hid rolo gia

1ING. ING. ING. ING. CARLOS A. ALTAMIRANO A.CARLOS A. ALTAMIRANO A.CARLOS A. ALTAMIRANO A.CARLOS A. ALTAMIRANO [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

FACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERA CIVIL

HIDROLOGIA

ING. ING. ING. ING. CARLOS A. ALTAMIRANO A.CARLOS A. ALTAMIRANO A.CARLOS A. ALTAMIRANO A.CARLOS A. ALTAMIRANO [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

INTRODUCCION A LA HIDROLOGIA

HIDROLOGIA

La Hidrologa es la ciencia natural que estudia el

agua. Su ocurrencia, circulacin y distribucin en la

superficie terrestre.

Sus propiedades qumicas y fsicas.

Su relacin con el Medio Ambiente, incluyendo los

seres vivos.

2IMPORTANCIA DE LA HIDROLOGIAIMPORTANCIA DE LA HIDROLOGIAIMPORTANCIA DE LA HIDROLOGIAIMPORTANCIA DE LA HIDROLOGIA

Proporciona al Ingeniero o hidrlogo,

los mtodos para resolver los

problemas prcticos que se presentan

en :

El diseo

La planeacin

Operacin de estructuras hidrulicas.

Determina si el volumenaportado por una ciertacorriente es suficiente para :

El Abastecimiento de AguaPotable a una poblacin o auna industria.

Satisfacer la demanda deun Proyecto de Riego,Drenaje Generacinhidroelctrica .

DefineDefineDefineDefine lalalala capacidadcapacidadcapacidadcapacidad

dededede diseodiseodiseodiseo dededede obrasobrasobrasobras

comocomocomocomo::::

Presas y Vertederos Drenaje Agrcola Drenaje Poblacional DrenajeDrenajeDrenajeDrenaje VialVialVialVial Alcantarillas Puentes Aeropuertos.

3HIDROLOGIAHIDROLOGIAHIDROLOGIAHIDROLOGIA Estudia los conceptos fsicos

del ciclo hidrolgico

La disponibilidad y utilizacin

de agua superficial y de agua

subterrnea

Los mtodos de recoleccin

de informacin hidrolgica y

Los procedimientos clsicos

de procesamiento de datos

estadsticos.

CICLO HIDROLOGICO

Secuencia defenmenos por mediode los cuales el aguapasa de la superficieterrestre, en la fase devapor, a la atmsfera yregresa en sus faseslquida y slida.

El agua no es un elemento esttico, sufre uncontinuo trasvase recproco entre continentesy ocanos dentro de la hidrosfera.

CICLO HIDROLOGICO

4CUENCA

QUE ES UNA CUENCA?

El rea de terrenodonde todas las aguascadas porprecipitacin se unenpara formar un solocurso de agua .

Cada curso de aguatiene una cuenca biendefinida.

5TIPOS DE CUENCASTIPOS DE CUENCASTIPOS DE CUENCASTIPOS DE CUENCAS

CUENCACUENCACUENCACUENCAHIDROGRAFICAHIDROGRAFICAHIDROGRAFICAHIDROGRAFICA

TOPOGRAFICATOPOGRAFICATOPOGRAFICATOPOGRAFICA

Cuenca TopogrficaCuenca TopogrficaCuenca TopogrficaCuenca Topogrfica

Delimitada por lalnea divisoria delas aguas.,uniendolos puntos demximas alturas.

Se puede trazar enun plano de curvasde nivel.

Cuenca HidrogrficaCuenca HidrogrficaCuenca HidrogrficaCuenca Hidrogrfica

Llamada tambincuenca de drenaje.

Es la superficieterrestre querecorren todos losros y afluentesque desaguan enun mismo roprincipal.

6DELIMITACION DE UNA CUENCADELIMITACION DE UNA CUENCADELIMITACION DE UNA CUENCADELIMITACION DE UNA CUENCA

Se hace sobre un plano o mapa a curvas de nivelsiguiendo las lneas del Divortium Acuarum(parteaguas)

DELIMITACION DE UNA CUENCADELIMITACION DE UNA CUENCADELIMITACION DE UNA CUENCADELIMITACION DE UNA CUENCA

Es una lnea imaginaria, formado por los puntos de mayor niveltopogrfico que divide a las cuencas adyacentes y

Distribuye el escurrimiento originado por la precipitacin.

rea y Permetro de la Cuencarea y Permetro de la Cuencarea y Permetro de la Cuencarea y Permetro de la Cuenca

Mtodos de determinar

Planmetro Curvmetro Papel cuadriculado

(sobreponer)

Software (AUTOCAD)

7 rea de la cuenca :

Planmetro

Curvmetro

Permetro de la cuenca :

Partes de una cuencaPartes de una cuencaPartes de una cuencaPartes de una cuenca

Dentro de una cuenca hidrogrfica se distingue 3 partes

AltaAltaAltaAlta :::: Topografa empinada y cubiertas de bosque, nacientes de ros y quebradas

MediaMediaMediaMedia :::: Nacientes de ros y quebradas

BajaBajaBajaBaja :::: Importante para la agricultura

ClasificacinClasificacinClasificacinClasificacin

CHICA:CHICA:CHICA:CHICA:La cantidad y distribucin del escurrimiento soninfluenciadas por el clima, geomorfologa,

condiciones fsicas del suelo y la cobertura, etc,

GRANDEGRANDEGRANDEGRANDEEl hombre determina el efecto de almacenamiento enla cuenca as como el escurrimiento.

8CURVAS CARACTERISTICAS CURVAS CARACTERISTICAS CURVAS CARACTERISTICAS CURVAS CARACTERISTICAS DE UNA CUENCADE UNA CUENCADE UNA CUENCADE UNA CUENCA

Curva hipsomtrica

Curva puesta en coordenadas rectangulares,representa la relacin entre la altitud y la superficiede la cuenca que queda sobre esa altitud.

Se utiliza un mapa a curvas de nivel.

Curvas de Curvas de Curvas de Curvas de nivel (mnivel (mnivel (mnivel (m)

Superficie Superficie Superficie Superficie (km)(km)(km)(km)

700 700 700 700 800800800800 6.136.136.136.13

800 800 800 800 900900900900 45.6245.6245.6245.62

900 900 900 900 1000100010001000 215.0215.0215.0215.0

1000 1000 1000 1000 1100110011001100 281.25281.25281.25281.25

1100 1100 1100 1100 1200120012001200 89.3889.3889.3889.38

1200 1200 1200 1200 1300130013001300 20.6220.6220.6220.62

9 Proceso de construccin:Proceso de construccin:Proceso de construccin:Proceso de construccin: Se marcan sub.-reas de la cuenca siguiendo las

curvas de nivel, por ejemplo de 100 en 100 m.

Se determinan las reas parciales de esos contornos.

Se determinan las reas acumuladas, de las porciones de la cuenca.

Se determina el rea acumulada que queda sobre cada altitud del contorno.

Se plotean las altitudes, vs. las correspondientes reas acumuladas que quedan sobre esas altitudes. Columnas (1) Y (4)

CurvaCurvaCurvaCurva DeDeDeDe FrecuenciaFrecuenciaFrecuenciaFrecuencia DeDeDeDe AltitudesAltitudesAltitudesAltitudes Es la representacin grafica, de la distribucin en %, de las

superficies ocupadas por diferentes altitudes.

Es un complemento de la curva hipsomtrica.

10

Elevacin Media de la Cuenca:

Es la altitud correspondiente al punto de abscisa media (50%)de la curva de frecuencia de altitudes.

Em = Elevacin media

a = rea entre dos contornos

e = elevacin media entre dos contornos

A = rea total de la cuenca

= AaxeE m

DEFINICIONES GENERALESDEFINICIONES GENERALESDEFINICIONES GENERALESDEFINICIONES GENERALES

COEFICIENTE DE COMPACIDAD (Cc)

RELACION DE ELONGACION

FACTOR DE FORMA

PENDIENTE DE LA CUENCA

COEFICIENTE DE MASIVIDAD

INDICES REPRESENTATIVOS



FACTOR DE FORMA

PENDIENTE DE LA CUENCA


COEFICIENTE DE COMPACIDAD (Cc)COEFICIENTE DE COMPACIDAD (Cc)COEFICIENTE DE COMPACIDAD (Cc)COEFICIENTE DE COMPACIDAD (Cc)

CARACTERISTICAS FISIOGRAFICAS

11

COEFICIENTE DE COMPACIDAD (Cc)COEFICIENTE DE COMPACIDAD (Cc)COEFICIENTE DE COMPACIDAD (Cc)COEFICIENTE DE COMPACIDAD (Cc)

P : Permetro de la cuenca

Pc :Permetro circunferencia

A : rea de la cuenca

El rea de Pc debe ser igual al A


Cc = 1 : cuenca circular ( crecientes). Cc > 1, cuencas alargadas

Ejemplo:

Caso : Cuenca del ro Chilln

rea de la cuenca : 2 353.53 km2

Permetro de la cuenca : 328.19 km.

Cc = 1.908

La cuenca del Chilln es medianamente alargada.

CaractersticaCuenca

Jequetepeque Chancay ZaaPermetro: Km. 470.70 469.90 261.80rea: Km2 4,194.09 5,849.75 2,090.50Cc 2.04 1.72 1.60



FACTOR DE FORMA

PENDIENTE DE CUENCA


RELACION DE ELONGACIONRELACION DE ELONGACIONRELACION DE ELONGACIONRELACION DE ELONGACION


12

RELACION DE ELONGACIONRELACION DE ELONGACIONRELACION DE ELONGACIONRELACION DE ELONGACION

D : Dimetro de un crculo que tiene igual rea

A : Area de la cuenca

Lc : Longitud de la cuenca.

Ojo:Ojo:Ojo:Ojo:La longitud Lc se define como la ms grande dimensin dela cuenca, a lo largo de una lnea recta desde la salidahasta la divisoria, paralela al cauce principal

Si Re ~ 1 se correlations con relieves fuertes y pendientespronunciadas.




FACTOR DE FORMA

PENDIENTE DE CUENCA


FACTOR DE FORMA


FACTOR DE FORMA

Para esta definicin se debe saber primero que es el ancho medio

LA A : Area de la cuenca

L : Longitud del cauce principal

Factor de forma (FF) =L

medioAncho..

Ancho medio =


Un F menor : menos tendencia de concentracin deintensidades de lluvias en la cuenca

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FactorFactorFactorFactor dededede formaformaformaforma paraparaparapara dosdosdosdos cuencascuencascuencascuencas

Si : F2222 es mayor que F1111 ::::

Existe mayor posibilidad de tener una tormentaintensa simultnea, sobre toda la extensin de lacuenca.

Ejemplo:Ejemplo:Ejemplo:Ejemplo:

Caso : Cuenca del ro Chilln

A = 2353.53 krn2

L = 126.1 km

FF = 0.148

CaractersticaCuenca

Jequetepeque Chancay ZaaA = Km2. 4,194.09 5,819.75 2,090.50L = Km 167.10 176 121.60Am = Km 25.10 3.24 17.19Ff = 0.15 0.189 0.14



FACTOR DE FORMA

PENDIENTE DE CUENCA


PENDIENTE DE CUENCA


14

PENDIENTE DE CUENCA

INFLUENCIAAvenidas o Avenidas o Avenidas o Avenidas o

Crecida deCrecida deCrecida deCrecida de

riosriosriosrios

InfiltracionInfiltracionInfiltracionInfiltracion

Humedad Humedad Humedad Humedad

DelDelDelDel

suelosuelosuelosuelo

AguaAguaAguaAgua

subterraneasubterraneasubterraneasubterranea

EscurrimientoEscurrimientoEscurrimientoEscurrimiento

superficialsuperficialsuperficialsuperficialPENDIENTE


PENDIENTE DE CUENCAParmetro muy importante en el estudio de la

cuenca.

Controla el tiempo de escurrimiento yconcentracin de la lluvia.

Importancia directa con la magnitud de lascrecidas.

Relacin importante y compleja con:

La infiltracin, la escorrenta, la humedad del sueloy la contribucin del agua subterrnea a laescorrenta

CriteriosCriteriosCriteriosCriterios paraparaparapara evaluarevaluarevaluarevaluar lalalala pendientependientependientependiente dededede unaunaunauna cuencacuencacuencacuenca CriterioCriterioCriterioCriterio dededede AlvordAlvordAlvordAlvord CriterioCriterioCriterioCriterio dededede HortonHortonHortonHorton CriterioCriterioCriterioCriterio dddd NashNashNashNash CriterioCriterioCriterioCriterio deldeldeldel rectngulorectngulorectngulorectngulo equivalenteequivalenteequivalenteequivalente

PENDIENTE DE CUENCA

CRITERIO DE CRITERIO DE CRITERIO DE CRITERIO DE J.W.AlvordJ.W.AlvordJ.W.AlvordJ.W.Alvord Mapa de curvas de nivel

S = DL /A

L = L1 + L2 + L3+ Ln

L= Longitud total de las curvas denivel dentro de la cuenca en km.

S = pendiente de la cuenca

D= desnivel constante entre curvasde nivel, en km

A = rea de la cuenca, en km2

15

DIVISORIA O PARTE AGUAS



FACTOR DE FORMA

PENDIENTE DE CUENCA





Sc : Pendiente media de la cuenca

A : rea de la cuenca.


Rectngulo Equivalente

Es un a transformacingeomtrica, que permiterepresentar a la cuenca, de suforma heterognea, con laforma de un rectngulo

El rectngulo tiene lamisma superficie y permetrode la cuenca

El mismo coeficiente decompacidad

Idntica curva hipsomtrica

Las curvas de nivel sonrectas, paralelas al ladomenor.

16

Rectngulo Equivalente

LosLosLosLos ladosladosladoslados deldeldeldel rectngulorectngulorectngulorectngulosesesese calculancalculancalculancalculan conconconcon ::::

L= longitud del lado mayordel rectngulo.

l = longitud del lado menordel rectngulo.

K = ndice de Gravelious

A = rea de la cuenca

Perfil longitudinal del curso de aguaPerfil longitudinal del curso de aguaPerfil longitudinal del curso de aguaPerfil longitudinal del curso de agua

SiSiSiSi sesesese ploteaploteaploteaplotea lalalala proyeccinproyeccinproyeccinproyeccin horizontalhorizontalhorizontalhorizontal dededede lalalala longitudlongitudlongitudlongituddededede unununun caucecaucecaucecauce versusversusversusversus susususu altitud,altitud,altitud,altitud, sesesese obtieneobtieneobtieneobtiene elelelel perfilperfilperfilperfillongitudinallongitudinallongitudinallongitudinal deldeldeldel cursocursocursocurso dededede aguaaguaaguaagua....

Perfil longitudinal del curso de aguaPerfil longitudinal del curso de aguaPerfil longitudinal del curso de aguaPerfil longitudinal del curso de agua

IdeaIdeaIdeaIdea dededede pendientespendientespendientespendientes quequequequetienetienetienetiene elelelel caucecaucecaucecauce enenenendiferentesdiferentesdiferentesdiferentes tramostramostramostramos dededede susususurecorridorecorridorecorridorecorrido....

ControlControlControlControl dededede laslaslaslas aguasaguasaguasaguas

PuntosPuntosPuntosPuntos dededede captacincaptacincaptacincaptacin

UbicacinUbicacinUbicacinUbicacin dededede centralescentralescentralescentraleshidroeltricashidroeltricashidroeltricashidroeltricas....

PuntosPuntosPuntosPuntos dededede crucecrucecrucecruce conconconconinfraestructurainfraestructurainfraestructurainfraestructura vialvialvialvial....

17

Pendiente del cauce Pendiente del cauce Pendiente del cauce Pendiente del cauce principalprincipalprincipalprincipal

Importante en el estudio del

comportamiento hdrico.

Determinacin de las

caractersticas ptimas de su

aprovechamiento

hidroelctrico.

Solucin de problemas de

inundaciones.

Definir tipo de estructuras de

drenaje vial.

Pendiente del cauce Pendiente del cauce Pendiente del cauce Pendiente del cauce principalprincipalprincipalprincipal

MtodoMtodoMtodoMtodo :::: PendientePendientePendientePendiente UniformeUniformeUniformeUniforme.

S = H / L

SSSS = pendiente

HHHH= diferencia de cotas entrelos extremos del cauce,en km

LLLL = longitud del cauce, enkm

Puede usarse en tramoscortos.

Pendiente del cauce principal

MtodoMtodoMtodoMtodo :::: EcuacinEcuacinEcuacinEcuacin dededede TaylorTaylorTaylorTaylor yyyy SchwarzSchwarzSchwarzSchwarz

nnnn = nmero de tramos iguales, enlos cuales se subdivide elperfil.

SSSS1111,S,S,S,S2222,,,,,Sn,Sn,Sn,Sn ==== pendiente de cadatramo, segn S = H/L

SSSS= pendiente media del cauce

2

21

1.....

11

+++nSSS

nS=

18

Pendiente del cauce principal

MtodoMtodoMtodoMtodo :::: EcuacinEcuacinEcuacinEcuacin dededede TaylorTaylorTaylorTaylor yyyy SchwarzSchwarzSchwarzSchwarz

LiLiLiLi = longitud del tramo i

Si=Si=Si=Si= pendiente del tramo i

SSSS= pendiente media delcauce

ParaParaParaPara tramostramostramostramos dededede diferentesdiferentesdiferentesdiferentes longitudeslongitudeslongitudeslongitudes

DRENAJEDRENAJEDRENAJEDRENAJE

El drenaje de una cuenca en sntesis es laforma como es evacuada el agua cadadentro de los limites de esta cuenca

RED DE DRENAJERED DE DRENAJERED DE DRENAJERED DE DRENAJE

Es el sistema de cauces por el que fluyen losescurrimientos superficiales, Sub-superficiales ysubterrneos, de manera temporal o permanente, de estared depende la rapidez de evacuacin.

ImportanciaImportanciaImportanciaImportancia::::

La formacin y rapidez de drenado de los escurrimientos

Proporciona indicios sobre las condiciones fsicas delsuelo y de la superficie de la cuenca

19

MODELOS DE DRENAJEMODELOS DE DRENAJEMODELOS DE DRENAJEMODELOS DE DRENAJE

Se clasifican en:perennes, intermitentes y efmeros, en base a la constanciade su escurrimiento o flujo.

PerennesPerennesPerennesPerennes conducen agua todo el tiempo excepto durantesequas extremas.

IntermitenteIntermitenteIntermitenteIntermitente lleva agua la mayor parte del tiempo peroprincipalmente en pocas de lluvias .

EfimerasEfimerasEfimerasEfimeras slo conducen agua durante las lluvias oinmediatamente despus de stas.

CORRIENTES DE UNA CUENCACORRIENTES DE UNA CUENCACORRIENTES DE UNA CUENCACORRIENTES DE UNA CUENCA

Segn su ramificacin, Horton se clasifican en:

ORDEN DE CORRIENTES

OrdenOrdenOrdenOrden 1111:::: las ms pequeas,es decir no estn ramificadas

OrdenOrdenOrdenOrden 2222:::: a las corrientes queslo tienen ramificaciones otributarios de primer orden

OrdenOrdenOrdenOrden 3333: aquellos con dos oms tributarlos de orden 2 omenor etc

20

MAPA DE

CUENCAS

HIDROGRAFICAS

EVALUACIN HIDROLGICAEVALUACIN HIDROLGICAEVALUACIN HIDROLGICAEVALUACIN HIDROLGICA

Se ha determinado las zonas vulnerables en nuestroterritorio, para lo cual ha subdividido el pas en sietezonas para el estudio de las principales cuencas

Pacfico NorteJequetepequeMotupe - La Leche - ChancayPiuraChiraTumbes

Pacfico CentralHuauraRmacChilln

Pacfico SurCamanaQuilcaAtlntico NorteHuallagaAmazonas

Atlntico CentralMantaroUcayali

Atlntico SurUrubamba

TiticacaTiticaca

21

Pacfico NorteJequetepequeMotupe - La Leche - ChancayPiuraChiraTumbes

Pacfico CentralHuauraRmacChilln

Pacfico SurCamanaQuilcaAtlntico NorteHuallagaAmazonas

Atlntico CentralMantaroUcayali

Atlntico SurUrubamba

TiticacaTiticaca

GRACIAS

ING. CARLOS A. ALTAMIRANO ANGULO

e-mail: [email protected]

NO SE PUEDE DESATARUN NUDO, SIN SABER

COMO ESTA HECHO.

ARISTOTELES

hid rolo gia

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