SWMM 5.0. Características Hidrológicas

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Vicenta Valdéz Ortega
hace 8 años
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2 SWMM 5.0 Modelo de gestión de aguas pluviales Desarrollado por la agencia de protección del medioambiente (EPA), de los estados unidos. Modelo numérico que permite simular el comportamiento hidráulico e hidrológico. Características Hidrológicas Simular proceso lluvia - escorrentía en la cuenca en estudio. Calculo de la infiltración hacia los estratos no saturados del suelo. Acumulación y fusión de nieve sobre la cuenca. Evaporación desde superficies de agua. Características Hidráulicas Simular propagación del flujo en redes de tamaño ilimitado y tipo de arborescentes o malladas. Modelar elementos especiales: depósitos de retención, estaciones de bombeo, vertederos, entre otros. Uso de onda Cinemática u Onda Dinámica como métodos de propagación del flujo en la red de drenaje.

Calculo de la infiltración hacia los estratos no saturados del suelo. Acumulación y fusión de nieve sobre la cuenca. Evaporación desde superficies de agua.

3 MODELO CONCEPTUAL Canal Revestido Carretera

25 msnm 20 msnm 15 msnm 10 msnm 5 msnm 30 msnm Parámetros Hidrológicos e hidráulicos Calculo de pendiente A) Pendiente media Simple: Diferencia de dos cotas entre dos puntos divido por la longitud Sl

4 25 msnm 20 msnm 15 msnm 10 msnm 5 msnm 30 msnm Parámetros Hidrológicos e hidráulicos Calculo de pendiente A) Pendiente media Simple: Diferencia de dos cotas entre dos puntos divido por la longitud Sl = ΔH /ΔL B) Pendiente Ponderada: Se le otorga importancia a cada pendiente según su respectiva longitud. Es necesario conocer en cuantos segmentos se divide la longitud del cauce. Ejemplo 150m 400m 700m 350m 200m

Sl = ΔH /ΔL B) Pendiente Ponderada: Se le otorga importancia a cada pendiente según su respectiva

5 Parámetros Hidrológicos e hidráulicos Tiempo de Concentración Tiene dos componentes Tc = Tcs + Tv Tcs Tiempo de concentración superficial TV Tiempo de viaje Depende de la intensidad de la lluvia (i). Se debe iterar. Depende del tipo u uso del canal Tcs min= Tv min= L /60(V)

superficial TV Tiempo de viaje Depende de la intensidad de la lluvia

6 Parámetros Hidrológicos e hidráulicos Tiempo de Concentración Superficial Donde: η Coeficiente de Manning i = Intensidad min/hora (i = Precip./Durac). L = Longitud del Cauce. S = Pendiente de la Superficie. Coeficiente de Manning Tipo de Superficie η Asfalto Liso Concreto Liso/Rugoso / Ladrillo Hierro Fundido 0.015

L = Longitud del Cauce. S = Pendiente de la Superficie.

7 Parámetros Hidrológicos e hidráulicos Tiempo de Viaje Donde: L = Longitud del Cauce. V = Canal o Rio Natural Calculo de V en el tiempo de viaje Para canales y tubos revestidos Para canales no revestidos V = 1/η * R^2/3 * S0^1/2 V = Ki * Spi (min) Tipo de Superficie η Madera Arcilla Metal Corrugado Grama Corta 0.15 Grama Densa 0.24 Cobertura Ki Biscoso/Nº. Canalizado Pasto corto/no canalizado Restos de cultivo y cosechas 0.152

revestidos V = 1/η * R^2/3 * S0^1/2 V = Ki * Spi (min) Tipo de Superficie η Madera 0.014 Arcilla 0.

8 Tiempos de viajes 1. Primero sedebe conocer el modelo conceptual. 2. Luego saber cuantos caminos posibles hay para que la gota de agua pueda hacer su viaje desde el nacimiento hasta la salida de la cuenca. 3. Después definir los viajes posibles para luego calcular los tiempos de viaje. Puntos a calcular para el calculo de los tiempos de viajes: Longitud del cauce principal. η Coeficiente de Manning (Tabla) B (Base) H (Altura) Área Permeables (B+2)*H Área (Depende de la figura B*H ) Radio Hidráulico Cota Inicial. Cota Final S0 (Pendiente de Fondo). Velocidad. Tiempo de viaje

Después definir los viajes posibles para luego calcular los tiempos de viaje.

9 Tiempos de viajes combinados 1. Luego se debe calcular los tiempos de viajes combinados. 2. Cada combinación va a depender de los viajes que va a tener la gota de agua. Puntos a calcular para el calculo de los tiempos de viajes combinados: Tiempo de Concentración (h). Precipitación (mm) Intensidad (mm/h) P/Tc Cota Inicial. Cota Final. Longitud de Recorrido. S0 (Pendiente de la Superficie). η (Coeficiente de Manning) Tiempo de concentración Superficial. Tiempo de Viaje (Tvn). Tiempo de Viajes totales. Tiempo de concentración (min). Tiempo de Concentración (hs) El tiempo de concentracion final debe ser igual al inicial, ya que este es un metodo iterativo que depende de la intensidad Tcf=Tci

Longitud de Recorrido. S0 (Pendiente de la Superficie). η (Coeficiente de Manning) Tiempo de concentración Superficial. Tiempo de Viaje (Tvn). Tiempo de Viajes totales.

10 Curva numero ponderada 1. Conocer lacantidad de sub-cuencas. 2. Es necesario conocer el tipo y uso del suelo (Características del cauce y la distribución porcentual de dichas características) y sus respectivos porcentajes. 3. Asignar una curva numero para cada tipo de suelo. 4. Calcular un porcentaje aproximado de curva numero (Porcentajes * Curvas números). 5. Calcular para cada sub-cuenca un valor de curva numero. 6. Conocer cada una de las áreas. Puntos a calcular para la curva numero ponderada Sub-cuencas (Numero). Tipo de caminos. Distribución Urbana. Porcentaje Aproximado. Valor de curva Numero (Tablas) Curva Numero por su porcentaje aproximado (Cn*%A/100) Valor de curva numero Aproximado ( Cn * %Aproxim.) Área (Km2)

Asignar una curva numero para cada tipo de suelo. 4. Calcular un porcentaje aproximado de curva numero (Porcentajes * Curvas números). 5.

HIETOGRAMA DE DIEÑO Depende directamente del Tiempo de Concentración y el Periodo de Retorno Tiempo (Hs) > Tc Calculado en (Hs). Tiempo / Tiempo Total.

11 HIETOGRAMA DE DIEÑO Depende directamente del Tiempo de Concentración y el Periodo de Retorno Tiempo (Hs) > Tc Calculado en (Hs). Tiempo / Tiempo Total. Precipitaciones / Precipitaciones totales. Precipitaciones acumuladas. Precipitaciones parciales. Nota: Se grafica El tiempo en Hs Vs Precipitaciones Parciales.

Precipitaciones / Precipitaciones totales. Precipitaciones acumuladas.

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