HIDROGRAMA UNITARIO DEL SCS.docx

HIDROGRAMA UNITARIO DEL SCS

Un hidrograma es una gráfica continua tiempo contra gasto (volumen / unidad de tiempo) producido por una lluvia de cualquier magnitud para una duración específica. Un hidrograma puede ser el resultado de un proceso de aforos en un río.

Componentes de un hidrograma

• Flujo superficial ó scurrimiento directo (pudiendo incluir interflujo) • Flujo !ase o Flujo su"terráneo somero

¿De ue es resu!tado e! hidrograma"

l hidrograma hidrograma es la #huella #huella digital$ digital$ de la cuenca % #captura$ la relación lluvia&escurrimiento en una cuenca % es el resultado de' • ondiciones meteorológicas • ondiciones fisiográficas  • ondiciones de usos del suelo #a$tores C!im%ti$os ue In&!u'en en e! hidrograma

 • ntensidad de la lluvia • *uración de la lluvia • *istri"ución espacial de la lluvia so"re la cuenca #a$tores #isiogr%&i$os ue In&!u'en en e! hidrograma

• +ama,o +ama,o % forma del área drenada • *istri"ución de la red de corrientes • -endientes de laderas % cauces • lmacenamientos naturales o artificiales que amortiguan avenidas

La in&!uen$ia de! Uso de! Sue!o en e! hidrograma

• a presencia o ausencia de cu"ierta vegetal (ur"ani0ación) reduce o incrementa las velocidades con que se mueve el agua en la cuenca influenciando el gasto pico. • a cu"ierta vegetal incrementa la cantidad de agua infiltrada en el cantidad de agua infiltrada en el suelo • a vegetación intercepta lluvia luvia !ruta 1 lmacenamiento en depresiones 2 evaporación 2 infiltración 2 escurrimiento superficial luvia 3ceso 1 luvia !ruta 4 (infiltración 2lmacenamiento en depresiones) luvia 3ceso 1 luvia !ruta 4 p5rdidas 6 lmacenamiento amortiguador puede ser incluído en escurrimiento superficial7 8 % 8+ despreciadas. luvia 3ceso o scurrimiento *irecto o luvia fectiva 1 luvia !ruta 4 infiltració Finalmente el contingente más grande de las p5rdidas será formado por la infiltración. Supuestos de! Hidrograma Unitario (Apari$io) p* +,-.

3cesos de luvia de igual duración producen hidrogramas con tiempos "ases equivalentes sin importar la intensidad de la lluvia as ordenadas del escurrimiento directo para una tormenta de una duración dada se suponen directamente proporcionales (lineales) a los vol9menes de e3ceso de lluvia. -or lo tanto el do"le de e3ceso de lluvia produce el do"le de las ordenadas del hidrograma. :uperposición de causas % efectos. l hidrograma que resulte de un periodo de lluvias puede superponerse a hidrogramas resultantes de lluvias previas o posteriores. M/todos para determinar e! Hidrograma Unitario

:int5ticos 4 :oil onservation :ervice (::) ó m5todo del n9mero de curva' -ara cuencas no aforadas; se usan las características generales de las cuencas (p. ej. tiempo de concentración); por  lo que se utili0an formulas empíricas; son para duraciones efectivas críticas. #uente0 Manua! Drena1es In2ias

l hidrograma unitario sint5tico del :: es el hidrograma unitario adimensional desarrollado por  8ictor ?@A. ste hidrograma fue estudiado con "ase en el análisis de un gran n9mero de hidrogramas unitarios naturales de un amplio rango de tama,os de ho%as hidrográficas % sitios geográficos. -ara calcular el tiempo de desfase de la ho%a hidrográfica; el m5todo del :: usa los dos m5todos siguientes' (>) el m5todo de n9mero de curva B (C) el m5todo de velocidad.

En e! m/todo de! n3mero de $ur2a CN ; el tiempo de desfase se e3presa a trav5s de la siguiente

fórmula'

*onde' +c' +iempo de concentración; en horas (h). B' B9mero de curva del ::. ' ongitud del cauce principal; en metros (m). :' -endiente del cauce principal; en metros por metro (m/m). a ecuación está restringida a n9meros de curva B en un rango de @A a ?@. En e! m/todo de !a 2e!o$idad)  la corriente principal se divide en tramos % se estima el caudal de

creciente para dos a,os de período de retorno (o alternativamente a cauce lleno). n ciertos casos; puede ser desea"le utili0ar caudales correspondientes a períodos de retorno de >A a,os o más. :e calcula la velocidad promedio; % el tiempo de concentración de cada tramo se calcula usando la longitud de los diferentes tramos de la corriente. a suma del tiempo de concentración de todos los tramos es el tiempo de concentración de la ho%a.

. l tiempo de desfase se estima como sigue'

*onde' tl' +iempo de desfase; en horas (h). tc' +iempo de concentración; horas (h). a e3periencia del :: ha mostrado que esta relación es típica en ho%as de mediano tama,o. n el m5todo del ::; la relación del tiempo al pico tp % la duración de la lluvia efectiva tr se fijan así'

sta ecuación es cercana a la relación de :n%der de D. :uponiendo; por simplicidad; una precipitación efectiva uniforme; por definición el tiempo al pico tp es igual a'

liminando tr de las ecuaciones anteriores; se llega a'

-or consiguiente'

%'

-ara deducir la fórmula del caudal pico del hidrograma unitario del ::; se utili0ó la relación +"t /tp1E/ en la ecuación GC.HCI; llegando a'

n el sistema m5trico; la fórmula del caudal pico es'

*onde' Jp' audal pico del hidrograma unitario para > mm de precipitación efectiva; en metros c9"icos por  segundo (m/s).  ' Krea de drenaje de la ho%a hidrográfica; en =ilómetros cuadrados (=m C). tp' +iempo al pico; en horas (h). *adas las ecuaciones GC.EI % GC.ELI; el tiempo al pico puede ser calculado fácilmente. Una ve0 se han determinado t p % J p; el hidrograma unitario curvilíneo adimensional del :: (Figura C.? % +a"la C.>>) se utili0a para calcular las ordenadas del hidrograma unitario. a forma del hidrograma unitario adimensional del :: está más de acuerdo con hidrogramas unitarios que pueden ocurrir en la naturale0a que con la forma triangular (+ "t/tp 1 E/) utili0ada para desarrollar el valor del caudal pico. l hidrograma unitario adimensional del :: tiene un valor de + "/tp 1 @. 8alores de las ordenadas del hidrograma unitario adimensional del ::; arregladas en intervalos de A.C (t/t p); están dados en la +a"la C.>>.

ntentos para e3tender el rango de aplica"ilidad del m5todo del :: han conducido a la variación de la relación +"t/tp. :e puede demostrar que la relación p del volumen al pico (volumen "ajo el lado creciente del hidrograma unitario triangular) % el volumen del hidrograma unitario triangular es el valor recíproco de la relación +"t/tp. n el caso del hidrograma unitario sint5tico estándar del ::; +"t/tp1E/ % p1/E. n t5rminos de p; la ecuación se puede e3presar como sigue'

o cual convierte el m5todo del :: en un modelo de dos parámetros; como el m5todo de :n%der; con lo que se aumenta su fle3i"ilidad. +a"la C.>>.Mrdenadas del hidrograma unitario adimensional del ::

E1emp!o de Ap!i$a$i4n

:e tiene una ho%a con las siguientes características' N Krea' >E.E =m C N ongitud del cauce principal' EEDH m N -endiente del cauce principal' A.A>C m/m N B9mero de curva B' EA So!u$i4n

omo primer paso se halla el tiempo de desfase de la ho%a hidrográfica; utili0ando la formula mencionada anteriormente'

-osterior a esto se de"e calcular el tiempo al pico; tp'

omo siguiente paso se calcula el caudal pico'

  partir de los valores o"tenidos para tp % Jp; se halla el hidrograma unitario multiplicando los valores dados en la +a"la C.>>7 al reali0ar esto se encuentra el siguiente hidrograma'