hidrology clase s07 cpym

7/23/2019 Hidrology Clase S07 CPyM

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Ing. Civil CLIFTON PAUCAR Y MONTENEGRO

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FACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y ARQUITECTURA

UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZN

HUNUCO - PER

Curso:

Cdigo:

Condicin:

Pre - requisitos:

HIDROLOGA GENERAL

4105

OBLIGATORIO

ESTADISTICA Y MECANICA DE FLUIDOS II

CLASES S07 - CICLO 2015.1

Responsable de ctedra :

C. M Sc. en Ingeniera Hidrulica UNI Lima - Per

Hunu co . Mayo del 2015


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Escorrenta-Infiltracin

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Curso: HIDROLOGA GENERAL CICLO 2015 - 1

Ing. Civil CLIFTON PAUCAR Y MONTENEGRO C. M Sc. en Ing en iera Hid rul ic a UNI Lim a - Per

Objetivos

OBJETIVOS Conocer los mtodos para determinar la capacidad de

infiltracin, ndices y abstracciones

ESQUEMA DE CONTENIDOS:

Ecuacin de la Curva de Capacidad de Infiltracin contra elTiempo ndice de infiltracin Mtodo del SCS para abstracciones

Fuente: HIDROLOGA ESTADSTICA Mximo Villn Bjar, 3era.Edic. Abril, 2005,Lima-Per


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Metodologa

Ecuaciones de la Curva de Capacidad de Infiltracin contra TiempoEcuacin de Horton (1939)

Donde:t = tiempo pasado desde la saturacin superficial del suelok= constante de decaimiento, para cada curva caracterstica de cada cuenca [ T -1]f= Tasa de infiltracin en el tiempo tf0= Tasa de infiltracin inicial (t=0)

fc=Tasa mnima de infiltracin (asinttica)

kt

coc effff

)(

CURVA REPRESENTATIVA DE LA ECUACIN DE CAPACIDAD DEINFILTRACIN EN FUNCIN DEL TIEMPO

SI i


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Metodologa

Ecuaciones de la Curva de Capacidad de Infiltracin contra Tiempo1) Ecuacin de Horton (1939)..

Si linealizamos la ecuacinde Horton

ANLISIS DE MNIMOS CUADRADOS PARA CLCULO DEPARMETROS k y to

Entonces:Para determinar k y fo, se lleva acabo un anlisis de mnimoscuadrados entre los valores delog(f-fc) y t correspondientes,dado que fcya ha sido definido.

kt

coc effff

)()(

ktffektffff cococ 43.0)log(log)log()log(


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Metodologa

NDICE DE INFILTRACIN Muchos ndices han sido propuestos como indicadores de la infiltracin. El ms simple y el

ms ampliamente usado es el ndice . Este ndice se define como la intensidad de lluvia promedio por encima de la cual la masa de

escorrenta superficial es igual a la masa de lluvia neta. Entonces tiene las unidades deintensidad de lluvia, mm./hr.

El ndice se determina en funcin de la lluvia y la escorrenta superficial medidas en unahoya hidrogrfica particular.

El ndice incluye la cantidad de agua de infiltracin, la cantidad de agua interceptada y lacantidad de agua dejada en almacenamiento por depresiones. Una porcin de esta ltima seevapora en vez de infiltrarse.

Tiempo hr)


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Metodologa

MTODO DEL SCRN (Ex SCS) - USDA PARA ABSTRACCIONES El Soil Conservation Service de los Estados Unidos de Amrica, SCS

(Actualmente renombrado como SCRN), desarrollo en los aos de la dcada de1960, un mtodo denominado nmero de curva de escorrenta CN, cuya valorvara en un rango de 1 a 100, para calcular las abstracciones de una tormenta,las cuales incluyen intercepcin, la detencin superficial y la infiltracin

propiamente dicha. Se basa en consideraciones tericas simples y datos de1000 cuencas experimentales tomados en la dcada de los 50.

Se considera las siguientes propiedades productoras de escorrenta en la cuenca1) Tipo de suelo hidrolgico2) Utilizacin y tratamiento del suelo3) Condiciones de la superficie de terreno4) Condicin de humedad antecedente del suelo

El mtodo del nmero de curva de escorrenta fue desarrollado basado en datosde precipitacin y escorrenta de 24 horas, lo cul limita el clculo de laprofundidad de escorrenta, y no toma explcitamente en consideracin lasvariaciones temporales de intensidad de lluvia. La distribucin temporal deprecipitacin puede ser introducida en una etapa posterior, durante la generacindel hidrograma de escorrenta.


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Metodologa

ProcedimientoLa lluvia disponible para escurrir es separada entres partes:

Escurrimiento directo o lluvia efectiva (directrunoff)

Pe Abstracciones iniciales (intercepcin,

depresiones, infiltracin)

F : Retencin Real de la cuencaS : Retencin Potencial Mxima de la cuencaIa: Abstraccin inicial

Prdidas o Abstracciones continuas (Infiltracin)


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Metodologa

GRFICA REPRESENTATIVA DE ABSTRACCIN INICIAL Y CONTINUA


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Metodolog

a

GRFICA REPRESENTATIVA DE ABSTRACCIN INICIAL Y CONTINUA

RELACIONES LLUVIA-ESCURRIMIENTO DEL SCS (Actual SCRN)

)1.....(aIP

Q

S

F

Donde:F = Retencin real de la cuenca en lmina (pulg.)S = Retencin potencial mxima (pulg.)Q = Lluvia exceso o escurrimiento directo (pulg.)P = Lmina total precipitada acumulada (pulg.)Ia= Abstraccin Inicial (pulg.)

Sustituyendo (2) en (1) y solucionando para Q

Retencin Real:

)2....()( QIPF a

)3....()()(

2

SIPIPQa

a


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Metodolog

a

RELACIONES LLUVIA-ESCURRIMIENTO DEL SCS (Actual SCRN)

S se estima con los nmeros de curva

CN de tablas. Vale desde 98 para pavimento y hasta 30 para algunos bosques

)4...()2.0(

)2.0( 2

SSP

SPQ

)5...(8.0

)2.0( 2

SP

SPQ

)6....(10

1000 CNS

Donde:

CN = Nmero de curva


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Metodolog

a

CLCULO DE ESCURRIMIENTO DEL SCS (Actual SCRN)- SISTEMA MTRICO

Donde:Lesc= Lmina de escurrimientoPe = Lmina exceso de lluvia o lmina escurrida en cm,P = Lmina precipitada acumulada en cm.CN = Nmero de curva (De Tablas)

32.202032

)08.5508

( 2

CNP

CNP

PLesce

llovido

escurridoe

Volumen

VolumenC

COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO


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Metodolog

a

CLASIFICACIN HIDROLGICA DE SUELOS


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Metodolog

a

USO Y TRATAMIENTO DEL SUELO


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Metodolog

a

NOMOGRAMA DEL SCS


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Metodolog

a

CONDICIN HIDROLGICA


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Metodolog

a

CONDICIN DE HUMEDAD ANTECEDENTE


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Metodolog

a

CONDICIN DE HUMEDAD ANTECEDENTE

El nmero de curva que se obtiene de las tablas es AMC-II. Si la humedad delsuelo en el estado inicial difiere de AMC-II, hay que modificar el nmero de curva.


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Aplicacin

EJEMPLO DE CLCULO NC=70)

86.108254)70

25400( S 77.212.0 SIa )8.0(

)2.0( 2

SP

SPQ


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Aplicacin

EJEMPLO DE CLCULO NC=70)

86.108254)70

25400( S 77.212.0 SIa )8.0(

)2.0( 2

SP

SPQ


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Aplicacin

PRODUCTO FINAL


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Aplicacin


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Conclusion

es

Escorrenta - Infiltracin

CONCLUSIONES1) El mtodo del Ex-SCS para el clculo de la Escorrenta-Infiltracin fueadoptado inmediatamente por la comunidad internacional y se haconvertido en el estndar de clculo, por disponer de los siguientesatributos Utiliza solo un parmetro que se puede obtener de mapas temticos

generalmente disponibles Es relativamente realista No existe ninguna alternativa realista para la modelacin matemtica

2) Limitaciones y Problemas asociados al mtodo EL NC no est ligado a la pendiente del terreno


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Tra

bajoescalo

nado

ACTIVIDADES A DESARROLLAR PARA EL TRABAJO ESCALONADOEn el Expediente Tcnico del proyecto que evala, determinar:1) Que mtodos se usaron para estimar la curva de capacidad de infiltracin y el

ndice de infiltracin, en el Proyecto cuyo Expediente Tcnico evala e indiquesi se ha implementado justificacin de su empleo por las caractersticas propiasdel mbito del proyecto. Si considera que sta informacin es insuficiente, o noest de acuerdo con los mtodos empleados, explique el por qu? y describa la

informacin que adicionar, indicando la fuente de procedencia, proceso deadquisicin, usos y aplicaciones. Comente los resultados en comparacin conlos que inicialmente se consideraron en el Expediente Tcnico.

2) Explique, que mtodo se ha usado para determinar el caudal de escurrimientoneto (Lmina de escurrimiento de exceso de lluvia) en el proyecto que Ud.evala. Si no est de acuerdo con el mtodo empleado, explique el por qu? y

describa la metodologa e informacin que adicionar, indicando la fuente deprocedencia, proceso de adquisicin, usos y aplicaciones Compare losresultados con los obtenidos en el expediente tcnico. De ser posible useresultados de proyectos desarrollados en reas contiguas al del PIP queevala. De encontrar diferencias implemente las justificaciones que ameriten,sealando fuentes de referencia.

Escorrenta - Infiltracin

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