Hidrología superficial

Transcripción

1 Laboratoro de Hdráulca Ing. Davd Hernández Huéramo Manual de práctcas Hdrología superfcal 7o semestre Autores: Héctor Rvas Hernández Juan Pablo Molna Agular Rukmn Espnosa Díaz alatel Castllo Contreras Colaboradores: Gullermo Benjamín Pérez Morales Jorge Leonel Angel Hurtado

2 UMNH Facultad de Ingenería Cvl Departamento de Hdráulca 2. PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA Objetvos El alumno será capaz de determnar la pendente meda de la cuenca por el crtero de Horton, vsualzará cada uno de los métodos para obtener la pendente meda y entenderá su cálculo, vsualzará que está característca controla en buena parte la velocdad de respuesta en la cuenca y por lo tanto la formacón de la red de drenaje, así msmo ubcará la elevacón de dcha cuenca. Aplcacón Las característcas físcas de una cuenca son elementos que tenen gran mportanca en el comportamento hdrológco de la msma. Dchas característcas físcas se clasfcan en dos tpos según su mpacto en el drenaje; las que condconan el volumen de escurrmento como puede ser el área y el tpo de suelo en la cuenca, y las que condconan la velocdad de respuesta como el orden de corrente, la pendente, la seccón transversal, entre otras. La pendente de la cuenca nfluye en buena parte la velocdad con que se da la escorrentía superfcal y afecta, por lo tanto, el tempo que lleva el agua de lluva para concentrarse en los lechos fluvales que consttuyen la red de drenaje de las cuencas. Exste una estrecha correspondenca entre el régmen hdrológco y dchos elementos por lo cual el conocmento de éstos son de gran utldad práctca, ya que al establecer relacones y comparacones de generalzacón de ellos con datos hdrológcos conocdos, puede determnarse ndrectamente valores hdrológcos en seccones de nterés práctco donde falten datos o donde por razones de índole fsográfca o económca no sea factble la nstalacón de estacones hdrométrcas. Desarrollo La práctca se desarrollará en una sola etapa en el modelo de cuencas, la cual consstrá en aplcar los métodos de Horton determnando todos los parámetros para su cálculo, ayudándonos de una retícula ubcada sobre el modelo. 1 Manual de Práctcas de Laboratoro Hdrología superfcal 7 mo emestre

3 UMNH Facultad de Ingenería Cvl Departamento de Hdráulca Materal y Equpo Modelo de cuencas Hlo Regla Fluxómetro Defncones, fórmulas y undades a utlzar Pendente Meda.- Es la pendente ponderada para toda la cuenca, la cual depende de la confguracón topográfca del terreno y el área de la cuenca. Para su determnacón exsten dstntos crteros: Alvord, Horton, Nash por menconar algunos. Crtero de Horton.- Consste en trazar una malla de cuadrados sobre la proyeccón planmétrca de la cuenca orentándola según la dreccón de la corrente prncpal. se trata de una cuenca pequeña (sendo esta menor de 250 km 2 ), la malla llevará al menos cuatro (4) cuadros por lado, pero s se trata de una superfce mayor (mayor a 250 km 2 ), deberá aumentarse el número de cuadros por lado, ya que la precsón del cálculo depende de ello. x Nx D L x 2.1 y N y D L y 2.2 En las fórmulas se tene que: x Pendente en el sentdo x (Adm) y Pendente en el sentdo y (Adm) N x Número total de nterseccones y tangencas de las líneas de la malla con las curvas de nvel en el sentdo x. N y Número total de nterseccones y tangencas de las líneas de la malla con las curvas de nvel en el sentdo y. L x Longtud total de líneas de la malla en el sentdo x, dentro de la cuenca (km, m) L y Longtud total de líneas de la malla en el sentdo y, dentro de la cuenca (km, m). D = Equdstanca entre curvas de nvel (km, m) 2 Manual de Práctcas de Laboratoro Hdrología superfcal 7 mo emestre

4 UMNH Facultad de Ingenería Cvl Departamento de Hdráulca Para la pendente meda de la cuenca se tene: Promedo artmétco 2.3 Promedo geométrco 2.4 Crtero de Alvord.- En este crtero se analza la pendente exstente entre curvas de nvel, trabajando con la franja defnda por las líneas medas que pasan entre las curvas de nvel. D w 2.5 Donde: w a l 2.6 En las fórmulas se tene que: Pendente de la franja analzada (Adm) D = Desnvel entre líneas medas, equdstanca (km, m) w Ancho de la franja analzada (Km, m) a área de la franja analzada (Km 2, m 2 ) l Longtud de la curva de nvel correspondente a la franja analzada (Km, m) A=Área total de la cuenca. Para obtener la pendente meda de la cuenca se tene 2.7 Crtero de Nash.- En forma smlar al crtero de Horton, se traza una cuadrícula en el sentdo del cauce prncpal,que debe cumplr la condcón de tener no menos de 80 nterseccones ubcadas dentro de la cuenca. En cada una de ellas se mde la dstanca mínma (d) entre curvas de nvel, la cual se defne como el segmento de recta de menor longtud posble que pasando por el punto de nterseccón, corta a las curvas de nvel más cercanas en forma aproxmadamente perpendcular. 3 Manual de Práctcas de Laboratoro Hdrología superfcal 7 mo emestre

5 UMNH Facultad de Ingenería Cvl Departamento de Hdráulca D d 2.8 En la fórmula anteror se tene que: Pendente en un punto nterseccón de la malla (Adm) d Dstanca mínma de una nterseccón de la malla entre curvas de nvel (km, m) D = Equdstanca entre curvas de nvel (km, m) Para la pendente meda de la cuenca se tene 2.9 Curva Hpsométrca.- Es la representacón gráfca de las elevacones del terreno en funcón de la superfce correspondente acumulada entre curvas de nvel consecutvas (releve), la cual nos permte calcular la elevacón meda de la cuenca. Procedmento Crtero de Nash 1. Dbujar la retícula en el sentdo del cauce. 2. Determnar la dstanca más corta entre curva y curva pvoteando entre las nterseccones. 3. Obtener la pendente meda de la cuenca con las fórmulas con las fórmulas 2.8 y 2.9. Crtero de Alvord 1. Determnar el área de la cuenca. 2. Determnar la curva meda entre curvas de nvel. 3. Determnar el área entre curvas medas. 4. Obtener la longtud de la curva en estudo. 5. Obtener la pendente meda de la cuenca de acuerdo a las fórmulas 2.5, 2.6 y Manual de Práctcas de Laboratoro Hdrología superfcal 7 mo emestre

6 UMNH Facultad de Ingenería Cvl Departamento de Hdráulca Procedmento a desarrollar en el laboratoro Crtero de Horton 1. Dbujar la retícula en el sentdo del cauce. 2. Cuantfcar el número de nterseccones en el sentdo x. (Nx) 3. Cuantfcar el número de nterseccones en el sentdo y. (Ny) 4. Medr la longtud de las líneas de la retícula en el sentdo x dentro del parteaguas (Lx) 5. Medr la longtud de las líneas de la retícula en el sentdo y dentro del parteaguas (Ly) 6. Obtener la pendente meda de la cuenca con las fórmulas 2.1, 2.2, 2.3 y 2.4. Actvdades 1. Construr la curva hpsométrca y encontrar la elevacón meda de la cuenca a partr de los datos. 2. Obtener la pendente artmétca y geométrca en el método de Horton e ndcar cuál es la que mejor ajusta y justfcar el porque. TABLA 1.1 Número de Malla 1 (1) Lx (m) (2) Nx (1) Ly (m) (2) Ny uma: Datos D=20m Escala 1:50000cm Nombre del alumno:. emestre: eccón: N de equpo: Laboratorsta:. 5 Manual de Práctcas de Laboratoro Hdrología superfcal 7 mo emestre