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Determinación de de Caudales Máximos con el Método Racional
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Inicio / Inicio / Determinación de Caudales Caudales Máximos Máximos con el Método Racional 12 Comentarios | EditorIngCivil uno de los más más utilizados para la estimación del caudal máximo asociado a determinada lluvia de El Método Racional es uno de diseño. Se utiliza normalmente en el diseño de obras de drenaje urbano y rural. Y tiene la ventaja de no requerir de datos hidrométricos para la Determinación de Caudales Máximos.
La expresión utilizada por el Método Racional es:
Donde: Q:Caudal máximo [m3/s]
Coeficiente de escorrentía, en este Tutorial encontrarás Tutorial encontrarás algunos C:Coeficiente valores para cuencas cuencas Rurales y Urbanas. de Diseño, con duración igual al tiempo de I:Intensidad de la Lluvia de concentración de la cuenca cuenca y con frecuencia igual al período de retorno seleccionado para el diseño (Curvas (Curvas de I-D-F) I-D-F) [mm/h] A:Área de la cuenca. [Ha]
Entre las limitaciones destacadas por algunos autores acerca del Método Racional se pueden referir:
Proporciona solamente un caudal pico, no el hidrograma de creciente para el diseño. Supone que la lluvia es uniforme en el tiempo (intensidad constante) lo cual es sólo cierto cuando la duración de la lluvia
es muy corta. El Método Racional también supone que la lluvia es uniforme en toda el área de la cuenca en estudio , lo cual es parcialmente válido si la extensión de ésta es muy pequeña. Asume que la escorrentía es directamente proporcional a la precipitación (si duplica la precipitación, la escorrentía se duplica también). En la realidad, esto no es cierto, pues la escorrentía depende también de muchos otros factores, tales como precipitaciones antecedentes, condiciones de humedad antecedente del suelo, etc. Ignora los efectos de almacenamiento o retención temporal del agua escurrida en la superficie, cauces, conductos y otros elementos (naturales y artificiales). Asume que el período de retorno de la precipitación y el de la escorrentía son los mismos , lo que sería cierto en áreas impermeables, en donde las condiciones de humedad antecedente del suelo no influyen de forma significativa en la Escorrentía Superficial. Pese a estas limitaciones, el Método Racional se usa prácticamente en todos los proyectos de drenaje vial, urbano o agrícola, siempre teniendo en cuenta que producirá resultados aceptables en áreas pequeñas y con alto porcentaje de impermeabilidad, por ello es recomendable que su uso se limite a Cuencas con extensiones inferiores a las 200 Ha.
Veamos ahora la aplicación del Método Racional con un ejemplo: Se desea determinar, empleando la fórmula Racional, el caudal máximo en una cuenca con los usos de tierra presentados y para un período de retorno de 25 años. El análisis morfométrico de la cuenca arroja los siguientes resultados: Área =125 Ha Longitud del Cauce Principal =1.350 m Cota Máxima Cauce Ppal=965 msnm Cota Mínima Cauce Ppal =815,75 msnm
El estudio de frecuencias para las intensidades máximas arrojó la siguiente expresión para las curvas de Intensidad-DuraciónFrecuencia en la región:
con: I[mm/hr],Tr[años] y D[min]. En este caso se ha optado por representar la Relación Intensidad-Duración-Frecuencia del Área en Estudio a través de un ajuste Matemático de las Curvas Disponibles.
Por lo general tendremos que tomar, de forma gráfica, el valor de Intensidad utilizando las Curvas Regionales. Determinación del Coeficiente de Escorrentía Ponderado
Dada la presencia de diferentes usos de tierra en la cuenca es necesario establecer el Coeficiente de Escorrentía Ponderado en función de las áreas. Ésto lo estudiamos en el Ejemplo presentado al final de este Tutorial, en el cual el valor del Coeficiente de Escorrentía Ponderado resultó en 0,46. Determinación de la Duración de la Lluvia.
Para la obtención de la Intensidad de Diseño es necesario conocer la duración de la lluvia asociada. Para ello, el Método Racional supone que la duración de la lluvia será igual al Tiempo de Concentración de la Cuenca en Estudio , el cual es el tiempo que se tarda una gota de agua en recorrer el trayecto desde el punto más alejado de ella hasta el punto en consideración (punto de definición de la cuenca). Para la determinación del Tiempo de Concentración existen diferentes expresiones, entre las que destacada la Ecuación de Kirpich:
Para la cual contamos con la longitud del cauce, restando establecer su pendiente:
Con este valor tendremos:
Será este valor y el período de retorno especificado de 25 años, con el cual podremos establecer el valor de la intensidad de diseño con la ecuación suministrada:
De aquí, aplicando la Fórmula del Método Racional, se tendrá que el caudal máximo en la cuenca será de:
Como vemos del ejemplo anterior, la aplicación del Método Racional es más bien sencilla, de allí su extendido uso. Categorías: Hidrología Etiquetas: Caudal Máximo Cuenca, Coeficiente de Escorrentía, Hidrología, Hidrología
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1. OSCAR LARA03-24-2012
los trabajos en esta web son bastante excelentes sigan proporcionando este tipo de informacion. GRACIAS. Responder
2. Andres Navarro04-08-2012
Excelente la informacion sigan adelante con el trabajo!!! Responder
3. diego s06-13-2012
me sirvio de mucho para complementar mis conocimientos gracias Responder
4. geofisica10-25-2012
Estimado Me agradó la forma en que aborda sobre el tema. Volveré regresando esta web Responder
5. martin zamarripa11-04-2012
Muchas gracias por la Informacion quería pedirte de favor si es posible saber cual es paso a paso para elaborar un estudio hidráulico y un hidrológico. Gracias de ante mano Responder
EditorIngCivil 11-06-2012
Qué tal Martín. El paso a paso que tu pides dependerá del tipo de estudio hidrológico/hidráulico que se desea realizar. Así que resulta difícil plantearlo por esta vía. Saludos Responder
6. luisa01-17-2013
Hola, creo que calculaste mal el Qmax, ya que tomaste la longitud que no era…. Igual muchas gracias por el tutorial! Responder
EditorIngCivil 01-17-2013
Cierto Luisa, realmente lo que estaba malo era el valor del enunciado. Ya está corregido. Gracias y Saludos. Responder
7. Estuardo Jerez 10-25-2013
Que buena infoirmación. Muchas gracias Responder
8. juan pablo05-14-2014
Buena información Responder
9. Anibal González 10-21-2014
Muy buenos los ejemplos, sencillos y entendibles, sigan adelante. Responder
10. raul 03-13-2015
me gusto gracias por el aporte Responder Deja un Comentario
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