MANUAL EFECTO DE LA DURACIÓN EN LA TORMENTA

Transcripción

1 MANUAL EFECTO DE LA DURACIÓN EN LA TORMENTA Preparado por: Fredy Jipson Cueva Castillo. Dr. Fernando Rodrigo Oñate Valdivieso Efecto de la duración en la tormenta es una herramienta de cálculo del: Laboratorio Virtual de Hidrología Universidad Técnica Particular de Loja Ecuador

2 ÍNDICE Disclamer... 2 MANUAL EFECTO DE LA DURACIÓN EN LA TORMENTA DATOS DE ENTRADA CALCULAR tc GRAFICAR HIDROGRAMAS RESULTADOS VARIACIÓN DE LA DURACIÓN EFECTIVA (de) BIBLIOGRAFÍA:

3 Disclamer El autor no se responsabiliza por la aplicación que se le dé a la presente herramienta y/o por perjuicios directos o indirectos que se deriven del uso inadecuado de la misma. El mismo que ha sido desarrollado con fines investigativos, y su confiabilidad está aún en proceso de evaluación. El uso y aplicación del mismo queda bajo absoluta responsabilidad del usuario. Si durante la aplicación de la herramienta Efecto de la duración en la tormenta surgen inconvenientes, por favor informe sobre el problema a:fjcueva@gmail.como fronate.v@gmail.com. 2

4 MANUAL EFECTO DE LA DURACIÓN EN LA TORMENTA 1.- DATOS DE ENTRADA Se procede a ingresar las características morfológicas y geométricas de la cuenca, estos parámetros son: área de la cuenca, longitud del cauce principal, pendiente media del cauce, precipitación efectiva o en exceso y su duración efectiva. Como a manera de ejemplo se toma los siguientes valores: DATOS DE ENTRADA ÁREA DE LA CUENCA (Ac) = 20 Km 2. LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL (L) = 7 Km. PENDIENTE MEDIA DEL CAUCE (J) = m/m. PRECIPITACIÓN EFECTIVA (Pe) = 100 mm. DURACIÓN EFECTIVA (de) = 2.44 h. Estos valores se los puede cargar directamente del botón. Luego de hacer click en este botón se cargan los siguientes valores. Figura 1. Panel que contiene los datos de entrada 3

5 2.-CALCULAR tc Para calcular el tiempo de concentración (tc) se hará click en el botón. Luego de haber hecho click en este botón, este se deshabilita y presenta los siguientes resultados: Figura 2. Tiempo de concentración para diferentes fórmulas empíricas Como se observa en la (Fig.2), se tiene los resultados del tiempo de concentración (tc) aplicando cuatro fórmulas empíricas, estas ecuaciones son: Fórmula de Kirpich L tc S Donde: tc tiempo de concentración, ( h ). L longitud del cauce principal, (m). S Pendiente promedio del recorrido del cauce, (m/m). 4

6 Fórmula Californiana (del U.S.B.R) L tc J 1/ Donde: tc tiempo de concentración, ( h ). L longitud del cauce principal, (Km). J Pendiente promedio del cauce, (m/m). Fórmula de Giandotti tc 4 A c 1.5 L 25.3 J L Donde: tc tiempo de concentración, ( h ). A c Superficie de la cuenca, (Km 2 ) L longitud del cauce principal, (Km). J Pendiente promedio del cauce, (m/m). Fórmula de Témez L tc 0.3 J 1/ Donde: tc tiempo de concentración, ( h ). L longitud del cauce principal, (Km). J Pendiente promedio del cauce, (m/m). En la (Fig.2) se encuentran marcados con color azul los resultados del tiempo de concentración (tc) de estas formulas empíricas. En el casillero que tiene como nombre TIEMPO DE CONCENTRACIÓN DEFINITIVO (tc) (Fig.2), aparece por defecto el valor del tiempo de concentración con la fórmula de Kirpich. 5

7 Si se requiere se podrá modificar el valor asignado TIEMPO DE CONCENTRACIÓN DEFINITIVO (tc) con cualesquiera de las otras formulas empíricas mostradas (Fig.2) o si también se determinó este tiempo de concentración por algún otro método diferente a los mostrados en el panel. 3.-GRAFICAR HIDROGRAMAS Para calcular y graficar los parámetros necesarios del HIDROGRAMA TRIANGULAR y el HIDROGRAMA DEL S.C.S se hará click en el botón. Luego de haber hecho click en este botón, este presenta los siguientes resultados: Figura 3. Parámetros necesarios para graficar el hidrograma Triangular y el hidrograma del S.C.S Para determinar los parámetros necesarios para la construcción de los hidrogramas se los determina mediante las siguientes ecuaciones: 6

8 Tiempo de retraso (tr) tr 0.6 tc Tiempo pico (tp) tp de tr 2 Tiempo base (tb) 8 tb 3 tp Caudal pico (Qp) 0.208* Ac * Pe Qp tp Donde: Qp Caudal pico, (m 3 /s). Ac Superficie de la cuenca, (Km 2 ). tp Tiempo pico, (h). Pe Precipitación (mm.) Figura 4. Parámetros del Hidrograma Triangular. Fuente: El autor 7

9 Con los parámetros del hidrograma triangular y las coordenadas del hidrograma unitario adimensional (Tabla 1), se llegara a obtener la gráfica del hidrograma del S.C.S. Tabla 1. Coordenadas del Hidrograma unitario adimensional del SCS. t/tp Q/Qq t/tp Q/Qq Figura 5. Representación gráfica del hidrograma unitario adimensional del SCS. 8

10 4.- RESULTADOS Los resultados del hidrograma del S.C.S se presentan en el siguiente panel: Figura 6. Resultados del hidrograma del SCS. Como se observa en (Fig. 6) se tiene los resultados para la duración efectiva (de = 2.44 h.) con su respectivo tiempo pico, tiempo base, caudal pico, los tiempos y caudales del hidrograma; donde el tiempo (t) está dado en horas (h) y el caudal (Q) en (m 3 /s). Estos resultados son: EFECTO DE LA DURACIÓN EN LA TORMENTA HIDROGRAMA DEL S.C.S de(h)= 2.44 tp(h)= tb(h)= Qp(m³/s)= t(h) Q(m³/s) 9

11 VARIACIÓN DE LA DURACIÓN EFECTIVA (de) Si se requiere comparar la simulación de los hidrogramas y el efecto que nos produce el cambio de la duración efectiva (de) en la tormenta. Se podrá variar el valor de la duración efectiva (de) en los datos de entrada (Fig. 7). Figura 7. Datos de entrada considerando la variación de la duración efectiva (de). 10

12 Para poder visualizar dicho efecto de la duración efectiva (de) se hará click en el siguiente botón Figura 8. Parámetros para la construcción del hidrograma variando la duración efectiva (de) por segunda vez. Figura 9. Graficas del hidrograma triangular y del S.C.S, con el panel de resultados. 11

13 En el panel de RESULTADOS (Fig. 9) se tiene los resultados de la primera y segunda variación de la duración efectiva (de) estos son: EFECTO DE LA DURACIÓN EN LA TORMENTA HIDROGRAMA DEL S.C.S de(h)= 2.44 = 2 tp(h)= = tb(h)= = 5.06 Qp(m³/s)= =

14 t(h) Q(m³/s) t(h) Q(m³/s) NOTA: La aplicación permite comparar y cambiar la duración efectiva (de) para un máximo de cinco veces. Figura 10. Resultados de las 5 simulaciones considerando la variación de la duración efectiva (de) 13

15 Los resultados del panel de la (Fig. 9) son: 14

16 BIBLIOGRAFÍA: Hidrología en la Ingeniería, Germán Monsalve Sáenz (2006) CAUDAL.pdf Fundamentos de Hidrología de superficie, Aparicio(1992) Hidrología aplicada, Ven Te Chow,