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Conceptos básicos de HidrologíaConceptos básicos de HidrologíaBalance HídricoBalance Hídrico
Por:Por:Sergio Velásquez MazariegosSergio Velásquez Mazariegos
svelasqusvelasqu@@catie.ac.crcatie.ac.crTel. 2558 2330Tel. 2558 2330
CATIE 7170-43, Turrialba, Costa RicaCATIE 7170-43, Turrialba, Costa RicaCurso Internacional: Gestión Integral de CuencasCurso Internacional: Gestión Integral de Cuencas
Julio de 2009Julio de 2009
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Concepto de HidrologíaConcepto de Hidrología
• La Hidrología es la ciencianatural que estudia alagua, su ocurrencia,
circulación y distribuciónen la superficie terrestre,sus propiedades químicasy físicas y su relación con
el medio ambiente,incluyendo a los seresvivos.
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Importancia de la HidrologíaImportancia de la Hidrología
• Determinar caudales deuna fuente (río,nacimiento, pozo) para: – abastecimiento de agua
potable a una población – abastecimiento de agua a
una industria – satisfacer la demanda de
un proyecto de irrigación – satisfacer la demanda de
un proyecto de generaciónde energía eléctrica – permitir la navegación
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Importancia de la HidrologíaImportancia de la Hidrología
• Diseñar obras como (paraun determinado evento): – alcantarillas – puentes – estructuras para el control
de avenidas – presas – vertedores – sistemas de drenaje
• agrícola• poblaciones• carreteras• Aeropuertos
• Planificación de RRHH – Cantidad y calidad de agua
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El Ciclo HidrológicoEl Ciclo Hidrológico
• Conjunto de cambios que experimenta el agua en lanaturaleza, tanto en su estado (sólido, líquido, gaseoso),como en su forma (agua superficial, agua subterránea,etc.) – Varía en el espacio – Varía en el tiempo – No tiene ni principio, ni fin
• La Hidrología solamente estudia la fase en la que laprecipitación toca “tierra” hasta el retorno del agua a la
atmósfera.• La fase atmosférica corresponde a la Meteorología y elagua en los océanos a la Oceanografía.
“Irregular”
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Capitulo 1Capitulo 1
El Ciclo HidrológicoEl Ciclo Hidrológico
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Enfoque de los problemas hidrológicosEnfoque de los problemas hidrológicos
• Procesos naturalesProcesos naturalesson sumamenteson sumamentecomplejoscomplejos
• No siempre se puedeNo siempre se puedeaplicar una ley físicaaplicar una ley físicafundamental parafundamental paracalcular un resultadocalcular un resultado
• Es necesario hacerEs necesario haceranálisis estadísticosanálisis estadísticos(Probabilidades)(Probabilidades)
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La Cuenca HidrográficaLa Cuenca Hidrográfica
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Definición de Cuenca HidrográficaDefinición de Cuenca Hidrográfica
• Es el área de terreno donde todas las aguas caídas por precipitación, se unenpara formar un solo curso de agua
• Unidad natural definida por la existencia de la divisoria de las aguas en unterritorio dado
• Las cuencas hidrográficas son unidades morfológicas superficiales – Divisoria geográfica principal= Parteaguas – Divisorias geográficas secundarias= Forman las subcuencas
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Definición de Cuenca HidrológicaDefinición de Cuenca Hidrológica
• La definición de cuenca hidrológica es más integral que la de cuencahidrográfica
• Las cuencas hidrológicas son unidades morfológicas integrales yademás de incluir todo el concepto de cuenca hidrográfica, abarcan
en su contenido, toda la estructura hidrogeológica subterránea delacuífero como un todo.
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Capítulo 2.Capítulo 2.División de la cuenca como unidad de gestiónDivisión de la cuenca como unidad de gestión • Subcuenca:Subcuenca: es toda área quees toda área que
desarrolla su drenaje directamentedesarrolla su drenaje directamenteal curso principal de la cuenca.al curso principal de la cuenca. – Varias subcuencas pueden Varias subcuencas pueden
conformar una cuenca.conformar una cuenca.
• Microcuenca:Microcuenca: es toda área quees toda área quedesarrolla su drenaje directamentedesarrolla su drenaje directamentea la corriente principal de unaa la corriente principal de unasubcuenca.subcuenca. – Varias microcuencas pueden Varias microcuencas pueden
conformar una subcuenca.conformar una subcuenca.• Quebradas:Quebradas: es toda área quees toda área que
desarrolla su drenaje directamentedesarrolla su drenaje directamentea la corriente principal de unaa la corriente principal de unamicrocuenca.microcuenca. – Varias quebradas pueden Varias quebradas pueden
conformar una microcuenca.conformar una microcuenca.
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Capitulo 2Capitulo 2Delimitación de cuencasDelimitación de cuencas
• Las cuencas puedenLas cuencas puedenser delimitadas deser delimitadas de
varias formas:varias formas: – Manual: SiguiendoManual: Siguiendosimples reglas desimples reglas detrazadotrazado
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Capitulo 2Capitulo 2Delimitación de cuencasDelimitación de cuencas
– Computarizada o automáticaComputarizada o automática• Se hace a partir de las curvas a nivel y la redSe hace a partir de las curvas a nivel y la red
hidrográfica digitalizadashidrográfica digitalizadas
• Puede presentar algunos problemas para suPuede presentar algunos problemas para sudelimitación principalmente en el área cercana aldelimitación principalmente en el área cercana alpunto de aforo.punto de aforo.
• Depende de un insumo llamado Modelo deDepende de un insumo llamado Modelo deElevación Digital (MED) o Modelo de Elevación deElevación Digital (MED) o Modelo de Elevación deTerreno (MET).Terreno (MET).
• Una breve demostración en ARCVIEW……Una breve demostración en ARCVIEW……
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Capitulo 2Capitulo 2Delimitación automatizada de cuencasDelimitación automatizada de cuencas
• Generación del MEDGeneración del MED
• “ “Quemado” o “Marcado” de los ríosQuemado” o “Marcado” de los ríos
• MED sin depresiones locales (Fill sinks)MED sin depresiones locales (Fill sinks)• Grid de Dirección de FlujoGrid de Dirección de Flujo
•Grid de Acumulación de FlujoGrid de Acumulación de Flujo
• Trazado automáticoTrazado automático
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Características físicas de la cuencaCaracterísticas físicas de la cuenca
• Superficie o áreaSuperficie o área
• PerímetroPerímetro
• Topografía (curva hipsométrica y curva deTopografía (curva hipsométrica y curva defrecuencia de altitudes)frecuencia de altitudes)
• Altitudes características Altitudes características
• Índices representativosÍndices representativos
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Superficie o áreaSuperficie o área
• Automatizada o computarizada Automatizada o computarizada – Por medio de un SIG.Por medio de un SIG.
– En ArcView 3.3 se aplica la extensión MilaEn ArcView 3.3 se aplica la extensión MilaUtilities 3.2.Utilities 3.2.
– El proceso se hace de manera automática y elEl proceso se hace de manera automática y el
área se agrega a la tabla de atributos de laárea se agrega a la tabla de atributos de lacuenca.cuenca.
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PerímetroPerímetro
• Automatizado o Computarizado Automatizado o Computarizado – Por medio de un SIG.Por medio de un SIG.
– En ArcView 3.3 se aplica la extensión MilaEn ArcView 3.3 se aplica la extensión MilaUtilities 3.2.Utilities 3.2.
– El proceso se hace de manera automática y elEl proceso se hace de manera automática y el
perímetro se agrega a la tabla de atributos deperímetro se agrega a la tabla de atributos dela cuenca.la cuenca.
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Curva hipsométricaCurva hipsométrica
• Es la curva que puesta en coordenadasrectangulares, representa la relación entre
la altitud, y la superficie de la cuenca quequeda sobre esa altitud.
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Curva hipsométricaCurva hipsométrica
• Se debe calcular lasSe debe calcular lasáreas entre curvas aáreas entre curvas a
nivelnivel
• Se calcula por medioSe calcula por mediodel planímetro o pordel planímetro o pormedios gravimétricosmedios gravimétricos
• Nosotros lo vamos aNosotros lo vamos acalcular por medioscalcular por medioscomputarizadoscomputarizados
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Curva hipsométricaCurva hipsométrica
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Altitudes características Altitudes características
• A l t i t ud m ed i a : es la ordenada medida de lacurva hipsométrica, donde el 50 % del área dela cuenca, está situado por encima de esa altitud
y el 50 % está situado por debajo de ella.• A l t it ud m as f r e cuen t e : es el máximo valor en
porcentaje de la curva de frecuencia dealtitudes.
• A l t i t ud de f r e cue nc i a 1 /2 : es la altitudcorrespondiente al punto de abscisa ½ de lacurva de frecuencia de altitudes.
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Indice o Factor de Forma (F)Indice o Factor de Forma (F)
• Expresa la relación,entre el ancho promediode la cuenca y sulongitud
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Indice o Factor de Forma (F)Indice o Factor de Forma (F)
• A mayor F mayorposibilidad de teneruna tormenta intensasimultánea sobre toda laextensión de la cuenca
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Pendiente de la CuencaPendiente de la Cuenca
• Tiene una relación importante y complejacon la infiltración, la escorrentía
superficial, la humedad del suelo, y lacontribución del agua subterránea a laescorrentía
– Controla el tiempo de escurrimiento yconcentración de la lluvia en los canales dedrenaje
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Pendiente de la CuencaPendiente de la Cuenca
• Criterios para evaluar la pendiente – Criterio de Alvord
– Criterio de Horton – Criterio de Nash – Criterio del rectángulo equivalente
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Criterio de AlvordCriterio de Alvord
• Este criterio estábasado, en la obtenciónprevia de laspendientes existentesentre las curvas denivel.
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Pendiente del caucePendiente del cauce
• Importante para – Aprovechamiento hidroeléctrico – Solución de problemas de inundaciones.
• La pendiente del cauce se puede considerarcomo el cociente, que resulta de dividir, eldesnivel de los extremos del tramo, entre lalongitud horizontal de dicho tramo.
• Existen varios métodos para obtener lapendiente de un cauce
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Metodos para obtener pendienteMetodos para obtener pendientedel caucedel cauce
• Pendiente uniformePendiente uniforme
• Compensación de áreasCompensación de áreas
• Ecuación de Taylor y SchwarzEcuación de Taylor y Schwarz
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Pendiente UniformePendiente Uniforme
• Considera la pendiente delcauce, como la relaciónentre el desnivel que hay
entre los extremos delcauce y la proyecciónhorizontal de su longitud
• El método puede utilizarse
en tramos cortos del río.
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Red de DrenajeRed de Drenaje
• Las características de una red de drenaje,pueden describirse principalmente de
acuerdo con: – El tipo de corrientes – El orden de las corrientes – Longitud de los tributarios
– Densidad de corriente – Densidad de drenaje
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Tipo de CorrientesTipo de Corrientes
• Cor r i en te e f íme ra , es aquella que solo llevaagua cuando llueve e inmediatamente después.
• Co r r ien te i n t e rm i ten te , lleva agua la mayor
parte del tiempo, pero principalmente en épocade lluvias; su aporte cesa cuando el nivel freáticodesciende por debajo del fondo del cauce.
• Co r r ie n t e pe r enn e , contiene agua todo eltiempo, ya que aún en época de sequía esabastecida continuamente, pues el nivel freáticosiempre permanece por arriba del fondo delcauce.
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Orden de las corrientesOrden de las corrientes
• Proporciona el grado debifurcación dentro de lacuenca.
• Se requiere de un plano de la
cuenca que incluya tantocorrientes perennes comointermitentes.
• Existen dos métodos paradeterminarlas: – Strahler – Shreve
• Pueden trazarse mediante eluso de los SIG.
4
Strahler
Shreve
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Longitud de los tributariosLongitud de los tributarios
• Indicador de la magnitud de la pendiente de la cuenca, así como delgrado de drenaje.
• Areas escarpadas y bien drenadas ---> numerosos tributariospequeños y cortos
• Areas planas (suelos son profundos y permeables) ---> tributarioslargos, que generalmente son corrientes perennes• Longitud de los tributarios se incrementa como una función de su
orden.• La medición de las corrientes, se realiza dividiendo la corriente en
una serie de segmentos lineales, trazados lo más próximo posible a
las trayectorias de los cauces de las corrientes.• También puede realizarse desde un SIG.
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Densidad de las corrientesDensidad de las corrientes
• Es la relación entre el número de corrientes y el área drenada• Solamente se consideran corrientes perennes e intermitentes• El cauce principal cuenta como una corriente y luego los tributarios
a este cauce desde su nacimiento hasta su unión con el cauce
principal
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Densidad de drenajeDensidad de drenaje
• Se expresa como la longitud de las corrientes, por unidad de área• Indica:
– La posible naturaleza de los suelos, que se encuentran en la cuenca. – El grado de cobertura que existe en la cuenca.
• Valores altos, representan zonas con poca cobertura vegetal, suelosfácilmente erosionables o impermeables
• Valores bajos, indican suelos duros, poco erosionables o muy permeables ycobertura vegetal densa.
• Se puede calcular mediante un SIG
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Ahora un ejercicio de Ahora un ejercicio dedelimitación de cuencasdelimitación de cuencas
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Balance hídricoBalance hídrico
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Ecuación de continuidadEcuación de continuidad
• Se parte de la ecuación de continuidad, expresada comoSe parte de la ecuación de continuidad, expresada como
∆ ∆ V = Cambio en el volumen almacenado en el tiempo V = Cambio en el volumen almacenado en el tiempo
E = Entradas al sistema (generalmente la pp)E = Entradas al sistema (generalmente la pp) S = Salidas del sistema (sist. Hidrológico, cuenca, lago,S = Salidas del sistema (sist. Hidrológico, cuenca, lago,
embalse, etc)embalse, etc)
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Ecuación de continuidadEcuación de continuidad
• La ecuación de balance de agua superficial, tomando como unidad de análisisLa ecuación de balance de agua superficial, tomando como unidad de análisisy plano de referencia a la cuenca, se plantea como (Aparicioy plano de referencia a la cuenca, se plantea como (Aparicio et al et al ., 2006)., 2006)
ΔVV Cambio de almacenamientoambio de almacenamientoV lll Volumen de lluvia o precipitación en la cuencaolumen de lluvia o precipitación en la cuenca
R tt Retornos de agua desde los diversos usosetornos de agua desde los diversos usosB Extracciones por bombeo de los acuíferosxtracciones por bombeo de los acuíferosVm a na n Volumen aportado por los manantialesolumen aportado por los manantiales
E tt EvapotranspiraciónvapotranspiraciónInn Infiltración de la lluvia hacia las capas profundas del suelonfiltración de la lluvia hacia las capas profundas del sueloIn te rn t e r Intercepción de lluvia por la vegetaciónntercepción de lluvia por la vegetaciónUcc Usos (consuntivos o no) del agua, equivalente a la demandasos (consuntivos o no) del agua, equivalente a la demandaf Pérdidas por fugas, particularmente en los sistemas municipales.érdidas por fugas, particularmente en los sistemas municipales.A b Volumen de escurrimiento aguas abajo, a la salida de la cuencaolumen de escurrimiento aguas abajo, a la salida de la cuenca
Todas estas variables deben expresarse en unidades homogéneas deTodas estas variables deben expresarse en unidades homogéneas devolumen; en este caso, dadas las magnitudes del volumen, se expresan envolumen; en este caso, dadas las magnitudes del volumen, se expresan enhectómetros cúbicos, hmhectómetros cúbicos, hm33, equivalentes a millones de m, equivalentes a millones de m33..
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PrecipitaciónPrecipitación
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PrecipitaciónPrecipitación
• FormasFormas – Llovizna o garúaLlovizna o garúa – LluviaLluvia – GranizoGranizo – NieveNieve
• Precipitación es laPrecipitación es la
fuente primaria delfuente primaria delagua de la superficieagua de la superficieterrestreterrestre
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Clasificación de la precipitaciónClasificación de la precipitación
• Atendiendo al factorque provoca laelevación del aire enla atmósfera, laprecipitación seclasifica en:
– Convectiva – Orográfica – Ciclónica
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Medición de la precipitaciónMedición de la precipitación
• Se mide en función dela altura de la láminade agua que cae por
unidad de áreaSihp= 1mm
Entonces: Volumen= 0.001 m3
o igual a 1 litro
hp
Area= 1 m2
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Medición de la precipitaciónMedición de la precipitación
• PluviómetroPluviómetro – Aparato destinado a medir la Aparato destinado a medir la
cantidad de agua caída, ya sea encantidad de agua caída, ya sea enforma de lluvia, nieve o granizo,forma de lluvia, nieve o granizo,expresada a través de la cantidadexpresada a través de la cantidadde litros o milímetros caídos porde litros o milímetros caídos por
metro cuadrado.metro cuadrado. – Cualquier recipiente de bocaCualquier recipiente de bocaancha, cuya superficie seaancha, cuya superficie seaconocida puede servir comoconocida puede servir comopluviómetro; para efectuar laspluviómetro; para efectuar lasmedidas, se utilizará una probetamedidas, se utilizará una probetagraduada que dará los cc. degraduada que dará los cc. deprecipitación caídos en elprecipitación caídos en el
pluviómetro.pluviómetro. – El pluviómetro tipo Hellmann es elEl pluviómetro tipo Hellmann es elinstrumento meteorológico másinstrumento meteorológico másgeneralizado.generalizado.
20 cm Φ
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Capítulo 3Capítulo 33.4 Medición de la precipitación3.4 Medición de la precipitación• PluviógrafoPluviógrafo
– Es un instrumentoEs un instrumentoregistrador que mide laregistrador que mide lacantidad de precipitación ecantidad de precipitación eindica la intensidad caída.indica la intensidad caída.
– Constituidos por recipientesConstituidos por recipientesdobles de medida conocidadobles de medida conocida(vaciado automático)(vaciado automático)
– El movimiento se transmiteEl movimiento se transmitea una plumilla que inscribea una plumilla que inscribesobre la banda registradorasobre la banda registradorael número de vuelcos queel número de vuelcos quese han producidose han producido
– El gráfico que se genera seEl gráfico que se genera seconoce como pluviograma.conoce como pluviograma.
Pluviograma
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Medición de la precipitaciónMedición de la precipitación
• Estaciones automáticasEstaciones automáticas – Registran parámetros hastaRegistran parámetros hasta
cada minutocada minuto
– Bajo costoBajo costo – Pueden verse los datos enPueden verse los datos entiempo realtiempo real
– Proceso se hace medianteProceso se hace medianteun programa especializadoun programa especializado
• El CATIE acaba de instalarEl CATIE acaba de instalardos estaciones de estedos estaciones de estetipo.tipo.
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Medición de la precipitaciónMedición de la precipitación
• RadarRadar – Puede determinar dónde están laPuede determinar dónde están la lluvialluvia
y ely el granizo granizo .. – El rada rebota ondas de radio en lasEl rada rebota ondas de radio en las
gotas de lluvia de las nubes.gotas de lluvia de las nubes. – Una computadora mide cuánto tiempoUna computadora mide cuánto tiempo
le toma a las ondas reflejarse de vueltale toma a las ondas reflejarse de vueltay utiliza ese tiempo para determinary utiliza ese tiempo para determinarcuán lejos está la lluvia.cuán lejos está la lluvia.
– La computadora también mide cuántaLa computadora también mide cuántaenergía seenergía se ref leja de vueltaefleja de vuelta hacia elhacia elradar y calcula cuanta lluvia contienenradar y calcula cuanta lluvia contienenlas nubes.las nubes.
• Radar DopplerRadar Doppler – No sólo puede determinar cuán lejosNo sólo puede determinar cuán lejos
están las gotas de lluvia, tambiénestán las gotas de lluvia, tambiénpuede calcular si se están moviendo enpuede calcular si se están moviendo endirección o lejos del radar.dirección o lejos del radar.
– Los metereólogos saben que si la lluviaLos metereólogos saben que si la lluviase está moviendo, else está moviendo, el viento viento debe estardebe estarempujándola. Es así como saben haciaempujándola. Es así como saben haciadónde sopla el viento dentro de lasdónde sopla el viento dentro de lasnubes.nubes.
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Cálculo de la precipitación mediaCálculo de la precipitación media
• Los métodos pueden ser utilizados paraLos métodos pueden ser utilizados paracalcular precipitación media anual o decalcular precipitación media anual o de
una tormentauna tormenta• Metodologías:Metodologías: – Promedio aritméticoPromedio aritmético
– Polígonos de ThiessenPolígonos de Thiessen – IsoyetasIsoyetas
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Promedio aritméticoPromedio aritmético
• Promedio aritmético, delas alturas deprecipitacionesregistradas, de las
estaciones localizadasdentro de la zona• Precisión depende de:
– Cantidad de estaciones – Distribución de estaciones
– Distribución de lluvias• Es un método bueno sihay un gran número depluviómetros
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Polígonos de ThiessenPolígonos de Thiessen
• Se necesita conocer lalocalización de lasestaciones dentro yfuera del área deestudio.
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IsoyetasIsoyetas
• Se necesita de un planode isoyetas para el áreade estudio
• Este solía ser el métodomás exacto.• Se necesita de un buen
criterio para el trazado deisoyetas
• Precipitación orográficasigue el patrón de curvasa nivel
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Interpolación espacialInterpolación espacial
• Procedimiento matemático utilizado para predecir el valorde un atributo en una locación precisa a partir de valoresdel atributo obtenidos de puntos vecinos ubicados alinterior de la misma región. A la predicción del valor de
un atributo en lugares fuera de la región cubierta por lasobservaciones se le llama extra polación.
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Ejercicios de ArcViewEjercicios de ArcView1. Trazado automático de1. Trazado automático de
cuencascuencas
2. Precipitación media sobre2. Precipitación media sobreuna cuencauna cuenca
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Intercepción del agua de lluviaIntercepción del agua de lluvia
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IntercepciónIntercepción
– Depende de:Depende de:• Cantidad de biomasaCantidad de biomasa
presentepresente• Intensidad de la lluviaIntensidad de la lluvia
• Estructura de la copa deEstructura de la copa delos árboles y disposiciónlos árboles y disposiciónde las hojasde las hojas
– Se reportan valores como:Se reportan valores como:• Bosques tropicales: 9-Bosques tropicales: 9-
35% de la Pt35% de la Pt• Cultivos anuales: 3-12%Cultivos anuales: 3-12%de la Ptde la Pt
• Pastos: 12-17% de la PtPastos: 12-17% de la Pt – En algunos trabajos se tomaEn algunos trabajos se toma
como promedio 5% de lacomo promedio 5% de laprecipitación totalprecipitación total
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Ejercicios de ArcViewEjercicios de ArcView3. Cálculo de la Intercepción3. Cálculo de la Intercepción
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EvapotranspiraciónEvapotranspiración
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EvapotranspiraciónEvapotranspiración
– Evapotranspiraciónvapotranspiración = Evaporación directa + pérdida de agua por= Evaporación directa + pérdida de agua portranspiración de la vegetacióntranspiración de la vegetación
– Se ve afectada por factores de:Se ve afectada por factores de:
• Clima:Clima: – Radiación solarRadiación solar – TemperaturaTemperatura – Humedad relativaHumedad relativa – Elevación (Presión atmosférica)Elevación (Presión atmosférica) – Velocidad del viento Velocidad del viento
• Suelo:Suelo: – Tipo de sueloTipo de suelo – Grado de humedad del sueloGrado de humedad del suelo
• Planta:Planta: – Tipo de plantaTipo de planta – Estado fenológicoEstado fenológico – Época del añoÉpoca del año
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Cálculo de la EvapotranspiraciónCálculo de la Evapotranspiración
– Diferentes metodologías y fórmulasiferentes metodologías y fórmulas
ó
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Calculo de la EvapotranspiraciónCalculo de la Evapotranspiraciónpotencial por Thorntwaitepotencial por Thorntwaite
– Método de Thornthwaiteétodo de Thornthwaite
Cálculo utilizando unahoja excel
ól l d l ó
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Calculo de la EvapotranspiraciónCalculo de la Evapotranspiraciónpotencialpotencial
– Método de Thornthwaiteétodo de Thornthwaite
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Otros métodos de cálculo de la ETPOtros métodos de cálculo de la ETP
– Pennman – Monteith (FAO)ennman – Monteith (FAO)
( ) ( )
( )2
2n
U.222+2+
e-eU222+T
222 +G-R .0000
=γ
γ
∆
∆a s
o
ET Cálculo utilizando una
hoja excel
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Cálculo de la ETR (Real)Cálculo de la ETR (Real)
– También se le conoce como Evapotranspiración actual oambién se le conoce como Evapotranspiración actual oefectivafectiva
– Se refiere a la ET que ocurre en situaciones reales de cultivoe refiere a la ET que ocurre en situaciones reales de cultivoo cobertura en el campocobertura en el campo
– ETR = cantidad de agua que efectivamente es util izada por laTR = cantidad de agua que efectivamente es util izada por laevapotranspiraciónvapotranspiración
– Difíci l de calcularifíci l de calcular• Condiciones climáticasondiciones climáticas
• Magnitud de la reserva del sueloagnitud de la reserva del suelo
• Requerimientos d e los cult ivosequerimientos de los cultivos
– Se debe corregir la ETP o Eto con un factor Kc dependientee debe corregir la ETP o Eto con un factor Kc dependientedel nivel de humedad del suelo y las características de cadael nivel de humedad del suelo y las características de cadacultivo.ultivo.
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Cálculo de la ETR (Real)Cálculo de la ETR (Real)
– Opciones de cálculopciones de cálculo
– Se hace lo que se conoce como “balance hídrico dele hace lo que se conoce como “balance hídrico delsuelo”uelo”
• Método de Thornthwaite (Vi l lón)étodo de Thornthwaite (Vi l lón)
• Método de Guntherétodo de Gunther
• Método TMétodo TM
Cálculo utilizando unahoja excel
Cálculo utilizando unahoja excel
Cálculo utilizando unahoja excel
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Volumen de Bombeo en Pozos Volumen de Bombeo en Pozosy Manantialesy Manantiales
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Volumen de bombeo y manantiales Volumen de bombeo y manantiales
– Debe hacerse un inventario de pozos y calcular la cantidadebe hacerse un inventario de pozos y calcular la cantidadpromedio diaria y/o mensual que se extrae de cada uno deromedio diaria y/o mensual que se extrae de cada uno deellos.l los.
– Debe hacerse un inventario de los manantiales y aforarlos alebe hacerse un inventario de los manantiales y aforarl os almenos una vez al mes durante un año para establecer elenos una vez al mes durante un año para establecer elcaudal promedio que rinde cada uno de ellos.audal promedio que rinde cada uno de ellos.
– A falta de datos se considera que entre los manantiales y losfalta de datos se considera que entre los manantiales y lospozos excavados (rústicos) pueden aportar entre en 1 y 2%ozos excavados (rústicos) pueden aportar entre en 1 y 2%del total de ingreso de agua al sistema hidrológico.el total de ingreso de agua al s istema hidrológico.
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Usos del aguaUsos del agua(Demanda)(Demanda)
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Usos del aguaUsos del agua
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Uso consuntivoUso consuntivo
– Usos que no devuelven inmediatamente el agua al ciclosos que no devuelven inmediatamente el agua al ciclohidrológicoidrológico
– Los usos consuntivos más importantes:os usos consuntivos más importantes:• Uso doméstico/municipalso doméstico/municipal
• Uso agrícolaso agrícola
• Uso pecuario (incluye acuicultura)so pecuario (incluye acuicultura)
• Uso Industr ialso Industr ial
• Mineríainería
– Se debe consultar a los entes encargados de lae debe consultar a los entes encargados de laconcesión/distribución del agua en estos usos paraoncesión/distribución del agua en estos usos para
cuantificar la cantidad que se consume en el sistemauantificar la cantidad que se consume en el sistemahidrológico.idrológico.
– En caso de no existir datos se puede calcular a través de losn caso de no existir datos se puede calcular a través de losdatos estadísticos del país.atos estadísticos del país.
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Volúmenes de retorno Volúmenes de retorno
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Volúmenes de retorno Volúmenes de retorno
• Fracción del agua utilizada por un uso consuntivo que esFracción del agua utilizada por un uso consuntivo que esretornada de nuevo al sistemaretornada de nuevo al sistema
• Se calcula mediante observaciones de campo o tablas:Se calcula mediante observaciones de campo o tablas:
Uso % retorno
Agrícola 15%
Industrial 70%
Doméstico 70%Comercial 60%
Acuícola 90%
Pecuario 50%
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FugasFugas
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FugasFugas
– Son principalmente debidos a pérdidas en sistemas deon principalmente debidos a pérdidas en sistemas deabastecimiento de agua potablebastecimiento de agua potable
– Se considera que en nuestro medio pueden tener une considera que en nuestro medio pueden tener un
promedio del 30% del total de agua derivadoromedio del 30% del total de agua derivado
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Escorrentía o escurrimientoEscorrentía o escurrimiento
E i i tEscurrimiento
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EscurrimientoEscurrimiento Aspectos Generales Aspectos Generales
• El escurrimiento es el componente delEl escurrimiento es el componente delciclo hidrológico que se define como elciclo hidrológico que se define como el
agua proveniente de la precipitación, queagua proveniente de la precipitación, quecircula sobre o bajo la superficie terrestre,circula sobre o bajo la superficie terrestre,y que llega a una corriente paray que llega a una corriente parafinalmente ser drenada hasta la salida definalmente ser drenada hasta la salida dela cuenca (estación de aforo).la cuenca (estación de aforo).
Esc imientoEscurrimiento
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EscurrimientoEscurrimiento Aspectos Generales Aspectos Generales• ¿Qué pasa con la precipitación cuando llega a la superficie¿Qué pasa con la precipitación cuando llega a la superficie
de la tierra?de la tierra?• 1. Una parte de la precipitación se infiltra.1. Una parte de la precipitación se infiltra.
– Una parte de ésta, satisface la humedad del suelo, deUna parte de ésta, satisface la humedad del suelo, delas capas que se encuentran sobre el nivel freático dellas capas que se encuentran sobre el nivel freático delaguaagua
– Una vez que estas capas se han saturado, el aguaUna vez que estas capas se han saturado, el aguasubterránea es recargada, por la parte restante delsubterránea es recargada, por la parte restante delagua que se infiltra.agua que se infiltra.
• 2. Otra parte de la precipitación, tiende a escurrir sobre la2. Otra parte de la precipitación, tiende a escurrir sobre lasuperficie terrestresuperficie terrestre – La precipitación que ocasiona este escurrimiento, seLa precipitación que ocasiona este escurrimiento, se
llama altura de precipitación en exceso (llama altura de precipitación en exceso (hp hp ).).• 3. Una pequeña proporción se pierde.3. Una pequeña proporción se pierde.
EscurrimientoEscurrimiento
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EscurrimientoEscurrimiento Aspectos Generales Aspectos Generales• El escurrimiento se clasifica en tres tipos:El escurrimiento se clasifica en tres tipos:
– Escurrimiento superficial (Escurrimiento superficial (Q Q ))
– Escurrimiento subsuperficial (Escurrimiento subsuperficial (Qs Qs ))
– Escurrimiento subterráneo (Escurrimiento subterráneo (Qg Qg ))
EscurrimientoEscurrimiento
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EscurrimientoEscurrimiento Aspectos Generales Aspectos Generales• Escu r r im i en to supe r f i c i a ls cu r r im i en to supe r f i c i a l
– Proviene de la precipitación no infiltrada y que escurre sobre la superficie delProviene de la precipitación no infiltrada y que escurre sobre la superficie delsuelo.suelo.
– Efecto inmediato sobre el escurrimiento total existe durante la tormenta eEfecto inmediato sobre el escurrimiento total existe durante la tormenta einmediatamente después de que esta termineinmediatamente después de que esta termine
– La parte de la precipitación total que da lugar a este escurrimiento, se denominaLa parte de la precipitación total que da lugar a este escurrimiento, se denomina
precipitación en exceso (precipitación en exceso (hp hp ).).• Escu r r im i en to subsupe r f i c i a ls cu r r im i en to subsupe r f i c i a l
– Proviene de una parte de la precipitación infiltrada.Proviene de una parte de la precipitación infiltrada. – El efecto sobre el escurrimiento total, puede ser inmediato o retardado.El efecto sobre el escurrimiento total, puede ser inmediato o retardado. – Si es inmediato se le da el mismo tratamiento que al escurrimiento superficial,Si es inmediato se le da el mismo tratamiento que al escurrimiento superficial,
en caso contrario, como escurrimiento subterráneo.en caso contrario, como escurrimiento subterráneo.
• Escu r r im i en to sub t e r r áneoscu r r im i en to sub t e r r áneo
– es aquel que proviene del agua subterránea, la cual es recargada por la parte dees aquel que proviene del agua subterránea, la cual es recargada por la parte dela precipitación que se infiltra, una vez que el suelo se ha saturado.la precipitación que se infiltra, una vez que el suelo se ha saturado.
EscurrimientoEscurrimiento
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EscurrimientoEscurrimiento Aspectos Generales Aspectos Generales
EscurrimientoEscurrimiento
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EscurrimientoEscurrimiento Aspectos Generales Aspectos Generales
Factores que afectan elFactores que afectan el
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Factores que afectan elFactores que afectan elescurrimiento superficialescurrimiento superficial
• Me teo ro l óg i c o se teo ro l óg i co s
– forma, tipo, duración e intensidad de la precipitaciónforma, tipo, duración e intensidad de la precipitación – la dirección y la velocidad de la tormentala dirección y la velocidad de la tormenta
– la distribución de la lluvia en la cuenca.la distribución de la lluvia en la cuenca.
• F i s i og rá f i co si s i og rá f i cos
– Características físicas de la cuenca (superficie, forma,Características físicas de la cuenca (superficie, forma,
elevación, pendiente)elevación, pendiente) – tipo y uso del suelotipo y uso del suelo – humedad antecedente del mismo.humedad antecedente del mismo.
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Medición del escurrimientoMedición del escurrimiento
• La hidrometría, es la rama de la hidrología que estudia laLa hidrometría, es la rama de la hidrología que estudia lamedición del escurrimiento (aforar)medición del escurrimiento (aforar)
• Métodos directos: Usan aparatos o procedimientos paraMétodos directos: Usan aparatos o procedimientos paramedir directamente el caudalmedir directamente el caudal
• Métodos indirectos o contínuos: Miden el nivel del aguaMétodos indirectos o contínuos: Miden el nivel del aguaen el cauce y a partir del nivel estiman el caudalen el cauce y a partir del nivel estiman el caudal• Métodos de aforoMétodos de aforo
– Aforos con flotadores (D) Aforos con flotadores (D) – Aforos volumétricos (D) Aforos volumétricos (D)
– Aforos químicos (D) Aforos químicos (D) – Aforos con vertederos (I) Aforos con vertederos (I) – Aforos con correntómetro o molinete (D) Aforos con correntómetro o molinete (D) – Aforos con medidas de la sección y la pendiente (D) Aforos con medidas de la sección y la pendiente (D) – Limnígrafos (I)Limnígrafos (I)
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Aforo con flotadores Aforo con flotadores
• Escoger un lugar recto delEscoger un lugar recto delcauce de una longitud Lcauce de una longitud L
• Medir la velocidad superficialMedir la velocidad superficial(V)(V)
• El procedimiento para medir laEl procedimiento para medir lavelocidad es como sigue:velocidad es como sigue: – Medir la longitud (Medir la longitud (L ) del tramo) del tramo
A BB .. – Medir con un cronómetro elMedir con un cronómetro el
tiempo (tiempo (T ), que tarda en), que tarda en
desplazarse el flotador (botelladesplazarse el flotador (botellalastrada, madera, cuerpolastrada, madera, cuerpoflotante natural) en el tramoflotante natural) en el tramoA BB ..
– Calcular la velocidad superficialCalcular la velocidad superficial
Q= Caudal (m3/seg)Q= Caudal (m3/seg)v= Velocidad (m/seg)v= Velocidad (m/seg) A= Area (m2) A= Area (m2)
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4.3.1 Aforo con flotadores4.3.1 Aforo con flotadores
• Cálculo del áreaálculo del áreapromedio delromedio deltramoramo
– Para el cálculo del áreaPara el cálculo del áreahacer lo siguiente:hacer lo siguiente:• Calcular el área en laCalcular el área en la
secciónsección A (( A AA ))
• Calcular el área en laCalcular el área en lasecciónsección B (( B BB ))
• Calcular el áreaCalcular el áreapromediopromedio
Q= Caudal (m3/seg)v= Velocidad (m/seg) A= Area (m2)
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Aforo con flotadores Aforo con flotadores
• Cálculo del áreaálculo del áreaen una secciónn una sección – Calcular el área para
cada tramo, usando elmétodo del trapecio.
– Calcular el área totalde una sección
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4.3.1 Aforo con flotadores4.3.1 Aforo con flotadores
• Cálculo del área enálculo del área enuna secciónna sección – Para calcular el área enPara calcular el área en
cualquiera de lascualquiera de lassecciones, hacer losecciones, hacer losiguiente:siguiente:• Medir el espejo de aguaMedir el espejo de agua
((T ).).
• Dividir (Dividir (T ), en cinco o diez), en cinco o diez
partes (midiendo cadapartes (midiendo cada0.20, 0.30, 0.50, etc), y en0.20, 0.30, 0.50, etc), y encada extremo medir sucada extremo medir suprofundidad.profundidad.
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Aforo Volumétrico Aforo Volumétrico
• Calcular o medir el volumendel depósito o recipiente (V ).
• Con un cronómetro, medir eltiempo (T ), requerido para
llenar el depósito.• Calcular el caudal con laecuación:
• Repetir 3 veces la medición yhacer un promedio.
•Es el método más exacto, perose adapta a pequeñascorrientes o para calibrar otrosequipos (aforadores,vertederos, etc).
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Aforo con Vertederos Aforo con Vertederos
• Los vertederos, son losLos vertederos, son losdispositivos más utilizadosdispositivos más utilizadospara medir el caudal enpara medir el caudal encanales abiertos, ya quecanales abiertos, ya que
ofrecen las siguientesofrecen las siguientesventajas:ventajas: – Se logra precisión en losSe logra precisión en los
aforos.aforos. – La construcción de laLa construcción de la
estructura es sencilla.estructura es sencilla.
– No son obstruidos por losNo son obstruidos por losmateriales que flotan en elmateriales que flotan en elagua.agua.
– La duración del dispositivoLa duración del dispositivoes relativamente larga.es relativamente larga.
4 3 3 Aforo con Vertederos4 3 3 Aforo con Vertederos
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4.3.3 Aforo con Vertederos4.3.3 Aforo con VertederosVertedero rectangular c/cont.Vertedero rectangular c/cont.
4 3 3 Aforo con Vertederos4 3 3 Aforo con Vertederos
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4.3.3 Aforo con Vertederos4.3.3 Aforo con VertederosVertedero rectangular s/cont.Vertedero rectangular s/cont.
4 3 3 Aforo con Vertederos4 3 3 Aforo con Vertederos
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4.3.3 Aforo con Vertederos4.3.3 Aforo con VertederosVertedero triangularVertedero triangular
Aforo con VertederosAforo con Vertederos
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Aforo con Vertederos Aforo con VertederosCalibraciónCalibración
• Consiste en hallar la ecuación que relaciona la cargaConsiste en hallar la ecuación que relaciona la cargasobre el vertederosobre el vertedero h h , con el caudal, con el caudal Q Q ..
• Para realizar la calibración del vertedero, se puede utilizarPara realizar la calibración del vertedero, se puede utilizarel método volumétrico, con el siguiente proceso:el método volumétrico, con el siguiente proceso: – Suponer la ecuación potencial:Suponer la ecuación potencial:
– Medir para varios caudalesMedir para varios caudales Q Q , su respectiva carga, su respectiva carga h h y tabularlosy tabularlos – Establecer la correlación potencial simple, de los datosEstablecer la correlación potencial simple, de los datos h yy Q
registrados, y calcular los parámetrosregistrados, y calcular los parámetros a yy b .. – ConocidosConocidos a yy b , la ecuación, estará definida para su utilización, la ecuación, estará definida para su utilización
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Aforo con molinete o correntómetro Aforo con molinete o correntómetro
• Los correntómetros sonLos correntómetros sonaparatos que miden laaparatos que miden lavelocidad, en un punto dadovelocidad, en un punto dadodel curso del agua.del curso del agua.
• La velocidad es medida en losLa velocidad es medida en los
instrumentos, por medio de uninstrumentos, por medio de unórgano móvil (hélice)órgano móvil (hélice)• La hélice detecta la velocidadLa hélice detecta la velocidad
de la corriente y transmite unade la corriente y transmite unaseña cuando ha dado un ciertoseña cuando ha dado un ciertonúmero de vueltas sobre unnúmero de vueltas sobre un
contador o contómetrocontador o contómetro(impulsiones de sonido,(impulsiones de sonido,señales luminosas, digitales,señales luminosas, digitales,etc)etc)
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Aforo con molinete o correntómetro Aforo con molinete o correntómetro
• La velocidad se mideLa velocidad se mideindirectamente, ya que en laindirectamente, ya que en lapráctica lo que se mide es elpráctica lo que se mide es eltiempo que emplea la hélice,tiempo que emplea la hélice,para dar un cierto número depara dar un cierto número de
revoluciones, y mediante unarevoluciones, y mediante unafórmula propia para cadafórmula propia para cadahélice se calcula la velocidad.hélice se calcula la velocidad.
• Ejemplo:Ejemplo: – Correntómetro OTT-Meter NºCorrentómetro OTT-Meter Nº
7569, del7569, del Minaeinae ,,• ParaPara n n < 0.57→< 0.57→ v v = 0.2358= 0.2358
×× n n + 0.025+ 0.025• ParaPara n n ≥ 0.57→≥ 0.57→ v v = 0.2585= 0.2585
×× n n + 0.012+ 0.012
Fórmula de correntómetroFórmula de correntómetro
Aforo con molinete o correntómetroAforo con molinete o correntómetro
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Aforo con molinete o correntómetro Aforo con molinete o correntómetroCondiciones de la sección de aforoCondiciones de la sección de aforo
• Ubicación idealUbicación ideal – Los filetes líquidos son paralelos entre si.Los filetes líquidos son paralelos entre si. – Las velocidades sean suficientes, para una buena utilización delLas velocidades sean suficientes, para una buena utilización del
correntómetro.correntómetro.
– Las velocidades son constantes para una misma altura de laLas velocidades son constantes para una misma altura de laescala limnimétrica.escala limnimétrica.
• Condiciones exigidas:Condiciones exigidas: – Un recorrido rectilíneo entre dos riberas o márgenes francas.Un recorrido rectilíneo entre dos riberas o márgenes francas. – Un lecho estable.Un lecho estable.
– Un perfil transversal relativamente constante, según el perfil enUn perfil transversal relativamente constante, según el perfil enlongitudlongitud
Aforo con molinete o correntómetroAforo con molinete o correntómetro
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Aforo con molinete o correntómetro Aforo con molinete o correntómetroFormas de aforoFormas de aforo
• A p i ep ie – Curso de agua es pequeñoCurso de agua es pequeño – Curso de agua pocoCurso de agua poco profundo y fondo resistenteprofundo y fondo resistente – Colocar una cinta graduada de un margen a otro, y se vaColocar una cinta graduada de un margen a otro, y se va
midiendo la velocidad a diferentes profundidades, a puntosmidiendo la velocidad a diferentes profundidades, a puntosequidistantes de un extremo a otro de la sección.equidistantes de un extremo a otro de la sección.• A cab l ecab l e
– La sección se materializa con un cable tendido de un extremo aLa sección se materializa con un cable tendido de un extremo aotro, y el aforo se hace en bote o por un funicular.otro, y el aforo se hace en bote o por un funicular.
• Sob re una pa sa re l aob re una pa sa re l a
– Se coloca una pasarela entre los pilones de un puente, elSe coloca una pasarela entre los pilones de un puente, elaforador se coloca sobre la pasarela, y realiza la medición de lasaforador se coloca sobre la pasarela, y realiza la medición de lasvelocidades desde allí.velocidades desde allí.
Aforo con molinete o correntómetroAforo con molinete o correntómetro
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Aforo con molinete o correntómetro Aforo con molinete o correntómetroProceso para realizar el aforoProceso para realizar el aforo
• Medir el ancho del ríoMedir el ancho del río(longitud de la superficie(longitud de la superficielibre de agua o espejo delibre de agua o espejo de
aguaagua T1T1))
• Dividir el espejo de aguaDividir el espejo de agua
T1T1, en un número, en un número N N dedetramos (por lo menostramos (por lo menos N N ==10), siendo el ancho de10), siendo el ancho decada tramo:cada tramo:
4 3 Aforo con molinete o correntómetro4 3 Aforo con molinete o correntómetro
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4.3. Aforo con molinete o correntómetro4.3. Aforo con molinete o correntómetroProceso para realizar el aforoProceso para realizar el aforo
• Según, el ProyectoSegún, el ProyectoHidrometeorológicoHidrometeorológicoCentroamericano, laCentroamericano, la
distancia mínimadistancia mínimaentre verticales, seentre verticales, semuestra en la tablamuestra en la tablasiguiente:siguiente:
4 3 Aforo con molinete o correntómetro4 3 Aforo con molinete o correntómetro
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4.3. Aforo con molinete o correntómetro4.3. Aforo con molinete o correntómetroProceso para realizar el aforoProceso para realizar el aforo
• Medir en cada vertical, laMedir en cada vertical, laprofundidadprofundidad h , puede, puedesuceder que en lossuceder que en losmárgenes la profundidadmárgenes la profundidad
sea cero o diferente desea cero o diferente decero.cero.• El área de cada tramo, seEl área de cada tramo, se
puede determinar como elpuede determinar como elárea de un trapecio. Si laárea de un trapecio. Si laprofundidad en algunosprofundidad en algunosde los extremos es cero,de los extremos es cero,se calcula como si fuerase calcula como si fueraun triángulo.un triángulo.
Aforo con molinete o correntómetroAforo con molinete o correntómetro
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Aforo con molinete o correntómetro Aforo con molinete o correntómetroProceso para realizar el aforoProceso para realizar el aforo
• Calcular la velocidadalcular la velocidad – La velocidad en unaLa velocidad en una
sección de una corrientesección de una corrientevaría tantovaría tanto
transversalmente como contransversalmente como conla profundidadla profundidad
– Las velocidades, se midenLas velocidades, se midenen distintos puntos en unaen distintos puntos en unaverticalvertical
– La cantidad de puntos,La cantidad de puntos,depende de lasdepende de lasprofundidades del cauce yprofundidades del cauce ydel tamaño deldel tamaño delcorrentómetro.correntómetro.
Aforo con molinete o correntómetroAforo con molinete o correntómetro
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Aforo con molinete o correntómetro Aforo con molinete o correntómetroProceso para realizar el aforoProceso para realizar el aforo
• Calcular la velocidad en un puntoalcular la velocidad en un punto – Colocar el instrumento (correntómetro o molinete) aColocar el instrumento (correntómetro o molinete) a
esa profundidad.esa profundidad. – Medir el número de revoluciones (Medir el número de revoluciones (NR NR ) y el tiempo () y el tiempo (T T
en segundos), para ese número de revoluciones.en segundos), para ese número de revoluciones. – Calcular el número de revoluciones por segundo (Calcular el número de revoluciones por segundo (n n ),),
con la ecuación:con la ecuación:
–Calcular la velocidad puntual en m/s, usando laCalcular la velocidad puntual en m/s, usando laecuación proporcionada por el fabricante del equipo,ecuación proporcionada por el fabricante del equipo,por ejemplo, el correntómetro A-OTT 1-105723 delpor ejemplo, el correntómetro A-OTT 1-105723 delSena raena r a , tiene las siguientes ecuaciones:, tiene las siguientes ecuaciones:
Aforo con molinete o correntómetroAforo con molinete o correntómetro
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Aforo con molinete o correntómetro Aforo con molinete o correntómetroProceso para realizar el aforoProceso para realizar el aforo
• Calcular la velocidad promedio en una verticalalcular la velocidad promedio en una vertical – La distribución de velocidades en una vertical, tiene la forma de una parábola,La distribución de velocidades en una vertical, tiene la forma de una parábola,
como se muestra en la figura.como se muestra en la figura.
– En la figura se observa:En la figura se observa:• vs vs = velocidad superficial= velocidad superficial
• vmáx vmáx = ubicada a 0.2 de la profundidad, medido con respecto a la superficie del agua= ubicada a 0.2 de la profundidad, medido con respecto a la superficie del agua• vm vm = velocidad media en la vertical, la cual tiene varias formas de cálculo= velocidad media en la vertical, la cual tiene varias formas de cálculo
– La relación entre la velocidad media y superficial es:La relación entre la velocidad media y superficial es: – vm vm == C C ×× vs vs
donde:donde: C C varía de 0.8 a 0.95, generalmente se adopta igual a 0.85varía de 0.8 a 0.95, generalmente se adopta igual a 0.85
4 3 Aforo con molinete o correntómetro4.3. Aforo con molinete o correntómetro
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4.3. Aforo con molinete o correntómetro4.3. Aforo con molinete o correntómetroProceso para realizar el aforoProceso para realizar el aforo
• Medir la velocidad media en unpunto
– Se emplea, cuando la profundidad del agua espequeña, o hay mucha vegetación a 0.8 de laprofundidad.
4.3. Aforo con molinete o correntómetro4.3. Aforo con molinete o correntómetro
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4.3. Aforo con molinete o correntómetro4.3. Aforo con molinete o correntómetroProceso para realizar el aforoProceso para realizar el aforo
• Medir la velocidad media en dosedir la velocidad media en dospuntosuntos
4.3. Aforo con molinete o correntómetro4.3. Aforo con molinete o correntómetro
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4.3. Aforo con molinete o correntómetro4.3. Aforo con molinete o correntómetroProceso para realizar el aforoProceso para realizar el aforo
• Medir la velocidad media en tresedir la velocidad media en trespuntosuntos
4.3. Aforo con molinete o correntómetro4.3. Aforo con molinete o correntómetro
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4.3. Aforo con molinete o correntómetro4.3. Aforo con molinete o correntómetroProceso para realizar el aforoProceso para realizar el aforo
• Calcular la velocidad promedio enalcular la velocidad promedio enun tramon tramo v1 v2
vp2
Aforo con molinete o correntómetroAforo con molinete o correntómetro
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Aforo con molinete o correntómetroo o co o ete o co e tó et oProceso para realizar el aforoProceso para realizar el aforo
• Calculo del caudalalculo del caudal
– Método del área y velocidad promedioétodo del área y velocidad promedio
•Calcular para cada vertical la velocidad media,Calcular para cada vertical la velocidad media,usando el método de uno, dos o tres puntos.usando el método de uno, dos o tres puntos.
• Determinar la velocidad promedio de cada tramo,Determinar la velocidad promedio de cada tramo,como el promedio de dos velocidades medias, entrecomo el promedio de dos velocidades medias, entredos verticales consecutivas, es decir:dos verticales consecutivas, es decir:
4.3. Aforo con molinete o correntómetro4.3. Aforo con molinete o correntómetro
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4.3. Aforo con molinete o correntómetroProceso para realizar el aforoProceso para realizar el aforo
• Calculo del caudalalculo del caudal – Método del área y velocidad promedioétodo del área y velocidad promedio
• Determinar el área que existe entre dos verticalesDeterminar el área que existe entre dos verticales
consecutivas, utilizando la fórmula del trapecio, es decir:consecutivas, utilizando la fórmula del trapecio, es decir:
• Determinar el caudal que pasa por cada tramo utilizando laDeterminar el caudal que pasa por cada tramo utilizando laecuación de continuidad, multiplicando la velocidad promedioecuación de continuidad, multiplicando la velocidad promedio
del tramo por el área del tramo, es decir:del tramo por el área del tramo, es decir:• Calcular el caudal total que pasa por la sección, sumando losCalcular el caudal total que pasa por la sección, sumando los
caudales de cada tramo, es decir:caudales de cada tramo, es decir:
4.3. Aforo con molinete o correntómetro4.3. Aforo con molinete o correntómetro
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4.3. Aforo con molinete o correntómetroProceso para realizar el aforoProceso para realizar el aforo
• Calculo del caudalalculo del caudal – Método de las parábolasétodo de las parábolas
• Trazar para cada vertical, laTrazar para cada vertical, lacurva profundidadvelocidadcurva profundidadvelocidadp vv (parábolas de velocidad).(parábolas de velocidad).
• Calcular las áreas de lasCalcular las áreas de lasparábolas (usar el planímetroparábolas (usar el planímetroo el método de la balanza).o el método de la balanza).
• Cada área calculadaCada área calculadarepresenta un caudal porrepresenta un caudal porunidad de ancho (m2/s).unidad de ancho (m2/s).
• Trazar la curvaTrazar la curva p vv vsvs an ch on ch o ..
• Calcular con un planímetro oCalcular con un planímetro obalanza analítica el área de labalanza analítica el área de lacurva anterior, la cualcurva anterior, la cualrepresenta el caudal.representa el caudal.
Aforo con molinete o correntómetro Aforo con molinete o correntómetro
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Proceso para realizar el aforoProceso para realizar el aforo
• Calculo del caudalalculo del caudal – Método de IsotaquiasMétodo de Isotaquias
• Ubicar en cada vertical lasUbicar en cada vertical lasvelocidades calculadas.velocidades calculadas.
• Trazar las isotaquiasTrazar las isotaquiasinterpolando las velocidadesinterpolando las velocidades
(las(las i s o t aqu i a sso t aqu i a s son líneasson líneasque unen puntos de igualque unen puntos de igualvelocidad), en forma similar,velocidad), en forma similar,que la interpolación deque la interpolación depuntos para obtener laspuntos para obtener lascurvas de nivel.curvas de nivel.
• Calcular con el planímetro, oCalcular con el planímetro, ocon la balanza analítica, lascon la balanza analítica, las
áreas que quedan por encimaáreas que quedan por encimade cada velocidad.de cada velocidad.• Trazar la curvaTrazar la curva v vsvs á r e are a
a cu mu l a d acu mu l a d a por encima depor encima decada velocidad.cada velocidad.
• Calcular con el planímetro, oCalcular con el planímetro, ocon la balanza analítica, elcon la balanza analítica, elárea de la curva anterior, laárea de la curva anterior, lacual representa el caudal.cual representa el caudal.
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Ejemplo de cálculoEjemplo de cálculo
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Hoja de cálculo balanceHoja de cálculo balancehídricohídrico