MANUAL EFECTO DE LA PRECIPITACIÓN EFECTIVA EN LA TORMENTA

Transcripción

1 MANUAL EFECTO DE LA PRECIPITACIÓN EFECTIVA EN LA TORMENTA Preparado por: Fredy Jipson Cueva Castillo. Dr. Fernando Rodrigo Oñate Valdivieso Efecto de la precipitación efectiva en la tormenta es una herramienta de cálculo del: Laboratorio Virtual de Hidrología Universidad Técnica Particular de Loja Ecuador

2 ÍNDICE Disclamer... 2 MANUAL EFECTO DE LA PRECIPITACIÓN EFECTIVA EN LA TORMENTA DATOS DE ENTRADA CALCULAR tc GRAFICAR HIDROGRAMAS RESULTADOS VARIACIÓN DE LA PRECIPITACIÓN EFECTIVA (Pe) BIBLIOGRAFÍA ciontormenta.aspx 1

3 Disclamer El autor no se responsabiliza por la aplicación que se le dé a la presente herramienta y/o por perjuicios directos o indirectos que se deriven del uso inadecuado de la misma. El mismo que ha sido desarrollado con fines investigativos, y su confiabilidad está aún en proceso de evaluación. El uso y aplicación del mismo queda bajo absoluta responsabilidad del usuario. Si durante la aplicación de la herramienta Efecto de la precipitación efectiva en la tormenta surgen inconvenientes, por favor informe sobre el problema a:fjcueva@gmail.como fronate.v@gmail.com. ciontormenta.aspx 2

4 MANUAL EFECTO DE LA PRECIPITACIÓN EFECTIVA EN LA TORMENTA 1.- DATOS DE ENTRADA Se procede a ingresar las características morfológicas y geométricas de la cuenca, estos parámetros son: área de la cuenca, longitud del cauce principal, pendiente media del cauce, duración efectiva y la precipitación efectiva o en exceso. Como a manera de ejemplo se tomará los siguientes valores: DATOS DE ENTRADA ÁREA DE LA CUENCA (Ac) = 23 Km 2. LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL (L) = 11 Km. PENDIENTE MEDIA DEL CAUCE (J) = 0.02 m/m. DURACIÓN EFECTIVA (de) = 2.75 h. PRECIPITACIÓN EFECTIVA (Pe) = 100 mm. Estos valores se los puede cargar directamente en: Luego de hacer click en este botón tenemos los datos de entrada: Figura 1. Panel que contiene los datos de entrada ciontormenta.aspx 3

5 2.- CALCULAR tc Para calcular el tiempo de concentración (tc) se hace click en: Luego de hacer click en este botón, este se deshabilita y presentará: Figura 2. Tiempo de concentración para diferentes fórmulas empíricas Como se observa en la (Fig.2), se tiene los resultados del tiempo de concentración (tc) aplicando cuatro fórmulas empíricas, estas ecuaciones son: Fórmula de Kirpich L tc S Donde: tc tiempo de concentración, ( h ). L longitud del cauce principal, (m). S Pendiente promedio del recorrido del cauce, (m/m). Fórmula Californiana (del U.S.B.R) L tc J 1/ ciontormenta.aspx 4

6 Donde: tc tiempo de concentración, ( h ). L longitud del cauce principal, (Km). J Pendiente promedio del cauce, (m/m). Fórmula de Giandotti tc 4 A c 1.5 L 25.3 J L Donde: tc tiempo de concentración, ( h ). A c Superficie de la cuenca, (Km 2 ) L longitud del cauce principal, (Km). J Pendiente promedio del cauce, (m/m). Fórmula de Témez L tc 0.3 J 1/ Donde: tc tiempo de concentración, ( h ). L longitud del cauce principal, (Km). J Pendiente promedio del cauce, (m/m). En la (Fig.2) se encuentran marcados con color azul los resultados del tiempo de concentración (tc) de estas formulas empíricas. En el casillero que tiene como nombre TIEMPO DE CONCENTRACIÓN DEFINITIVO (tc) (Fig.2), aparece por defecto el valor del tiempo de concentración con la fórmula de Kirpich. Si se requiere se podrá modificar el valor asignado TIEMPO DE CONCENTRACIÓN DEFINITIVO (tc) con cualesquiera de las otras formulas empíricas mostradas (Fig.2) o si también se determinó este tiempo de concentración por algún otro método diferente a los mostrados en el panel. ciontormenta.aspx 5

7 3.- GRAFICAR HIDROGRAMAS Para calcular y graficar los parámetros necesarios del HIDROGRAMA TRIANGULAR y el HIDROGRAMA DEL S.C.S se hará click en el botón. Luego de haber hecho click en este botón, este presenta los siguientes resultados: Figura 3. Parámetros necesarios para graficar el hidrograma Triangular y el hidrograma del S.C.S Para determinar los parámetros necesarios para la construcción de los hidrogramas se los determina mediante las siguientes ecuaciones: Tiempo de retraso (tr) tr 0.6 tc Tiempo pico (tp) ciontormenta.aspx 6

8 tp de tr 2 Tiempo base (tb) 8 tb 3 tp Caudal pico (Qp) 0.208* Ac * Pe Qp tp Donde: Qp Caudal pico, (m 3 /s). Ac Superficie de la cuenca, (Km 2 ). tp Tiempo pico, (h). Pe Precipitación (mm.) Figura 4. Parámetros del Hidrograma Triangular. Fuente: El autor ciontormenta.aspx 7

9 Con los parámetros del hidrograma triangular y las coordenadas del hidrograma unitario adimensional (Tabla 1), se llegara a obtener la gráfica del hidrograma del S.C.S Tabla 1. Coordenadas del Hidrograma unitario adimensional del SCS. t/tp Q/Qq t/tp Q/Qq Figura 5. Representación gráfica del hidrograma unitario adimensional del SCS. ciontormenta.aspx 8

10 4.- RESULTADOS Los resultados del hidrograma del S.C.S se presentan en el siguiente panel: Figura 6. Resultados del hidrograma del SCS. Como se observa (Fig. 6) se tiene los resultados para la Precipitación efectiva (Pe = 100 mm.) con su respectivo caudal pico, los tiempos y caudales del hidrograma; donde el tiempo (t) está dado en horas (h) y el caudal (Q) en (m 3 /s). Estos resultados son: RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN EFECTO DE LA PRECIPITACIÓN EFECTIVA EN LA TORMENTA HIDROGRAMA DEL S.C.S Pe(mm)= 100 Qp(m³/s)= t(h) Q(m³/s) ciontormenta.aspx 9

11 VARIACIÓN DE LA PRECIPITACIÓN EFECTIVA (Pe) Si se requiere comparar la simulación de los hidrogramas y el efecto que produce el cambio de la Precipitación efectiva (Pe) en la tormenta. Se debe variar el valor de la Precipitación efectiva (Pe) en los datos de entrada como en (Fig. 7): ciontormenta.aspx 10

12 Figura 7. Datos de entrada considerando la variación de la Precipitación efectiva (Pe) Para poder visualizar el cambio de la precipitación efectiva (Pe) se hace click en: Se tendrá los resultados para el cambio de precipitación efectiva (Pe), con los resultados de la precipitación efectiva anteriormente ejecutada. Figura 8. Resultados de la segunda variación de la Precipitación efectiva (Pe) ciontormenta.aspx 11

13 NOTA: La aplicación permite comparar o cambiar la precipitación efectiva (Pe) para un máximo de cinco variaciones. Figura 9. Resultados de las 5 simulaciones variando la Precipitación efectiva (Pe) ciontormenta.aspx 12

14 Los resultados del panel de la (Fig. 9) son: RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN EFECTO DE LA PRECIPITACIÓN EFECTIVA EN LA TORMENTA HIDROGRAMA DEL S.C.S Pe(mm)= Qp(m³/s)= t(h) Q(m³/s) Q(m³/s) Q(m³/s) Q(m³/s) Q(m³/s) ciontormenta.aspx 13

15 BIBLIOGRAFÍA: ciontormenta.aspx 14

16 Hidrología en la Ingeniería, Germán Monsalve Sáenz (2006) CAUDAL.pdf Fundamentos de Hidrología de superficie, Aparicio(1992) Hidrología aplicada, Ven Te Chow, ciontormenta.aspx 15