de flujo aforados (13-03-

2014) registrados en los años 2010 y 2011, con el fin de determinar las posibles áreas donde ocurran dichos desbordamientos y

posterior a ello evaluar, analizar y recomendar acciones que sirvan para regular el flujo del rio y así evitar que ocurran este tipo de

desastres.

4. Métodos e instrumentos

4.1 En el desarrollo del proyecto se empleó el método de aforo por velocímetro, el cual consto de introducir un velocímetro

de bicicleta fijado a un jalón diferentes distancias, a lo ancho, de cada perfil del rio durante un intervalo de 10 metros

en los 180 metros de los cuales se llevó acabo el estudio de la topografía y caudal del cauce.

Los datos topográficos, puntos críticos y caudales propios del cauce fueron introducidos en el software HEC-RAS, modelo. Programa

de hidráulica utilizado para modelar el comportamiento de un caudal en un canal artificial o en un cauce natural (ríos y arroyos).

Instrumentos y metodología empleada

Cinta métrica

Jalón (marcado cada centímetro)

Velocímetro

Termómetro

De los 180 metros destinados para el estudio del caudal y topografía del cauce se

aforo y llevo a cabo su topografía en tramos de 30 metros por cada grupo de trabajo,

(6 grupos), los cuales, en su mayoría, aforaron y topo grafiaron en perfiles cada 10

metros.

Posterior a esto se tendió la cinta métrica a lo ancho del rio, secuencialmente, en cada

uno de los perfiles de rio para luego medir su profundidad en cada metro a lo ancho.

Una vez establecido el perfil de cada tramo se procedió a medir su profundidad, a lo

ancho. Se introdujeron los jalones en cada metro y se midió la profundidad del fondo

hasta la lámina de agua. Haciendo la topografía del cauce de la misma en cada uno de

los perfiles.

La velocidad del rio se midió al introducir el velocímetro cada 3 metro en el segundo

perfil y cada 6 en cuarto, posterior a eso se calculó la media aritmética con lo cual se

determinó la velocidad promedio del segundo y cuarto perfil.

La tempera se midió de manera estándar para todo el rio, se tomó en cuenta la

temperatura de un solo tramo del rio.

GPS

4.2 Caudales históricos

Para poder determinar, analizar y recomendar acciones de forma más exacta fue necesario solicitar los datos de caudal del rio,

registrados por la VCV en el del año 2010 y 2011, con estos datos modelamos en el programa HEC-RAS utilizando el caudal máximo,

medio y mínimo que se registró en cada año así como también el caudal obtenido mediante el aforo (13-03-2014).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

caudal max 2.1 3.3 3.2 6.2 10.1 4.5 4.5 4.4 4.5 5.4 13.5 4.7

caudal med 1.3 1.8 1.3 4 3.6 2.1 3 2 3.1 3.3 7.7 1.8

caudal min 0.9 1 0.8 2 1.6 0.7 1.4 1.2 1.9 1.6 2.5 0.4

0

2

4

6

8

10

12

14

16

cau

dal

en

me

tro

s/ s

eg

meses

caudal 2010

caudal max caudal med caudal min

promedios 2010

Max 5.53

Med 2.92

Min 1.33

Medimos la elevación sobre el nivel del mar del primer y último tramo del rio.

Presentándose los caudales máximos en la temporadas lluviosas del año, abril, mayo y

junio – octubre, noviembre y diciembre.

5. Resultados

5.1 Con la finalidad de facilitar y dar una mayor exactitud de resultados en la determinación del área y

perímetro de cada perfil. Se empleó el programa AutoCAD para introducir los parámetros de cada perfil, se

presentan 4 de los 47 perfiles aforados en el proyecto.

promedios 2011

Max 3.63

Med 1.31

Min 0.36

Con una tendencia a decrecer durante todo el año.

5.2 la velocidad del segundo y cuarto perfil se determinó con base a las registradas con el velocímetro.

Segundo perfil

Cuarto perfil

5.4 área de inundación con finalidad de poder visualizar las áreas de inundación que tiene lugar cuando el caudal del rio

está en su punto más alto y poder dar recomendaciones para su control se ingresaron los parámetros topográficos del

cauce, parte de la topografía de la zona y los caudales aforados e históricos e el programa HEC-RAS .

tomada velocidad

cada 3 M

1 29

3 48

4 24

5 20

6 42

7 44

8 90

velocidad 297

total 37.125

tomada velocidad

cada 6 M

6 68

6 51

6 14

6 11

velocidad 144

total 36

Las velocidades registrados por 3 metro del segundo perfil fueron promediadas y

convertidas a unidades de M/s para el posterior cálculo del caudal de este perfil.

CAUDAL MAX 2010

CAUDAL MED 2010

47

45

42.5*

41

40.6666*

40.3333*

40

37.5*

35.5*

34.3333*

33

31 29

26.5*

24.5* 22.5*

20.5* 19

17.5*

15.5*

14 12.5*

10 8.5*

6

4.5* 4

2

canalizacion corregidad Plan: pance aforo realizado 5/25/2014

Legend

WS max2010

Ground

Bank Sta

Ground

47

45

42.5*

41

40.6666*

40.3333*

40

37.5*

35.5*

34.3333*

33

31 29

26.5*

24.5* 22.5*

20.5* 19

17.5*

15.5*

14 12.5*

10 8.5*

6

4.5* 4

2

canalizacion corregidad Plan: pance aforo realizado 5/25/2014

Legend

WS med2010

Ground

Bank Sta

Ground

CAUDAL MIN 2010

CAUDAL MAX 2011

47

45

42.5*

41

40.6666*

40.3333*

40

37.5*

35.5*

34.3333*

33

31 29

26.5*

24.5* 22.5*

20.5* 19

17.5*

15.5*

14 12.5*

10 8.5*

6

4.5* 4

2

canalizacion corregidad Plan: pance aforo realizado 5/25/2014

Legend

WS min2010

Ground

Bank Sta

Ground

47

45

42.5*

41

40.6666*

40.3333*

40

37.5*

35.5*

34.3333*

33

31 29

26.5*

24.5* 22.5*

20.5* 19

17.5*

15.5*

14 12.5*

10 8.5*

6

4.5* 4

2

canalizacion corregidad Plan: pance aforo realizado 5/25/2014

Legend

WS max2011

Ground

Bank Sta

Ground

CAUDAL MED 2011

CAUDAL MIN 2011

47

45

42.5*

41

40.6666*

40.3333*

40

37.5*

35.5*

34.3333*

33

31 29

26.5*

24.5* 22.5*

20.5* 19

17.5*

15.5*

14 12.5*

10 8.5*

6

4.5* 4

2

canalizacion corregidad Plan: pance aforo realizado 5/25/2014

Legend

WS med2011

Ground

Bank Sta

Ground

47

45

42.5*

41

40.6666*

40.3333*

40

37.5*

35.5*

34.3333*

33

31 29

26.5*

24.5* 22.5*

20.5* 19

17.5*

15.5*

14 12.5*

10 8.5*

6

4.5* 4

2

canalizacion corregidad Plan: pance aforo realizado 5/25/2014

Legend

WS min2011

Ground

Bank Sta

Ground

CAUDAL AFORADO, SEGUNNDO PERFIL

CAUDAL AFORADO, CUARTO PERFIL

47

45

42.5*

41

40.6666*

40.3333*

40

37.5*

35.5*

34.3333*

33

31 29

26.5*

24.5* 22.5*

20.5* 19

17.5*

15.5*

14 12.5*

10 8.5*

6

4.5* 4

2

canalizacion corregidad Plan: pance aforo realizado 5/25/2014

Legend

WS caud optenidos

Ground

Bank Sta

Ground

47

45

42.5*

41 40.6666*

40.3333*

39.5* 37.5*

35.5*

34.3333*

33 31

29

26.5*

24.5*

22.5*

20.5*

18.5* 16.5*

14.5*

13

10.5*

8.5*

6 4.75* 4.25*

2.5*

canalizacion corregidad Plan: pance aforo realizado 5/25/2014

Legend

WS caud optenidos

Ground

Bank Sta

Ground

6. Analisis.

Debido a la irrealidad de los caudales aforados estos no tendrán relevancia en las recomendaciones, no obstante es

menester determinar las causas por las cuales esta falencia en el aforo.

Al analizar los parámetros de partida notamos que las velocidades registradas eran muy superiores a las velocidades

propias de un rio como este, 10,31 M/S Y 10M/S. Esto debido en parte a varias razones:

1. El instrumento de aforo, el velocímetro, se utilizó de manera inadecuada pues este se manipulaba de tal forma

que registrara la mayor velocidad.

2. A medida que se van presentado obstáculos, piedras, pedazos de troncos etc., la velocidad del flujo pierde

energía por fricción lo cual hace que no halla continuidad en los caudales.

3. El volumen del agua es variable, conforme transcurrió el tiempo el volumen del rio vario lo cual también

contribuyó a que no se presentara continuidad en los caudales.

4. El instrumento con el cual se llevó acabo el método

De aforo no es el indicado para calcular la velocidad

Del fluido de un cauce en un canal natural abierto

El instrumento indicado es el molinete.

7. Conclusiones y recomendaciones

El rio si presenta riesgos de desbordamiento, por tanto es necesario implementar un método para regular el

flujo del rio y evitar desastre.

Tomando como parámetro de partida el caudal máximo 2011 para proceder a dar recomendaciones, con la

justificación de que el caudal máximo del rio tiende cada año . Proponiendo como método para la regulación

del flujo canalizar el rio por una distancia de 70 metros aguas abajo del perfil bajo.

EXCEN LOS PUNTOS CRITICOS

no leve critico

2010 MAX x

MED x

MIN x

2011 MAX x

MED x

MIN x

AFORADO 2do perfir x

4to perfil x

CAUDALES Con la finalidad de facilitar la comprensión de las

imágenes se tabularon los caudales con los

cuales se llevó a cabo el proyecto presentando

como leve los que han sobrepasado por menos

de 8 metro los puntos críticos, hacia el costado

izquierdo del cauce, y como crítico los caudales

que se consideran irreales e imposibles de que

puedan ocurrir.

Rio canalizado caudal máximo 2011

Referencias

Mecánica de fluidos de moth 6 edición

http://api.eoi.es/api_v1_dev.php/fedora/asset/eoi:45365/componente45363.pdf

http://www.urbanismogranada.com/administrador/archivos/04_10_07_ManualB_sico_HEC-RAS313_HEC-

GeoRAS311_Espa_ol.pd_f.pdf

http://platina.inia.cl/ururi/informativos/Informativo_INIA_Ururi_50.pdf

47 44

42

40.6666*

40 37.3333*

35

34 31.6666*

29

26.3333*

24 21.3333*

19

16.6666*

14.6666*

13 10

7.33333*4.75*

4 1

.5*

.*

-.5*

-1

-3.3626*

-3.7772*-4.1*

-4.3333*-4.5666*

-4.8333*

canalizacion con salto hidraulico 2 Plan: pance aforo realizado 5/14/2014

Legend

WS max2011

Ground

Bank Sta

Ground