3.2.2 Obtención de las precipitaciones máximas diarias

Transcripción

1 3.2.2 Obtención de las precipitaciones máximas diarias Teniendo en cuenta los registros pluviométricos de las estaciones escogidas, se han calculado las precipitaciones máximas anuales en 24 horas para los distintos períodos de retorno a partir de los datos pluviométricos de cada estación correspondientes a las series de máximas precipitaciones en 24 horas de cada año hidrológico. ste cálculo se ha realizado mediante el tratamiento estadístico de las series pluviométricas utilizando el ajuste a la distribución de Gumbel, como es habitual en spaña, ajustada por el método de la máxima verosimilitud. Sin embargo, en los últimos años, el Centro de studios Hidrográficos del CDX ha recomendado la utilización de otra ley de distribución, la Ley SQRT-T máx, al considerar que muestra un mayor ajuste para períodos de retorno elevados. Por ello se ha utilizado también esta segunda ley con el fin de comparar los resultados obtenidos. La Ley de Distribución de Gumbel presenta una gran estabilidad para bajos períodos de retorno. La distribución responde a la siguiente expresión: ( x e F(x)= Prob(X < x)= e Donde e es la base de logaritmos neperianos y X0 y, que son parámetros que son ajustados por el método de los momentos y de la máxima verosimilitud, pueden determinarse en cada caso en función del valor medio y de la desviación estándar de la muestra utilizada. Para altos períodos de retorno la experiencia indica que los valores calculados resultan generalmente inferiores a los observados y conduce en estos casos a resultados del lado de la inseguridad. sta incertidumbre en el cálculo de los valores para altos períodos de retorno ha conducido a toh, T. (1986) a proponer una nueva ley con dos parámetros: "SQRT- xponential Type Distribution on Maximun" (Proceding of nternational Symposium on Flood Frecuency and Risk Analysis Lousiana May 1986 pp ) conocida como SQRT-T máx. x 0 ) Utilizando la Ley SQRT-T Max se ha intentado paliar la inseguridad en los valores de precipitación calculados para altos periodos de retorno. La expresión de la distribución SQRT-T Max es la siguiente: F(x) Prob(X x) e a(1 bx )exp( donde los parámetros a y b son obtenidos por el método de los momentos. Los resultados de los ajustes de Gumbel y SQRT-T max para cada una de las estaciones seleccionadas es la siguiente: Resultados los ajustes de Gumbel y SQRT-T max para cada una de las estaciones seleccionadas: stación B962 B958 Nombre Periodo de retornot (años) GUMBL P24h Verosim. (mm) bx ) SQRT-T P24h (mm) MÁXMO (mm) STA. ULALA CAN PALRM VSSA C. TÈRMCA MJORA D LA FLUDZ Y SGURDAD D LA CARRTRA C-733 DL PK AL PK 5+500, VARANT DL NÚCLO URBANO D JSÚS (VSSA) Pág. 23

2 3.3 CÁLCULO D CAUDALS D DSAGÜ ntroducción l objeto de estos cálculos consiste en definir los caudales de avenida correspondiente a los periodos de retorno (T) de 2, 5, 10, 25, 50, 100, 500 y 1000 años de las distintas cuencas interceptadas por cada una de las alternativas de trazado estudiadas. Para el cálculo de caudales de avenida de las cuencas estudiadas, se ha utilizado el Método Racional Generalizado según la instrucción 5.2-C, Drenaje Superficial Definición de las cuencas Las cuencas se han definido sobre la cartografía suministrada a escala 1/ n los planos incluidos a continuación se definen las cuencas interceptadas por el trazado. MJORA D LA FLUDZ Y SGURDAD D LA CARRTRA C-733 DL PK AL PK 5+500, VARANT DL NÚCLO URBANO D JSÚS (VSSA) Pág. 24

3 A C B D F G H J CONSULTOR AUTOR DL PROYCTO BNCA A. LUS GONZÁLZ -.C.C.P SCALA 1: UN A-3 ORGNAL TTULO MJORA D LA FLUDZ Y SGURDAD D LA CARRTRA C-733 Y VARANT AL NÚCLO URBANO D JSÚS FCHA PLANO D ABRL 2014 ARCHVO - CLAV C733 HD03 - CUNCAS-pag 25_27_29 HDROLOGÍA Y DRNAJ CUNCAS NºD PLANO: pag. 25 Hoja 1 de

4 Y= Y= Y= Y= Y= Y= Y= Y= X= G H X= J COLGO A BZA X= X= X= X= X= X= CONSULTOR AUTOR DL PROYCTO BNCA A. LUS GONZÁLZ -.C.C.P SCALA 1: UN A-3 ORGNAL TTULO MJORA D LA FLUDZ Y SGURDAD D LA CARRTRA C-733 Y VARANT AL NÚCLO URBANO D JSÚS FCHA PLANO D ABRL 2014 ARCHVO - CLAV C733 HD03 - CUNCAS-pag 25_27_29 HDROLOGÍA Y DRNAJ CUNCAS NºD PLANO: pag. 27 Hoja 2 de

5 Y= Y= Y= Y= Y= A B BCCLTAS PASO NFRO R 4.5X3 C X= D X= X= F X= G H X= CONSULTOR AUTOR DL PROYCTO BNCA A. LUS GONZÁLZ -.C.C.P SCALA 1: UN A-3 ORGNAL TTULO MJORA D LA FLUDZ Y SGURDAD D LA CARRTRA C-733 Y VARANT AL NÚCLO URBANO D JSÚS FCHA PLANO D ABRL 2014 ARCHVO - CLAV C733 HD03 - CUNCAS-pag 25_27_29 HDROLOGÍA Y DRNAJ CUNCAS NºD PLANO: pag. 29 Hoja 3 de

6 3.3.3 Precipitación máxima asignada a las cuencas Para la asignación de precipitaciones se han obtenido, por un lado, las precipitaciones para cada cuenca obtenidas de los rásters de la Direcció General de Recursos Hídrics del Govern de les lles Balears y por otro, se ha realizado un análisis estadístico de las estaciones pluviométricas B962 (Sta. ularia Can Palerm), B958 (ivissa C. Tèrmica) y B954 (ivissa Aeroport). La precipitación asignada corresponde a la máxima entre ambos métodos. La siguiente tabla muestra los valores de precipitación (mm) obtenidos por el método de estaciones mediante polígonos Thiessen para cada periodo de retorno considerado: STACONS Designación PRODO D RTORNO T (AÑOS) SLCCONADAS de Cuencas B962 B A 100% B 100% C 100% D 100% % F 100% G 100% H 59% 41% % 44% J 31% 69% MJORA D LA FLUDZ Y SGURDAD D LA CARRTRA C-733 DL PK AL PK 5+500, VARANT DL NÚCLO URBANO D JSÚS (VSSA) Pág. 31

7 A continuación se muestran los valores de precipitación obtenidos a través de los rásters de sohietas de la Direcció General de Recursos Hídrics del Govern de les lles Balears. Designación de Cuencas A B C D T (años) sohietas (mm) Designación de Cuencas T (años) sohietas (mm) Designación de Cuencas T (años) sohietas (mm) F J G H MJORA D LA FLUDZ Y SGURDAD D LA CARRTRA C-733 DL PK AL PK 5+500, VARANT DL NÚCLO URBANO D JSÚS (VSSA) Pág. 32

8 Finalmente se muestran los valores adoptados para la precipitación máxima (mm) de 24 h asignada a cada cuenca. Designación PRODO D RTORNO T (AÑOS) de Cuencas Método staciones A Método Máxima Precipitación Precipitación asignada Método staciones B Método Máxima Precipitación Precipitación asignada Método staciones C Método Máxima Precipitación Precipitación asignada Método staciones D Método Máxima Precipitación Precipitación asignada Método staciones Método Máxima Precipitación Precipitación asignada Método staciones F Método Máxima Precipitación Precipitación asignada Método staciones G Método Máxima Precipitación Precipitación asignada Método staciones H Método Máxima Precipitación Precipitación asignada Método staciones Método Máxima Precipitación Precipitación asignada Método staciones J Método Máximas Precipitación Precipitación asignada MJORA D LA FLUDZ Y SGURDAD D LA CARRTRA C-733 DL PK AL PK 5+500, VARANT DL NÚCLO URBANO D JSÚS (VSSA) Pág. 33

9 3.3.4 Cálculo del caudal para pequeñas cuencas Se ha utilizado el método racional mejorado y generalizado, por J.R. Témez Peláez elaborado para la Dirección General de Carreteras de spaña, que respecto a la actual nstrucción 5.2- C, presenta aportaciones en lo referente a la consideración de la no uniformidad de las lluvias y el factor de simultaneidad (factor de corrección por área), lo que da lugar a unos resultados más acordes con la realidad, habiendo sido contrastados empíricamente en numerosas y variadas cuencas naturales aportadas. La fórmula considerada es la siguiente: donde: C x x A Q x K 3,6 Q (m 3 /s): Caudal punta en el punto de desagüe correspondiente a un período de retorno dado. C: Coeficiente de escorrentía de la cuenca drenada. (mm/h): ntensidad media de precipitación correspondiente al período de retorno considerado y a un intervalo igual al tiempo de concentración. A (Km 2 ): Superficie de la cuenca. K: Coeficiente de uniformidad Para el cálculo de caudales de aquellas cuencas cuyo tiempo de concentración es menor a 0,25 h se ha utilizado la fórmula de la nstrucción 5.2-C de Drenaje Superficial, que es la siguiente: Q C x x A Tiempo de concentración l tiempo de concentración se define como el necesario para que las precipitaciones caídas en las zonas más alejadas de la cuenca puedan llegar al punto de desagüe. ste tiempo es independiente de la configuración y magnitudes del aguacero, dependiendo sólo de las características morfológicas de la cuenca. Para estimarlo se emplea la fórmula: T c = 0,3 [ n la que: Tc (h) = tiempo de concentración L (km) = longitud del curso principal J (m/m) = pendiente media del curso principal Precipitación areal La precipitación real actuante sobre una determinada área será menor o igual que el valor puntual de la precipitación máxima total diaria para el período de retorno considerado. La obtención de valores areales se efectúa mediante el uso de un factor reductor (ARF) por el que se multiplican los valores puntuales estimados (Pd correspondiente a las isohietas utilizadas). Se utiliza el factor propuesto por Témez (1991): LogA ARF 1 15 siendo A el área de la cuenca en Km2. J L 1/4 ] 0,76 MJORA D LA FLUDZ Y SGURDAD D LA CARRTRA C-733 DL PK AL PK 5+500, VARANT DL NÚCLO URBANO D JSÚS (VSSA) Pág. 34

10 ntensidad de lluvia Para el cálculo del caudal se ha considerado, de acuerdo con el método hidrometeorológico, que el caso más desfavorable es aquel en que el aguacero tiene una duración igual a la del tiempo de concentración. Al contar sólo con datos de precipitaciones máximas diarias, no se pueden extrapolar los valores de las intensidades de aguaceros de distinta duración, por lo que para determinarlos, se ha de recurrir a las curvas intensidad-duración elaboradas para un conjunto de estaciones españolas. Consultando el mapa de isolíneas de los valores 1/d para spaña que figura en la Norma 5.2-C., siendo 1 la intensidad horaria e d la intensidad media diaria, se obtiene que en la zona de estudio. 1 11,5 d Para calcular la intensidad correspondiente a un aguacero de duración igual al tiempo de concentración se ha partido de la expresión general de las curvas intensidad-duración siendo: t d d 28 0,1 t 0,1 28 0,1 1 1 d P d ARF 24 Siendo t la intensidad del aguacero a considerar: Coeficiente de escorrentía l coeficiente de escorrentía se ha calculado de acuerdo con la fórmula que se indica en el método hidrometeorológico propuesto por la nstrucción 5.2-C y por el de la publicación Recomendaciones para el Cálculo Hidrometeorológico de Avenidas del Centro de studios y xperimentación de Obras Públicas. mm h C (P' d P o ) (P' d 23P o ) 2 (P' d 11P o ) donde P d es la máxima precipitación total diaria, una vez corregida por el coeficiente corrector areal (ARF) para el período de retorno considerado, y Po es el umbral de escorrentía correspondiente a las características de la cuenca. Para el estudio del valor del umbral de escorrentía se han utilizado rásters usos y grupos de suelo realizados por la Dirección General de Recursos Hídricos. l método utilizado ha sido el del SCS (Soil Conservation Service) para humedad del tipo. l umbral de escorrentía Po (según la nstrucción de Carreteras 5.2-C Drenaje Superficial ), se obtiene multiplicando el valor anterior por el coeficiente corrector de variación regional de la humedad habitual en el suelo al comienzo de aguaceros significativos que, según la figura 2.5 de dicha instrucción, asciende al valor de 2,5 en la zona de estudio. MJORA D LA FLUDZ Y SGURDAD D LA CARRTRA C-733 DL PK AL PK 5+500, VARANT DL NÚCLO URBANO D JSÚS (VSSA) Pág. 35

11 C73 SANT JOAN D LABRTJA 3 N Ca O la de la Ca nt Sa a rc ba Al d' Vi nt ce S C-733 Sant Mateu d'albarca de Corona Sant Carles de Peralta de Balofia P MV Puig de s'argentera 12-1 V-8 SANT ANTON D PORTMANY 10 Santa Gertrudis de Fruiteria a Lle ny V-8 Ca la 04 V V V FNAL D PROYCTO C-7 Sant Rafel de sa Creu V C-73 A 03-8 B C D F 31 C-7 H G ORGN D PROYCTO J SANT JOSP D SA TALAA 80 V Sant Jordi de ses Salines 01-8 Sant Francesc de s'stany TRAZA NVOLVNT D CUNCAS CONSULTOR AUTOR DL PROYCTO SCALA 1: UN A-3 ORGNAL TTULO MJORA D LA FLUDZ Y SGURDAD D LA CARRTRA C-733 Y FCHA ABRL 2014 PLANO D pag. 37 ARCHVO - CLAV C733 HD04 - POL TH-pag37 Hoja 1 de

12 N O S FNAL D PROYCTO A B C D F H G J ORGN D PROYCTO CONSULTOR AUTOR DL PROYCTO SCALA 1: UN A-3 ORGNAL TTULO MJORA D LA FLUDZ Y SGURDAD D LA CARRTRA C-733 Y FCHA PLANO D pag. 39 ABRL 2014 ARCHVO - CLAV C733 HD05 - USOS SULO V2-pag39 USOS DL SULO Hoja 1 de

13 N O S FNAL D PROYCTO A B C D F H G J ORGN D PROYCTO CONSULTOR AUTOR DL PROYCTO SCALA 1: UN A-3 ORGNAL TTULO MJORA D LA FLUDZ Y SGURDAD D LA CARRTRA C-733 Y FCHA PLANO D pag. 41 ABRL 2014 ARCHVO - CLAV C733 HD06 - GRUPOS SULO V2-pag41 GRUPOS DL SULO Hoja 1 de

14 Coeficiente de uniformidad s un factor corrector del supuesto reparto uniforme de la escorrentía dentro del intervalo del cálculo de duración Tc. l coeficiente de uniformidad varía de un aguacero a otro, pero su valor medio en una cuenca concreta depende principalmente del valor de su tiempo de concentración. Según los trabajos realizados por J.R. Témez (1982), promovidos por la Dirección General de Carreteras, y expuestos en el XXV Congreso nternacional de la AHR, el valor de K puede estimarse de acuerdo con la fórmula siguiente: K 1 1,25 Tc 1,25 Tc 14 sta expresión va a ser incorporada en las futuras publicaciones de la D.G.C., habiendo sido contrastada en diferentes cursos de agua dotados de estaciones de aforo. Dicho coeficiente de mayoración se utilizará, en contraposición al indicado por la C-5.2 (K =1,2), cuando su resultado sea superior al indicado en dicha instrucción, es decir cuando sea superior a 1, Caracterización de las cuencas y caudales de cálculo La caracterización de las cuencas (umbral de escorrentía, cota más alta y más baja, longitud, pendiente, tiempo de concentración) así como los caudales de cálculo para los diferentes periodos de retorno se encuentran adjuntos en el apéndice nº 3. MJORA D LA FLUDZ Y SGURDAD D LA CARRTRA C-733 DL PK AL PK 5+500, VARANT DL NÚCLO URBANO D JSÚS (VSSA) Pág. 43