MEMORIA I.- MEMORIA. Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO(Segovia)

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1 MEMORIA I.- MEMORIA Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO(Segovia)

2 MEMORIA ÍNDICE I.- MEMORIA 1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETO DEL ESTUDIO. 2.- DOCUMENTACIÓN ESTUDIADA DOCUMENTACIÓN APORTADA DOCUMENTACIÓN RECABADA. 3.- DESCRIPCIÓN GENERAL DEL ESTUDIO ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA CUENCA ESTUDIO HIDRÁULICO DEL CAUCE. 4.- DESCRIPCIÓN Y DATOS DE PARTIDA SITUACIÓN Y EMPLAZAMIENTO CARTOGRAFÍA Y TOPOGRAFÍA GEOLOGÍA, CLIMATOLOGÍA Y EDAFOLOGÍA PLUVIOMETRÍA Y AFOROS METODOLOGÍA. 5.- PROCEDIMIENTOS DE DELIMITACIÓN DEL CAUDAL PARA LA AVENIDA DE CÁLCULO PERIODOS DE RETORNO Y MÉTODOS DE CÁLCULO DETERMINACIÓN DE LA CUENCA RECEPTORA Y SUS SUBCUENCAS Ámbito Geográfico Adoptado Cauces Cuenca y Subcuencas PLUVIOMETRÍA DETERMINACIÓN DE LAS INTENSIDADES DE LLUVIA Método a Partir de los Datos de Estaciones Meteorológicas Análisis Según la Ley de Distribución de Gumbel Proceso a Partir del Mapa de Máximas Lluvias Diarias de la D.G. de Carreteras Intensidades de Precipitación Adoptadas. 6.- CÁLCULO DE CAUDALES DE AVENIDAS CÁLCULO POR AFOROS EN RÉGIMEN NATURAL CÁLCULO POR EL MÉTODO PROPUESTO EN EL PLAN HIDROLÓGICO DEL DUERO CÁLCULO POR EL MÉTODO DEL HIDROGRAMA UNITARIO Metodología Curvas I.D.F. (Intensidad-Duración-Frecuencia) Fórmula Adoptada Lluvias de Corta y Larga Duración Determinación de Umbrales y Coeficientes de Escorrentía de las Subcuencas Método de Cálculo Evaluación de Po Corrección según el grado de humedad previa del suelo. Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO(Segovia)

3 MEMORIA Cálculo del Número de Curva y Umbral de Escorrentía Cálculo del Hidrograma de Avenida CÁLCULO POR EL MÉTODO RACIONAL MODIFICADO (Ferrer 1993) CAUDALES DE CÁLCULO ADOPTADOS. 7.- DETERMINACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DEL CAUCE EN EL TRAMO DE ESTUDIO TOPOLOGÍA DEL CAUCE METODOLOGÍA DE CÁLCULO MODELIZACIÓN Secciones Singulares Datos de Materiales y Secciones Condiciones de Contorno y Determinación del Régimen Hidráulico HIPÓTESIS ESTUDIADAS. 8. RESULTADOS DE CÁLCULO Y CONCLUSIONES ESTADO ACTUAL RESULTADOS DE CÁLCULO Elementos Singulares CONCLUSIONES. II.- ANEJOS (ver Indice propio) III.-PLANOS Y DOC. GRAFICA (ver Indice propio) Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO(Segovia)

4 MEMORIA 1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETO DEL ESTUDIO. El presente Estudio Hidrológico y de Inundabilidad se desarrolla como Anejo de las Normas Urbanísticas Municipales (en adelante N.U.M.) del municipio de Vallelado (Segovia), actualmente en revisión. Dicho estudio tiene como finalidad dar respuesta a la necesaria inserción del Ciclo Integral del Agua en el marco de una planificación hidrológica integrada y sostenible del territorio. Uno de los objetivos específicos que se marcan las N.U.M. es proponer una planificación territorial que garantice la seguridad de personas y bienes en los asentamientos urbanos actuales y futuros, así como la adecuada sostenibilidad, protección y mejora de los cauces. El presente Estudio se realiza dando cumplimiento y observando la Normativa que se reseña en el Apartado 4.6. El objeto del presente Estudio es: a) El análisis de la afección hidráulica de la cuenca estudiada. b) El que dicho estudio pueda servir de base y Anejo a las N.U.M., y como Estudio Propio Hidrológico y de Inundabilidad ante los Organismos actuantes, y especialmente la Confederación Hidrográfica del Duero (en adelante C.H.D.) para las solicitudes que el promotor de las N.U.M. pueda presentar ante la C.H.D. u otros Organismos actuantes. Se ha realizado en cumplimento de las prescripciones y requerimientos de la Normativa vigente a efectos de Aguas. El objeto técnico del estudio es el cálculo y la delimitación de: 1.- La Zona de Dominio Público Hidráulico en la cuenca de estudio. 2.- La Zona Inundable del mismo ámbito. 3.- La Zona de Policía y de Servidumbre. 4.- La Zona de Llanuras de Inundación, correspondientes a la avenida de período de retorno T=100 años. Para el primer caso, se realiza con la premisa de avenidas de período de retorno T de 10 años, y de 500 años para el segundo. La delimitación de las zonas de afección hidráulica del ámbito del emplazamiento se ha realizado según el vigente Reglamento del Dominio Público Hidráulico. El Director Técnico de Tecsing S. L., que suscribe el estudio es D. Germán Benito García, Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 1

5 MEMORIA 2.- DOCUMENTACIÓN ESTUDIADA DOCUMENTACIÓN APORTADA. Para la elaboración de este estudio, se ha aportado a esta ingeniería la siguiente documentación que a continuación se relaciona. N Descripción 1 Normas Urbanísticas Municipales actuales y en redacción. 2 Topografía Oficial 1/5000 de la Comunidad Autónoma en la zona de estudio. 3 Levantamiento Topográfico especifico de la zona de afección y batimetría del Cauce. 4 Levantamiento Topográfico de los Puentes y Secciones singulares afectados. A ellos se hace referencia por su número de orden DOCUMENTACIÓN RECABADA. Asimismo, se ha recabado y consultado la siguiente información adicional: N Descripción Topografía y Cartografía 1 Mapas Geográficos E=1/ de la cuenca vertiente. 2 Mapas Geológicos E=1/ de la cuenca vertiente. 3 Mapas de cultivos y aprovechamientos de la cuenca vertiente. Pluviometría 4 Datos de Pluviometría de las Estaciones cercanas la cuenca vertiente. Hidrografía 5 Red Hidrográfica de afección de la Confederación Hidrográfica del Duero. 6 Plan Hidrológico de la Cuenca del Duero. 3.- DESCRIPCIÓN GENERAL DEL ESTUDIO. Para la delimitación de las Zona de Afección Hidráulica es necesario inicialmente determinar el caudal de cálculo para las avenidas de periodos de retorno a considerar. Por ello, el presente estudio consta básicamente de dos grandes apartados: - Estudio Hidrológico de la cuenca. - Estudio Hidráulico del cauce ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA CUENCA. Dicho análisis tiene por objeto determinar los caudales de avenida de la cuenca de aportación para los periodos de retorno a considerar ESTUDIO HIDRÁULICO DEL CAUCE. Dicho análisis tiene por objeto determinar el comportamiento del cauce en la zona de estudio para los caudales calculados en el apartado anterior. Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 2

6 MEMORIA 4.- DESCRIPCIÓN Y DATOS DE PARTIDA SITUACIÓN Y EMPLAZAMIENTO. El emplazamiento se corresponde con la cuenca vertiente del Arroyo del Horcajo, situada dentro del los términos municipales de Vallelado y Cuéllar (Segovia) CARTOGRAFÍA Y TOPOGRAFÍA. El estudio se ha realizado a partir de los datos obtenidos específicamente para el caso en cuestión, a saber: - Cuenca y subcuencas de aportación: Se han obtenido de los Mapas del Instituto Geográfico Nacional, escala 1: y 1:50000, y de la Cartografía oficial de la Comunidad Autónoma E=1/ Zona de estudio: El cauce del río y sus márgenes se han obtenido mediante levantamientos topográficos específicos por topografía clásica, tanto de topografía, como de batimetría. - Las secciones especiales y de puentes cercanos también se han obtenido por levantamiento topográfico específico. Por otro lado, las nuevas Normas Urbanísticas Municipales establecen la siguiente distribución de superficies dentro del Término Municipal: S. URBANO (m²) S. URBANIZABLE(m²) TOTAL , , GEOLOGÍA, CLIMATOLOGÍA Y EDAFOLOGÍA. Se han analizado la Geología, Climatología y Edafología de la cuenca de estudio, cuyos datos figuran en el Anejo 1 de esta Memoria PLUVIOMETRÍA Y AFOROS. Se han determinado los datos pluviométricos y de aforos, de acuerdo con la información procedente de las siguientes fuentes: - Estación Meteorológica de Cuéllar (2-192). - Mapas de pluviometría del Instituto Meteorológico Nacional. - Datos generales de diversas publicaciones de reconocido prestigio y recomendaciones oficiales. - Plan Hidrológico de la Cuenca del Duero. Los datos de tipo estadístico aquí mencionados figuran en el Anejo 2 de esta Memoria METODOLOGÍA. La metodología utilizada en el presente Estudio es la normalmente utilizada en España para los análisis hidrológicos de cuencas y estudios de aportaciones. El procedimiento general utilizado ha sido: Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 3

7 MEMORIA - En primer lugar, se han determinado los caudales máximos de avenida mediante varios procedimientos (aforos y métodos hidrométricos), eligiendo finalmente el considerado como más válido, fiable y seguro. - En segundo lugar se han determinado los datos topográficos, mediante la cartografía disponible y un levantamiento topográfico y batimétrico de campo específico en la zona del ámbito de la actuación. - Con la topografía adecuada, se determina la extensión del tramo de estudio, con suficiente amplitud, sus pendientes, márgenes, secciones y coeficientes. - La inspección detallada de la zona, su situación dentro de la cuenca y elementos de regulación, permiten considerar únicamente la posibilidad de inundación procedente de las aportaciones aguas arriba, sin ser posible inundabilidad por revoco de aguas inferiores del arroyo estudiado. - Las secciones especiales de estudio, se han determinado topográficamente de forma específica. - Por otro lado, el cauce está bien definido en la mayoría del trazado, encontrándose un tramo entubado en su recorrido por el casco urbano. En cualquier caso, el estudio hidráulico se ha realizado en régimen uniformemente variado para tener en cuenta estas circunstancias NORMATIVA Normativa Estatal: - Plan Hidrológico de la Cuenca del Duero, de 24 de Julio de Ley de Aguas (R. D. 1/2001, de 20 de julio de 2001). - Real Decreto 849/1986, de 11 de abril, por el que se aprueba el Reglamento del Dominio Público Hidráulico, que desarrolla los Títulos Preliminar, I, IV, V, VI y VII de la Ley 29/1985, de 2 de agosto, de Aguas. - Real Decreto 606/2003, por el que se modifica el Real Decreto 849/1986 de 11 de abril por el que se aprueba el Reglamento del Dominio Público Hidráulico, que desarrolla los Títulos Preliminar, I, IV, V, VI y VII de la Ley 29/1985, de 2 de agosto, de Aguas. - Real Decreto 927/1988, de 29 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de la Administración Pública del Agua y de la Planificación Hidrológica, que desarrolla los Títulos II y III de la Ley 29/1985, de 2 de agosto, de Aguas. - Directiva 2000/60/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 23 de octubre de 2000 por la que se establece un marco comunitario de actuación en el ámbito de la política de aguas Normativa Autonómica: - Ley 10/1998 de Ordenación del Territorio de la Comunidad de Castilla y León, de 5 Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 4

8 MEMORIA de diciembre. - Ley 5/1999 de Urbanismo de Castilla y León, de 8 de abril. - Decreto 22/2004 por el que se aprueba el Reglamento de Urbanismo de Castilla y León, de 29 de enero. Normativa Municipal: - Normas Urbanísticas Municipales. Para el desarrollo del presente estudio se han utilizado las recomendaciones vigentes, así como consultado las referencias y documentación bibliográfica que se reseña en el Anejo 6 de esta Memoria. 5.- PROCEDIMIENTOS DE DELIMITACIÓN DEL CAUDAL PARA LA AVENIDA DE CÁLCULO PERIODOS DE RETORNO Y MÉTODOS DE CÁLCULO. Se han desarrollado básicamente tres procedimientos, con dos cálculos cada uno, en total seis cálculos, a saber: a) Zona inundable: - Análisis de la cuenca con período de retorno de lluvias de 500 años, y lluvias de corta duración. - Análisis de la cuenca con período de retorno de lluvias de 500 años, y lluvias de larga duración. b) Zona de Dominio Público Hidráulico: - Análisis de la cuenca con período de retorno de 10 años, y lluvias de corta duración. - Análisis de la cuenca con período de retorno de 10 años, y lluvias de larga duración. c) Zona de llanuras de inundación: - Análisis de la cuenca con períodos de retorno de 100 años, y lluvias de corta duración. - Análisis de la cuenca con período de retorno de 100 años, y lluvias de larga duración. Nota: Este último caso no constituye como tal una afección hidráulica. El cálculo del caudal de avenida del periodo de retorno considerado, se ha realizado por varios métodos contrastados, realizándose posteriormente un análisis de dichos métodos con el fin de fijar el caudal de cálculo más fiable. Los métodos aplicados han sido: Método del Plan Hidrológico de la Cuenca del Duero: Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 5

9 MEMORIA El Plan Hidrológico no propone ningún método específico de cálculo de caudales de avenida. Por Métodos Higrométricos: - Por el método del Hidrograma Unitario. - Por el conocido como Método Racional Modificado (Ferrer 1993), aplicable a casos de cuencas de reducida dimensión DETERMINACIÓN DE LA CUENCA RECEPTORA Y SUS SUBCUENCAS. La cuenca general receptora se ha determinado a partir del examen de las hojas correspondientes a la cuenca vertiente del Mapa Topográfico Nacional Escala 1/ del Instituto Geográfico Nacional del Ministerio de Fomento, planos de la Comunidad Autónoma a escala E = 1/5.000 y de los planos oficiales de cuencas y subcuencas de la C.H.D. De estos planos, así como del Plan Hidrológico de la Cuenca del Duero, y de la inspección visual in-situ de la cuenca y cauce se han obtenido los datos que se detallan a continuación Ámbito Geográfico Adoptado. El ámbito geográfico adoptado es el de la Cuenca del Arroyo del Horcajo, el cual discurre al este del núcleo urbano de Vallelado. Se ha tomado como punto final de análisis para la cuenca el límite municipal de Vallelado, unos metros aguas abajo del núcleo urbano, para considerar posibles afecciones por revoco de las aguas, considerándose toda el área de afección a las N.U.M. Por criterios hidrológicos se ha tomado como ámbito de análisis la cuenca completa del arroyo y de todos sus afluentes, desde su nacimiento hasta el punto final de análisis antes mencionado Cauce. A la vista de los planos antes mencionados y la cartografía del Plan Hidrológico de la Cuenca del Duero, el cauce de estudio tiene una longitud media. El Arroyo del Horcajo nace en el T.M. de Cuéllar, al este de Vallelado, en el paraje conocido como La Tabla, al sur del núcleo de Torregutiérrez. El nacimiento de encuentra a unos 870 m de altitud. El arroyo discurre en dirección este-oeste, atravesando el pueblo de Vallelado y desembocando unos metros agua abajo de este, en el Arroyo de Valdelacasa. La modelización del cauce se realiza desde el nacimiento del Arroyo, hasta unos metros aguas abajo del núcleo urbano de Vallelado, lo que supone una longitud del cauce de 9,4 Km Cuencas y Subcuencas. La superficie de la cuenca de afección del Arroyo del Horcajo hasta el punto considerado como límite en el estudio es de 25,12 Km 2. Con todos esos datos y la topografía obtenida, se ha modelizado las cuencas y sus subcuencas, cuya definición geométrica y áreas figuran en el Plano E-2 de este Estudio. Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 6

10 MEMORIA Dentro de las cuencas no existen elementos de regulación (embalses) con entidad y alguna capacidad de regulación PLUVIOMETRÍA. Los datos Pluviométricos se han obtenido de varias fuentes diferentes: - Estación Meteorológica de Cuéllar (2-192). - Instituto Meteorológico Nacional. - Curvas Isoyetas de los Mapas de Pluviometría de uso común. - Publicación "Máximas Lluvias Diarias en la España Peninsular", editada por el Ministerio de Fomento (1999) DETERMINACIÓN DE LAS INTENSIDADES DE LLUVIA. En su determinación se utilizarán las leyes de distribución de frecuencias de Gumbel. De los resultados obtenidos por varios métodos se elegirán los que mejor se ajusten a la serie de datos de las estaciones correspondientes al proyecto Método a Partir de los Datos de Estaciones Meteorológicas. De las estaciones mencionadas, se han obtenido las máximas precipitaciones diarias y mensuales de las series existentes. A partir de dichas series, y siguiendo la metodología de Gumbel, se extrapolan los valores para períodos más amplios Análisis Según la Ley de Distribución de Gumbel. Esta distribución es un caso particular de la ley generalizada de los valores extremos. Su expresión es la siguiente: F (X) = Prob (X < x) = e e x x 0 α donde x o y α son los parámetros de la ley que deberán ajustarse a la serie de datos objeto de análisis. El ajuste de la Ley se realiza por el Método de los Momentos. El Método de los Momentos consiste en obtener los estimadores de los parámetros que igualan los momentos de la función de densidad de la probabilidad alrededor del origen a los momentos correspondientes a los datos de la muestra. Aplicando esta metodología Ven Te Chow obtuvo las siguientes expresiones de los parámetros: α = 6 S π x x 0 = x 0, 5772 α donde S x es la desviación estándar de la muestra y X la media. La probabilidad muestral de los valores ordenados, se define por la expresión: Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 7

11 MEMORIA Prob. (X < X i ) = 2 i 1 i 0,5 = 2N N La expresión de la distribución, también puede ponerse de la forma F (X) = Prob (X < x) = e -e-α(x-μ) donde α=σ*/σ μ=xm-yσ/σ* siendo: Xm: media de la serie de estudio. σ: Desviación típica de la serie. y, σ*, son valores que solo dependen de n (número de elementos de la serie). Una vez ajustadas las leyes de distribución, se obtienen las máximas precipitaciones asociadas a cada período de retorno mediante la expresión: 1 T (x) = 1 F(x) Se define como Pd la Precipitación máxima en mm, en un intervalo d de horas correspondiente a un determinado periodo de retorno T. Con estos parámetros, se calcula el valor máximo según Gumbel de precipitación máxima en 24 horas (P 24 ) para los períodos de retorno T deseados. Estaciones Pluviométricas - Estación de Cuéllar (2-192) Se adjuntan los datos de pluviometría en el Anejo 2 de Pluviometría. La serie histórica completa comprende 22 años, tomando como válidos sólo aquellos donde existan datos de precipitaciones máximas diarias para todos los meses del año. Se define como Pd la precipitación máxima en mm, en un intervalo d de horas correspondiente a un determinado período de retorno T. El valor máximo según Gumbel de precipitación máxima en 24 horas (P 24 ) para los períodos de retorno T de 500, 100 y 10 años resulta: Periodos de retorno Años Precipitaciones esperadas mm/h 10 48, , ,6 Estación de Cuéllar (2-192) Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 8

12 MEMORIA Cálculo de la Precipitación media de la Cuenca. En este caso dado que sólo se analizan los datos de una estación meteorológica tomamos los valores recogidos por la misma Estación P 24 en mm para cada Período de Retorno T (años) Media 48,2 70,4 85,6 Cálculo de las Intensidades Horarias. Se adopta para dicho cálculo el criterio de la Dirección General de Carreteras. El aguacero a efectos de cálculo quedará definido por la intensidad I (mm/hora) de precipitación media, función de la duración del intervalo considerado y de la intensidad de precipitación media diaria (P 24 /24) para un período de retorno de referencia. La duración que se considera en los cálculos de I es igual al tiempo de concentración de la cuenca, según se define a tenor de la terminología hidrológica al uso. La intensidad de precipitación media para un período de retorno dado se obtiene a partir de la siguiente expresión: D 0.1 I I = Id Id donde: D = Duración de la lluvia en horas. I = Intensidad de la lluvia en un intervalo de duración D para un período de retorno dado. Id = Intensidad de la lluvia diaria para ese mismo período de retorno, Id = P 24 /24. I 1 /I d = Relación entre la intensidad de lluvia horaria y diaria (independiente del período de retorno) que define la figura adjunta de la Instrucción 5.2-IC. En este caso vale 10. Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 9

13 MEMORIA (Relación entre la intensidad horaria de precipitación y la intensidad media diaria) [Gráfico 5.4.A] Se ajusta la ley de precipitaciones máximas diarias reales sobre la cuenca, según la expresión siguiente, para tener en cuenta la no-simultaneidad de las lluvias máximas de un mismo período de retorno en toda la superficie. * log A P = d Pd 1 para A > 1 km 2 15 P = P para A< 1 km 2 * d d donde: P d * = Precipitación máxima diaria modificada, en mm., correspondiente a un período de retorno T. Pd = Precipitación máxima diaria calculada, en mm., correspondiente a un período de retorno T. log A = Logaritmo decimal de la superficie de la cuenca A (Km 2 ). Así pues, las intensidades máximas horarias I 60 para la cuenca del Arroyo del Horcajo, en función de los distintos períodos de retorno, serán, en mm/h y litros por segundo y por hectárea (unidades estas últimas más utilizadas para intensidades de lluvia) serán: Período de Retorno T (años) I 60 ( mm/h) I 60 ( lt/s Ha) 10 18,209 50, ,596 73, ,339 89, Proceso a Partir del Mapa de Máximas Lluvias Diarias de la D.G. de Carreteras. Se procede de la siguiente forma: Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 10

14 MEMORIA - Localizar en los mapas el punto geográfico deseado. - Estimar mediante las isolíneas el coeficiente de variación CV y el valor medio P de la máxima precipitación diaria anual. - Para el período de retorno deseado T y el valor de CV, obtener el factor de amplificación YT - Realizar el producto del factor de amplificación YT por el valor medio P obteniéndose el cuantil de la precipitación diaria máxima para el período de retorno deseado XT: X T = Y T P El factor de amplificación YT ( T, CV) se obtiene de la tabla siguiente. [Tabla A.5.4.B] Se ajusta la ley de precipitaciones máximas diarias reales sobre la cuenca, deducida de los planos de isomáximas, según la expresión siguiente, para tener en cuenta la no-simultaneidad de las lluvias máximas de un mismo período de retorno en toda la superficie. * log A P = d Pd 1 para A > 1 km 2 15 donde: P = P para A< 1 km 2 * d d P d * = Precipitación máxima diaria modificada, en mm, correspondiente a un período de retorno T Pd = Precipitación máxima diaria calculada, en mm, correspondiente a un Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 11

15 MEMORIA período de retorno T log A = Logaritmo decimal de la superficie de la cuenca A (Km 2 ) Para nuestro caso, según el mapa de isolíneas, C V =0,33 y P =33,5. El factor de amplificación YT ( T, CV) será, según la tabla, YT-10=1,415, YT-100=2,144 e YT-500=2,724 El área de la cuenca de estudio del Arroyo del Horcajo es de 25,12 km 2, con lo que Pd * = Pd*0,91. Con estos valores, las Precipitaciones máximas ajustadas en 24 horas P 24 serán: Período de Retorno T (años) P 24 * P ,403 42, ,824 65, ,254 82,74 Y sus Intensidades horarias correspondientes, usando los mismos criterios que en el apartado anterior, serán: Período de Retorno T (años) I 60 ( mm/h) I 60 (lt/s*ha) 10 17,908 49, ,134 75, ,475 95, Intensidades de Precipitación Adoptadas. Comparando los métodos expuestos, el que ofrece en general valores más altos es el método a partir del Mapa de Máximas Lluvias Diarias de la D.G. de Carreteras. Estos valores máximos serán por lo tanto los adoptados finalmente para el estudio, por ser los más desfavorables en cada caso, quedando así del lado de la seguridad. 6.- CÁLCULO DE CAUDALES DE AVENIDAS. La estimación de caudales extremos de avenida para el periodo considerado se ha calculado por varios métodos contrastados, realizándose posteriormente un análisis de dichos métodos con el fin de fijar los Caudales de calculo más fiables. Estos métodos han sido: Por aforos: - Por aforos en régimen natural normal o adaptado Por Métodos Higrométricos: - Por el Método del Hidrograma Unitario. - Por el Método Racional Modificado. Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 12

16 MEMORIA CÁLCULO POR AFOROS EN RÉGIMEN NATURAL. No existen estaciones de aforos en el cauce objeto de este estudio ni estaciones cercanas cuya información pueda usarse para este caso, por lo que no es posible calcular caudales por este método CÁLCULO POR EL MÉTODO PROPUESTO EN EL PLAN HIDROLÓGICO DEL DUERO. El Plan Hidrológico de la Cuenca del Duero no propone ningún método específico de cálculo de caudales de avenida CÁLCULO POR EL MÉTODO DEL HIDROGRAMA UNITARIO Metodología. Se ha utilizado la detallada en el Anejo 5 del presente informe Curvas I.D.F. (Intensidad-Duración-Frecuencia). Con estos datos de partida, se modelizará el comportamiento de la cuenca mediante curva I.D.F (Intensidad / Duración /Frecuencia). En el Anejo correspondiente se explica detalladamente este método muy contrastado en la práctica, y fiable para cuencas de una cierta extensión frente a otros menos aproximados Fórmula Adoptada. Del contraste de la literatura técnica y estudios realizados sobre curvas de Intensidad- Duración-Frecuencia (D.G.T., Nadal, F. Castillo, etc.), resulta unánime que los estudios y curvas propuestas por Nadal para las distintas estaciones estudiadas son las más adaptadas y que más fielmente reflejan el comportamiento pluviométrico de la lluvia en las distintas zonas Lluvias de Corta y Larga Duración. La fórmula tipo de Nadal es: Im=α* I 60 *(Δt) -0,55 (para lluvias tanto de corta como de larga duración) donde: Im: Intensidad de lluvia en lt/s*ha para un intervalo dado Δt: Intervalo de tiempo en horas α: 9,25 Con lo que las curvas I. D. F. finalmente adoptadas para la cuenca de estudio resultan: Período de Retorno T Curva I.D.F. Corta Duración Curva I. D. F. Larga (años) Duración 10 Im=9,25*49,784*(Δt) -0,55 Im=9,25*49,784*(Δt) -0,55 Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 13

17 MEMORIA 100 Im=9,25*75,433*(Δt) -0,55 Im=9,25*75,433*(Δt) -0, Im=9,25*95,839*(Δt) -0,55 Im=9,25*95,839*(Δt) -0,55 El tiempo inicial de escorrentía (tiempo que tarda una gota de agua en llegar desde un punto del terreno al primer punto del cauce) de este tipo de cuencas para corta duración (entre 0 y 2 horas) suele estar entre 10 y 20 minutos, en función de la pendiente, por lo que se ha tomado un valor de 10 minutos, que queda del lado de la seguridad. Para las lluvias de larga duración (más de 2 horas), se ha tomado 2 horas como tiempo de concentración, con los umbrales y coeficientes de escorrentía propios de larga duración, especificados en su apartado correspondiente Determinación de Umbrales y Coeficientes de Escorrentía de las Subcuencas. P Método de Cálculo. La estimación de la escorrentía (lluvia neta) se ha realizado con el método del Número de Curva de S.C.S. americano, (MOPU, 1987; Ponce, 1989; Martínez de Azagra y Navarro Hevia, 1996; Hoggan, 1997; Ferrer, 2000; Montalbán et al., 2003). La escorrentía generada se transformará en caudal a partir del método de las isócronas El núcleo del proceso de cálculo anterior es el siguiente: 1.- La Precipitación comienza a producir escorrentía directa (o comienza a producirse precipitación neta, P nt ) cuando la precipitación total caída hasta ese momento (ΣP t ) supera un umbral inicial de Escorrentía, o abstracción inicial (P o ). Se considera que ese umbral inicial es el 20% de la máxima abstracción. 2.- Puede establecerse la siguiente proporción: Abstracciónreal AbstracciónMáxima = ΣP t nt ΣP P o (1) La primera hipótesis supone que la precipitación caída al principio, por ejemplo, los primeros A mm caídos (Po), no producen nada de escorrentía directa. A partir de aquí, y para el resto de los cálculos, se restarían A mm a la precipitación total caída hasta ese momento (ver el denominador del segundo miembro de la ecuación anterior). La segunda hipótesis establece que, si en un momento del transcurso de la precipitación la capacidad de abstracción del suelo está al 20% de su capacidad máxima, hasta ese momento habrá escurrido superficialmente el 20% de la precipitación caída (descontado el umbral inicial Po). Para sustituir en la ecuación (1) se considera que se ha retenido la precipitación caída (que excede al umbral inicial) y que no ha escurrido superficialmente. Así pues: Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 14

18 MEMORIA Abstracción real = (ΣP t P o ) - Σ Pnt Abstracción Máxima = S Sustituyendo en (1) resulta: ΣP t P o S ΣP nt ΣPnt = ΣP P t o (2) Operando para despejar ΣP nt, resulta: ΣP nt = ( ΣP S + ( ΣP t P ) t o 2 P ) o (3) Y si en (3) se sustituye S por Po /0,2, y operando resulta la siguiente fórmula: ΣP nt = ( ΣP t ΣP t P ) o + 4P o 2 (4) que es la que se utiliza por el programa para los cálculos. En caso de que (ΣP t P o sea menor o igual que cero, ΣP nt =0 En la bibliografía americana se refleja el trabajo original del S.C.S., referido como el método del número de curva (the run off curve number (CN) method ). Es el mismo procedimiento, pero con la nomenclatura un poco diferente y con otro paso intermedio. El umbral de escorrentía que en la bibliografía española se llama P o, allí aparece como Ia (abstracción inicial), y lo que aquí se llama ΣP neta, a veces aparece como caudal Q, o VQ. Son los mismos conceptos, ya que el volumen acumulado de P neta será igual al volumen de escorrentía directa producida. La obtención de la fórmula original es así: Como en la 1ª hipótesis la abstracción inicial (P o ) se consideraba siempre el 20% de la abstracción máxima (S), sustituyendo en la fórmula (3): P o = 0,2. S (5) y operando, se obtiene: ΣP nt = ( ΣP total ΣP total 0,2. S) + 0,8. S 2 (6) Las fórmulas (4) y (5) son, lógicamente, equivalentes y se podrá utilizar una u otra según se disponga de tablas que indiquen los valores de la abstracción (umbral) inicial, Po, o tablas que proporcionen la capacidad máxima de abstracción del suelo, S. Mientras que las tablas españolas facilitan Po, las tablas americanas proporcionan un valor llamado CN (iniciales de Curve Number, porque estos valores se reflejan en un gráfico con curvas numeradas), y luego, a partir del valor CN se obtiene S (abstracción máxima), en mm., mediante la expresión siguiente: S = -254 (7) CN Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 15

19 MEMORIA La relación entre P o y el Numero de Curva CN es directa aplicando las formulas (5) y (7) Evaluación de Po. El único escollo del cálculo es la obtención del umbral de escorrentía Po. Este valor se consulta en tablas que se reproducen, por ejemplo, en la Instrucción 5.2-IC (MOPU, 1990). Estas tablas utilizan el tipo y utilización de la superficie (área pavimentada, cultivos densos, bosques,...) la pendiente, y el tipo de suelo mas o menos permeable (dividido en cuatro categorías: A, B, C, D). En caso de subcuencas o zonas diferenciadas se toman las medias ponderadas para cada suelo Corrección según el grado de humedad previa del suelo. Las tablas que proporcionan el valor de Po suponen un grado de humedad del suelo medio. Si los días anteriores a la precipitación estudiada se produjeron precipitaciones abundantes, las abstracciones (retenciones superficiales, infiltración,...) serán menores, por lo que el valor real de Po será menor al proporcionado por la tabla. Análogamente, y en sentido contrario, si los días anteriores no ha llovido nada, el suelo estará seco, y todas las abstracciones serán mayores. El criterio es el siguiente (Singh, 1992, p. 477): Precipitación total en los 5 días anteriores Humedad previa Plantas en periodo latente Plantas en periodo de crecimiento I (seco) Menos de 13 mm. Menos de 35 mm. II (normal) De 13 a 32 mm. De 35 a 52 mm. III (húmedo) Más de 32 mm. Más de 52 mm. La conversión del Po proporcionada por las tablas a las condiciones de humedad I ó III se realiza mediante tablas numéricas (por ejemplo, Singh, 1992, p. 490) Cálculo del Número de Curva y Umbral de Escorrentía. Para evaluar ese índice de curva CN se consideran una serie de parámetros: - Tipo de uso (bosque, pastizal, terreno cultivable,...). - Tipo de tratamiento agrícola. - Condiciones hidráulicas (pobres, medias o buenas). - Tipo de suelo a efectos de infiltración. - Antecedentes hidrológicos. A partir de dichos parámetros, se puede obtener el número de curva de las tablas que figuran a continuación: Description of Land Use Hydrologic Soil Group A B C D Paved parking lots, roofs, driveways Streets and Roads: Paved with curbs and storm sewers Gravel Dirt Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 16

20 MEMORIA Cultivated (Agricultural Crop) Land*: Without conservation treatment (no terraces) With conservation treatment (terraces, contours) Pasture or Range Land: Poor (<50% ground cover or heavily grazed) Good (50-75% ground cover; not heavily grazed) Meadow (grass, no grazing, mowed for hay) Brush (good, >75% ground cover) Woods and Forests: Poor (small trees/brush destroyed by over-grazing or burning) Fair (grazing but not burned; some brush) Good (no grazing; brush covers ground) Open Spaces (lawns, parks, golf courses, cemeteries, etc.): Fair (grass covers 50-75% of area) Good (grass covers >75% of area) Commercial and Business Districts (85% impervious) Industrial Districts (72% impervious) Residential Areas: 1/8 Acre lots, about 65% impervious /4 Acre lots, about 38% impervious /2 Acre lots, about 25% impervious Acre lots, about 20% impervious Tabla de Números de Curva (CN) (SCS, 1986). Fuente: Chow et al. (1988) Se consideran en la cuenca tres tipos de terrenos, y así obtendremos el índice de curva más apropiado: Tipo de suelo Urbano Urbanizable Rústico Superficie (%) 2, ,17 Uso Urbano Urbanizable Pradera (labor) Bosque (matorral y frondosa) Condiciones de filtración Bajas Bajas Altas Condiciones hidrológicas Medias Bajas Medias CN CN medio = 0,0283*96+0*93+0,9717*73= 73,65 lo que equivale a un 18,2 P 0 de mm. Notas: Para los usos del suelo, se han consultado los Mapas de cultivos y aprovechamientos de la zona E=1/ publicados por la Secretaría General Técnica del Ministerio de Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 17

21 MEMORIA Agricultura. Para los tipos de suelo se han consultado los mapas geológicos de la zona E=1/ publicados por el Instituto Geográfico Nacional y el Plan Hidrológico de la Cuenca. Es suelo es en general calizo, con margas, yesos y arcillas, de permeabilidad media. Se supone tipo de suelo con factor de corrección 1,65 (P0*=1,65*P0), es decir suelo semi húmedo, con condiciones medias (factor de corrección 2,2 reducido en un 25%) Cálculo del Hidrograma de Avenida. Cálculo del hietograma sintético: S: superficie de la cuenca = 25,12 Km 2. L: longitud del camino más largo = 9,9 Km. P: pendiente media = 1,1 % Tiempo de Concentración (Kirpich): (0,00025*L^0,8/(H/L)^0,5)= 3,752 h Para el cálculo de la lluvia de proyecto, se ha de determinar el hietograma sintético. Dividiendo el tiempo de concentración en 6 partes iguales, se obtiene que cada intervalo resulta de 0,625 h. Entrando con el valor de cada uno de estos intervalos, sucesivamente acumulados, en las respectivas curvas I. D. F. se obtienen las correspondientes intensidades (mm/h) que se ven reflejadas en la siguiente tabla: T=500 años I 1 43,432 I 2 29,665 I 3 23,735 I 4 20,262 I 5 17,922 I 6 16,212 A partir de estos datos de las intensidades calculados, se determinan las dimensiones del hietograma sintético por medio de las fórmulas: H H H H n = I 1 = 2 I 2 = 3 I 3... = n I n H 1 H 2 H H n 1 1 H n 2... H 2 H 1 ordenándolos según el criterio de colocar el mayor en el centro, el siguiente en intensidad a la izquierda de este máximo, el tercero en intensidad a la derecha del máximo, etc., resultando los valores que aparecen recogidos en la siguiente Tabla y que se emplearán en el cálculo de la lluvia eficaz para la posterior obtención de las figuras de los hietogramas artificiales correspondientes a cada período de retorno. H 1 (mm) H 2 (mm) T=500 años 27,158 9,941 Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 18

22 MEMORIA H 3 (mm) H 4 (mm) H 5 (mm) H 6 (mm) 7,426 6,154 5,353 4,791 Cálculo de la lluvia eficaz: Para el cálculo de la parte de la precipitación total que produce realmente escorrentía, se aplica el método del Índice de Curva del U.S. Soil Conservation Service, que cuantifica las abstracciones totales en una cuenca en función de las características de vegetación, capacidad de infiltración, etc., ya que el agua que produce realmente escorrentía no se produce hasta el momento en que la cantidad de lluvia es superior a la capacidad de infiltración del terreno, y parte de esta agua es retenida por las ramas y las hojas si la superficie está cubierta por vegetación. Para mas detalles sobre esta metodología, ver el apartado de este mismo informe. El Numero de Curva adoptado (Cn) es de 73,65, tal y como se calcula en el apartado de este mismo informe. Con los valores de lluvia determinados en la Tabla anterior, se pueden calcular ya los hietogramas artificiales incluyendo las pérdidas, a partir de la siguiente Tabla donde figuran las precipitaciones, la lluvia neta y las pérdidas, tanto parciales como acumuladas: T=500 años LLUVIA (P) LLUVIA NETA (p) Parcial Acumulada Parcial Acumulada 4,791 4,791 0,000 0,000 6,154 10,945 0,000 0,000 9,941 20,886 0,000 0,000 27,158 48,044 2,149 2,149 7,426 55,470 2,013 4,162 5,353 60,824 1,777 5,939 Hidrograma unitario: Se va a obtener el hidrograma triangular desarrollado por el U.S. Department of Agriculture, Soil Conservation Service, para ello: I = intensidad del temporal unitario. t 0 = duración del temporal unitario. t c = tiempo de concentración. t p = tiempo de punta. Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 19

23 MEMORIA Q p = caudal de punta. 1 1 Se tomará t0 = tc = 3,977 horas = 0,625 horas. 6 6 Además: t0 tp = 0,6 tc + = 2,564 horas. 2 Y con el valor del tiempo de base: t0 tb = 2,67 tp + = 7,680 horas. 2 se obtiene el valor del caudal de punta a través de la relación: 1 I t0 S = Qp tb, de donde resulta, dejando el valor del caudal de punta en función 2 sólo de la intensidad del temporal. A partir de esta relación y de los valores de la lluvia eficaz obtenidos en el apartado anterior, resultan los caudales punta triangulares de los distintos pulsos. Y con los datos expuestos de t 0, t p, t b y los de los caudales de punta, resultan los hidrogramas triangulares (ver grafico adjunto). A partir de estos hidrogramas triangulares, al superponerlos, se obtiene el máximo caudal punta mediante superposición, que resulta de Q 500 = 12,084 m 3 /s (ver grafico adjunto). Hidrograma Unitario y de Salida 14 Caudales(m 3 /s) Pulso 1 Pulso 2 Pulso 3 Pulso 4 Hidrograma Horas (Hidrograma Unitario para T=500) Aplicando los mismos criterios para T=100 y T=10, se obtienen los siguientes resultados: Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 20

24 MEMORIA Hidrograma Unitario y de Salida 6 Caudales(m 3 /s) Pulso 1 Pulso 2 Pulso 3 Pulso 4 Hidrograma Horas (Hidrograma Unitario para T=100) Hidrograma Unitario y de Salida Caudales(m 3 /s) Pulso 1 Pulso 2 Pulso 3 Pulso 4 Hidrograma Horas (Hidrograma Unitario para T=10) Los caudales máximos obtenidos para los distintos periodos de retorno por este método para la cuenca del Arroyo del Horcajo y sus afluentes son: Período de Retorno T (años) Qmáx 10 0,019m 3 /s 100 4,988 m 3 /s ,084m 3 /s CÁLCULO POR EL MÉTODO RACIONAL MODIFICADO (Ferrer 1993). El método de cálculo de pequeñas obras de drenaje propuesto por la Instrucción 5.2. I. C de la D.G. de Carreteras y modificado por Ferrer (1993) permite realizar una aproximación a los caudales de calculo, si bien no tan ajustada ni precisa como el método de las Isocronas. Para ello se procede de la siguiente forma: - Localizar en los mapas el punto geográfico deseado Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 21

25 MEMORIA - Estimar mediante las isolíneas el coeficiente de variación CV y el valor medio P de la máxima precipitación diaria anual - Para el período de retorno deseado T y el valor de CV, obtener el factor de amplificación YT - Realizar el producto del factor de amplificación YT por el valor medio P obteniéndose el cuantil de la precipitación diaria máxima para el período de retorno deseado XT: X T = Y T P El factor de amplificación YT ( T, CV) se obtiene de la Tabla A.5.4.B. - Se ajusta la ley de precipitaciones máximas diarias reales sobre la cuenca, deducida de los planos de isomáximas, según la expresión siguiente, para tener en cuenta la nosimultaneidad de las lluvias máximas de un mismo período de retorno en toda la superficie. donde: * log A P = d Pd 1 para A > 1 km 2 15 P = P para A< 1 km 2 * d d P d * = Precipitación máxima diaria modificada, en mm, correspondiente a un período de retorno T Pd = Precipitación máxima diaria calculada, en mm, correspondiente a un período de retorno T log A = Logaritmo decimal de la superficie de la cuenca A (Km 2 ) El aguacero a efectos de cálculo quedará definido por la intensidad I (mm/hora) de precipitación media, función de la duración del intervalo considerado y de la intensidad de precipitación media diaria (Pd*/24) para un período de retorno de referencia. La duración que se considera en los cálculos de I es igual al tiempo de concentración de la cuenca. La intensidad de precipitación media para un período de retorno dado se obtiene a partir de la siguiente expresión: I I1 = Id Id donde: D = Duración de la lluvia en horas D I = Intensidad de la lluvia media en un intervalo de duración D para un período de retorno dado. Id = Intensidad de la lluvia diaria para ese mismo período de retorno, Id = P d */24 Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 22

26 MEMORIA I 1 /I d = Relación entre la intensidad de lluvia horaria y diaria (independiente del período de retorno) que define la figura adjunta de la Instrucción 5.2-IC. En este caso vale 10. El umbral de escorrentía P 0 es el parámetro que de acuerdo con las leyes del Soil Conservation Service (S.C.S.) determina la componente de la lluvia que escurre por superficie. Su valor depende de las características del complejo suelo-vegetación de las cuencas y de las condiciones iniciales de humedad, y necesita ser conocido para aplicar el método de cálculo propuesto en este Anejo, pues interviene en la fórmula del coeficiente de escorrentía. El coeficiente de escorrentía es otro de los factores que interviene en la fórmula de cálculo del caudal punta. La ley utilizada está ligada a la de transferencia "precipitación - escorrentía superficial" deducida por el Soil Conservation Service (S.C.S.) de EEUU. ( x x1)( x+ 23) C = donde: x = ( x + 11) 2 Pd P 0 Siendo: C = Coeficiente de escorrentía Pd = precipitación diaria (mm) P 0 = Umbral de escorrentía (mm), obtenido de tablas (MOPU, 1990), que son una adaptación del de SCS. Si se tratara de un chubasco real, y según la idea original del SCS, el umbral de escorrentía de las tablas debe corregirse dependiendo de si los 5 días anteriores hubieran sido lluviosos o secos. Pero si se trata de precipitaciones de proyecto, la precipitación tratada no se ha producido, sino que procede de un tratamiento estadístico; en este caso no pueden considerarse los días anteriores, y según la instrucción del MOPU (1990, fig. 2-5) para España, siempre corrige al alza (como si el estado previo del suelo fuera seco), multiplicando P0 por un factor corrector que va de 2, en el Norte de la península, a 3 en el SE. (Ver mapa adjunto:) Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 23

27 MEMORIA Los coeficientes de escorrentía se toman promediando las distintas áreas y sus usos, según la tabla 2.1 de la Instrucción 5.2. I. C. Una vez delimitadas las cuencas, se procede a calcular las siguientes magnitudes físicas: - Superficie total y afectada. - Longitud de escorrentía. - Cotas máximas y mínimas. - Pendiente media del curso principal. - Tiempo de concentración. El tiempo de concentración es función del resto de parámetros. La expresión utilizada para la determinación de este tiempo es la siguiente: donde: L Tc = 0,3 1,4 J Tc = Tiempo de concentración (horas) L = Longitud del curso principal (km) J = Pendiente media del curso principal (tanto por uno) 0,76 Dado que la precipitación no es uniforme a lo largo de todo el tiempo de concentración en toda la cuenca, este hecho se corrige con el Coeficiente de Uniformidad, que se evalúa así: K=1+(T c^1.25 )/(T c^ ) Donde Tc es el Tiempo de concentración en horas. Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 24

28 MEMORIA Evaluación del caudal punta. El caudal punta de avenida, Q (en m 3 /s), para un período de retorno dado se obtiene mediante la expresión: donde: Q = C * I * A /3,6 A = Superficie de la cuenca (en km 2 ). I = Intensidad de lluvia, en mm/h, correspondiente a la duración y período de retorno considerados. C = Coeficiente de escorrentía 3,6 = Coeficiente de transformación Se adoptan las intensidades de precipitación calculadas en el apartado El cálculo de C medio para el ámbito se realiza aplicando la fórmula expuesta en el apartado d) para cada una de las subzonas del ámbito, en su porcentaje, con los valores P 0 siguientes extraídos de la Instrucción 5.2.I.C para obtener finalmente el valor P 0 medio. Para T=500 resulta: Terreno P0 % s/area P0 medio Factor N P0 X=Pd/P0 C Suelo Urbano 2,45 2,83 Suelo Urbanizable 3,75 0 Suelo Rústico 19,10 97,17 2,2 18,6 41 2,019 0,150 Notas: Para los usos del suelo, se han consultado los Mapas de cultivos y aprovechamientos de la zona E=1/ publicados por la Secretaría General Técnica del Ministerio de Agricultura. Para los tipos de suelo se han consultado los mapas geológicos de la zona E=1/ publicados por el Instituto Geográfico Nacional. Se supone tipo de suelo C y características hidrogeológicas medias, lo que esta del lado de la seguridad. Para el suelo urbano y urbanizable se contabiliza aquella zona efectivamente afectada por edificaciones, viales, acceso, etc. Longitud cauce principal = 9.913,8 ml Pendiente media = ( )/9.913,8= 1,1 % Tiempo de Concentración Tc = 0,3*(29,124)^0,76 = 4,040 horas Calculando los valores de It, C y Q para los distintos valores de P 24 según los distintos periodos de retorno de acuerdo con la formulación expuesta, queda: Período de Retorno T (años) I t C Q 10 7,484 0,008 0, ,339 0,091 9, ,407 0,150 19, CAUDALES DE CÁLCULO ADOPTADOS. De todos los métodos empleados, el que da valores ligeramente más altos es el Método Racional Modificado (Ferrer, 1993). Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 25

29 MEMORIA Por lo tanto, se adoptan como caudales de cálculo para los distintos periodos de retorno los valores calculados por dicho método. Dichos valores son los reflejados en la tabla adjunta: Caudales Adoptados T (años) Caudal (m 3 /s) 10 0,543 m 3 /s 100 9,323 m 3 /s ,493 m 3 /s 7.- DETERMINACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DEL CAUCE EN EL TRAMO DE ESTUDIO. Para determinar el comportamiento hidráulico del cauce del Arroyo del Horcajo a su paso por el Término Municipal, se ha estudiado y modelizado el río y sus afluentes en toda su cuenca mediante el programa Hidro-River. Éste facilita datos de calados y márgenes inundados para las distintas hipótesis TOPOLOGÍA DEL CAUCE. En el tramo de estudio el cauce del Arroyo del Horcajo es de una morfología clásica de ríos de montaña. La pendiente media del cauce en el ámbito del emplazamiento es del orden del 1,1 %, siendo superior en los tramos altos, e inferior en los tramos de valle METODOLOGÍA DE CÁLCULO. La metodología utilizada en el presente Estudio es la normalmente utilizada en España para los análisis hidráulicos de cauces naturales y encauzados, tanto en régimen natural como forzado, y considerando el régimen hidráulico de funcionamiento, posibles secciones de control y curvas de remanso. Esta metodología está muy documentada, aportándose al efecto una relación de referencias en el Anejo 6 de este Informe MODELIZACIÓN. El tramo del río objeto de análisis, se ha modelizado y calculado en distintas hipótesis mediante el programa Hidro-River versión 5.6. Se han establecido un total de 61 secciones transversales directas en el Arroyo del Horcajo, en base a un levantamiento topográfico y batimétrico específicamente obtenido para este informe. El plano de localización de tramos se adjunta como Plano M Secciones Singulares. En el tramo de estudio existen cuatro secciones singulares en el Arroyo del Horcajo, un puente de cuatro arcos en la Carretera de Olmedo; una losa en la Calle Barruelo esquina con la Calle Tahona; un tramo entubado, con entrada de dos arcos, desde el final de la Calle Estudio Hidrológico e Inundabilidad de los Ríos y Arroyos en el T. M. de VALLELADO (Segovia) Pág. 26