DETERMINACIÓN DE AVENIDAS MÁXIMAS
El método que se use dependerá de los siguientes factores: a) Disponibil Disponibilidad idad de datos datos hidrométrico hidrométricoss en el sitio de de la obra o cerca de ella. ella. b) De las dimension dimensiones es del proyecto proyecto y la magnitud magnitud de los daños daños que ocasionarí ocasionaría a el fracaso de de la obra. Considerando los factores enunciados para el proyecto de obras de e!cedencias en pequeñas presas o embalses definidos por un dique de altura con una capacidad inferior a "#####m$ y altura entre "# y "% metros &Dal'(é ##$) se presentan los siguientes casos: ") *in construccion construcciones es ni culti+os culti+os aguas aguas aba,o. aba,o. -a capacidad de la obra de e!cedencias en este caso puede estimarse por simple inspeccin de las huellas de aguas má!imas en el cauce en puentes alcantarillas o en sitios donde la obser+acin sea fácil y perfectamente delimitada. /ara la determinacin de la a+enida má!ima en este caso puede usarse el método de seccin y pendiente eligiendo un tramo recto del cauce de ## m de longitud apro!imadamente donde puedan obtenerse las secciones hasta las huellas de aguas má!imas. *e comparará el caudal así determinado con el que se obtenga al tomar un %0 del calculado por medio de la frmula de Creager que se e!pone más adelante. Este caudal má!imo será definiti+o si no se dispone de otros elementos de ,uicio. ) Con construccione construccioness y culti+os culti+os aguas aguas aba,o. aba,o. Como en el caso anterior comparar el +alor del método de la seccin y pendiente con el obtenido de tomar el %#0 del calculado por la frmula de Creager . En caso de poderse obtener los dos +alores el obtenido en el campo representa en forma más fidedigna las condiciones de a+enida má!ima sal+o en caso de estimaciones muy discutibles quedando a criterio y responsabilidad del ingeniero la eleccin final. ENVOLVENTES DE CREAGER
-a idea fundamental de este método es relacionar el gasto má!imo &1) con el área de la cuenca &2c). -a frmula de Creager para la 3En+ol+ente 4undial3 de escurrimientos es la siguiente: Q
[ ]
C
=
A
0.936 A
−
0.048
2.59
Donde: Q 5 6astos de la a+enida má!ima en m$7s. C 5 la *2(8 tiene e+aluado C para cada una de las $9 regiones hidrolgicas del país. A 5 rea de la cuenca en ;m.
-os +alores de C para las diferentes regiones hidrolgicas de nuestro país se reportan en el 2ne!o .
10. ANEXO 2.
Figura 8. Regiones hidrológicas de la República Mexicana uadro !. Regiones hidrológicas de la República Mexicana" #alores del coe$cien%e c de reager & 'o(r&. No.
RE)*ONE+ ,*-RO')*A+
/A'ORE+ -E REA)E
'O3R
1
Baja California Norte
30
665
Baja California Sur
2
161
3
Cuana *el Río Colora*o
1
5;0
4
NOROE+E
'#
35
13
'B
6
1A6A
ORR*ENE+ R*N*A'E+ Tijuana, Gpe., Sto. Domingo. Río !.".#. Sta. #na, $o #ngele, San Ga%riel, $ittle Tujunga, Ca&on' Sa( )it, Colora*o, Gila, +ta, S(eet Tinaja, San 4gnaio, San o7 *e Graia, San Gregorio, )uríima, Comon*8, Sto. Domingo, Sole*a*, Colora*o, Carrial, 9ulej7, Sta. Colora*o, Gila. Sonoita, Conepi=n, Sonora, Guama, 9atape, >a?ui, uerte, Sinaloa, 9oorito, C@io Ruí, Culian, San $oreno, !lota, Sala*o, )iatla, Euelite, )rei*io, Baluarte, $a Ca&a, #aponeta, Bejuo, San
E+A-O+ OMREN-* -O+ Baja California N. California "S#/. #riona "S#/ Baja California S. #riona "S#/
Sonora Sinaloa, C@i@ua@ua, Naarit
No. 5
5'#
No. 5'B 15 6 16 12 7
RE)*ONE+ ,*-RO')*A+
/A'ORE+ -E REA)E
7ENA -E' R8O
RE)*ONE+ ,*-RO')*A+
A'/A 7+7MA*NA A8F*O-E ENRO EN8N+7'A 47A;N 7ENA+ ERRA-A+ 7ENA -E'?@ONA R8O -E' NORE
'O3R 4
1A
20
/A'ORE E REA)E 16
'O3R 00
50
1060
10 3.2
351 10A
15
9O'+ON -EBala MA*M8
3
113
1A 2'B
7ENA+ ERRA-A+ -E' NORE ?@ONA +7R
6 1;
;6 3A3
0
E' +A'A-O
5
113
; 1
A8F*O +7R -7RAN)O
6 ;.
162A 13
6.;
116
7ENA+ -E 7ENA -E' R8O 7*@EO 4
+tolotepe, Tepetitln, Taran*auao, Tigre, $a $aja, Soatengo, Rí os: Cintal, Silao, Guanajuato, Tur%io,GrijalIa, Duero. "umainta. San Bla, uiila, #mea, Tomatln, C@umpan, )e*ro, Can*elaria, San NiolSan +uimala, )uriHai=n, C@ampot=n, on*o.Coa@uaana, Ci@uatln, #rmería, BraIo, Caa Gran*e, Sta. 9aría, !l No e tiene *ato por no eitir #ju@itln, #la@uitln, *e orriente uperHiale Cutamala, importania.Tam%aro, Río Balsa s y sus Afluentes: Naa, # uanaIal. #toa, 9iteo, Tlapaneo, #maua, Te eoauilo, Coula. #la?uine,4tapa, San $ui )otoí. +mitln, San eronimito, )etatln, Cou?uila, San $ui, RíoK San San )e*ro, Cuatimap7. Teoapan, er=nimo, Coua, Sa%ana, #toa, #JuenteK $a Saue*a, )apagao, !l Tunal, +jipa, Coapano, Santiago, Su@il. Sta. Catarina, Fer*e, )oana, Te@uantepe, De lo )erro, C@iapa, Sto. Río Euer7n*aro.
Guerrero, Durango +aaa
Río )anuo u #JuenteK !nrama*a, Tula, San uan *el Río.
97io, i*algo, Sa $ui )otoí
A'B
7ENA R8O San
32 A1
;26 2;3
61
1
Tamaulipa NueIo $e=n.
7ENA -E' R8O
11'B
62
150
1
)O'FO ENRO
5A
15A0
36
A33
36
A33
#tla, Tameí, )nuo, Tampa@e, Temia@ua, De la C@ara, )alo Gor*o, CarIajal, Tano@in, San 9iguel, 9ilpilla, Tempoal, 9oteuma, Tampa=n. Tupan, Caone, Teolutla, Nautla, Calipa, Sta. #na, Ba. ernn*e, u@i?ue, )latanar, #topan, $a #ntigua, amapa, iguera *el )ato. Rí os: )apaloapan, "ila, Blano.
1
9i@oan, 97io, Durango, )ue%la,
31
613 5A3
13
Naarit, alio, >uatn, Campe@e, Colima Ta%ao Euintana 9i@oan. C@i@ua@ua, Tea "S#/, Ne( 97io
135
3 1A
11'#
ORR*ENE+ R*N*A'E+
Río Lerma Y sus Afluentes:
alio, Naarit,
Tea "S#/, 97io, Ditrito C@i@ua@ua e*eral. Coa@uila, NueIo i*algo. $e=n, Tamaulipa,
11
Fer*e, u@ipilo, Bola&o, uanomota.
E+A-O+ OMREN-* -O+
Sor*o, lori*o,Cuautitln, San )e*ro,Tlalnepantla, BraIo, Con@o. C@uru%uo, *e la 9ag*alena. BraIo, San Diego, Sala*o, San Río 9ettitln. uan, #rroo )into. No e tiene *ato por no eitir Cama@o orriente)uriHai=n, uperHialeSan *e ernan*o Soto la 9arina.
A'# 3
5 10
Río Santiago y sus Afluentes:
Río Balsas y s us Afluentes:
1; 2'#
:
ORR*ENE+ R*N*A'E+
7ENA -E' R8O AA'OAAN )O'FO +7R
A
Guanajuato, San $ui )otoí, Euer7taro, i*algo, Feraru, Tamauli a Feraru )ue%la. Feraru, +aaa )ue%la. Feraru, Ta%ao
MÉTODO DE LAS HUELLAS MÁXIMAS
Este método se utiliigura %). Figura !. Ele6en%os de una sección %rans#ersal.
*eg=n la frmula de Manning la +elocidad es:
Donde: R 5 (adio hidráulico m. *f 5/endiente de la línea de energía específica. n 5 Coeficiente de rugosidad de Manning De la ecuacin de continuidad se tiene que: 15?@2 Donde: Q 5 6astos de la a+enida má!ima en m$7s. A 5 área hidráulica m. V 5 +elocidad m7s. Atili
FÓRMULA RACIONAL
Este método asume que el má!imo porcenta,e de escurrimiento de una cuenca pequeña ocurre cuando la totalidad de tal cuenca está contribuyendo al escurrimiento y que el citado porcenta,e de escurrimiento es igual a un porcenta,e de la intensidad de llu+ia promedioB lo anterior se e!presa mediante la siguiente frmula:
Donde: Qp 5 gasto má!imo m$7s. Ce 5 coeficiente de escurrimiento adimensional I 5 intensidad má!ima de llu+ia para un período de retorno dado mm7h. Ac 5 área de la cuenca ha. 360 5 factor de a,uste de unidades . Es el gasto má!imo posible que puede producirse con una llu+ia de intensidad I en una cuenca de área y coeficiente de escurrimiento Ce, que e!presa la fraccin de la llu+ia que escurre en forma directa. MÉTODO RACIONAL MODIFICADO
-a modificacin al método racional consiste en utili
Donde: Q 5 escurrimiento má!imo en m$7s. Ce 5 Coeficiente de escurrimiento. P 5 -lu+ia de diseño para un período de retorno dado en cm. A 5 área de la cuenca en ha. Intensidad máxima de lluvia
El cálculo hidrolgico de la a+enida de diseño en estructuras cuya cuenca es pequeña como son: presas de almacenamientoB deri+acin o control de a+enidasB alcantarillas y puentes pequeñosB obras de drena,e agrícola y urbano se deberá basar el análisis en la informacin disponible sobre llu+ias má!imas de la ) son básicas en todo análisis hidrolgico para la estimacin de a+enidas má!imas por métodos empíricos e hidrolgicos. En la actualidad ya se cuenta con las cur+as D> de todo el país editadas por la *ecretaría de Comunicaciones y ransportes &*C) y se encuentran disponibles en su portal de internet.
Figura C. ur#as *n%ensidadD-uraciónDFrecuencia ?*-F.
Tiempo de concentración
/ara poder hacer uso de las cur+as D> es necesario conocer el tiempo de concentracin de la llu+ia que se define como el tiempo que pasa desde el final de la llu+ia neta hasta el final de la escorrentía directa. (epresenta el tiempo que tarda en llegar al aforo la =ltima gota de llu+ia que cae en el e!tremo más ale,ado de la cuenca y que circula por escorrentía directa. /or lo tanto el tiempo de concentracin sería el tiempo de equilibrio o duracin necesaria para queB con una intensidad de escorrentía constanteB se alcance el caudal má!imo. El tiempo de concentracin se calcula mediante la ecuacin:
Donde: tc5 tiempo de concentracin h. - 5 longitud del cauce principal de la cuenca m. v 5 +elocidad media del agua en el cauce principal m7s. -a +elocidad promedio se obtiene di+idiendo la longitud del cauce en tramos de características similaresB para ello se pueden aplicar los +alores del Cuadro $.
Ftra manera de estimar el tiempo de concentracin es mediante la frmula de ;irpich.
Donde: tc 5 tiempo de concentracin h. S 5 pendiente del cauce principal. L 5 longitud del cauce principal m.
MÉTODO VOLUMÉTRICO
El método consiste en medir el tiempo en que se llena un recipiente de +olumen conocido y el gasto se determina con la siguiente e!presin:
Donde: Q 5 gasto l7s. V 5 +olumen del recipiente l. t 5 tiempo en que se llena el recipiente s.
Gibliografía: Consulta directa *262(/2
