Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Civil # 42 Extensión Maturín Escuela de ingeniería civil (42). Cátedra: Hidrología
Profesor:
Realizado: Karysbel Jaramillo
Ing. Deyalen Cabrera
Humberto Alfaro Iván Padrón Víctor Biondi Andrés Ramírez Iván Morcuende
Maturín 17/8/2017
Índice Introducción ..................................................................................................... 3 1. Hidrometría Fluvial. ..................................................................................... 4 Importancia: ................................................... Error! Bookmark not defined. El uso de una información ordenada nos permite: ............Error! Bookmark not
defined. 2. Estación hidrométrica. ................................................................................. 5 2.1
Permanente: ......................................................................................... 5
2.2
Provisional: ........................................................................................... 5
3. Red hidrométrica: .................................................................................... 6 3.1
Puntos de Control. ................................................................................ 6
3.2
Registro................................................................................................ 6
3.3
Reporte. ............................................................................................... 7
3.4
Medición de agua. ................................................................................. 7
4. Clasificación de una red hidrométrica ........................................................ 7 5. Nivel de corriente. .................................................................................... 7 6. Gasto liquido. .............................................................................................. 8 7. Curva de gastos. ......................................................................................... 8 8. Limitaciones de la curva de gasto. .............................................................. 10 Conclusión ...................................................................................................... 11 Bibliografía...................................................................................................... 12
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Introducción. La hidrometría tiene como objetivo fundamental medir el volumen que se puede distribuir por medio de una fuente de agua en movimiento, también permite conocer los caudales que fluyen por ríos y canales de una fuente de agua, a lo largo del descubrimiento de la hidrometría se reconocen diferentes métodos para los procedimientos prácticos y significativos para cualquier cuenca hidrológica, lo cual estas estrategias son importante colocarlas en prácticas, no obstante la hidrometría es un paso importante para el desarrollo de la naturaleza, esta se encarga de mantener una estabilidad en las corrientes y los cauces de agua ya que por su naturaleza están sometidos a cambios continuos, este proceso hace que las corrientes de agua sean mucho más frecuentes, La hidrometría tiene como propósitos medir el agua, planear, ejecutar y procesar la información que se registra en un sistema de medición, a través del cual se puede conocer el agua disponible en la fuente y conocer el grado de eficiencia de la distribución.
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1. Hidrometría Fluvial. La hidrometría fluvial es una ciencia que trata de la medición y análisis del agua que fluye en las corrientes (ríos, quebradas, arroyos, caños) por medio de métodos, técnicas e instrumentos utilizados en la Hidrología. La Hidrometría se encarga de medir, registrar, calcular y analizar los volú menes de agua que circulan en una sección transversal de un río, canal o tubería; pertenecientes a un pequeño o gran sistema de riego en funcionamiento. El procesamiento de datos hidrométricos se refiere generalmente a los niveles, caudales y sedimentos (transporte y concentración), variables y parámetros de calidad del agua, incluyendo las características fisiográficas y morfométricas de los sistemas hídricos. Este procesamiento implica transformar los datos primarios en información para ser utilizada por los usuarios.
Importancia La hidrometría fluvial es de gran importancia para la predicción de crecidas (máximas alturas de agua), definir o delinear zonas con riesgo de inundación, estudios de sedimentación en ríos y para proyectar estructuras (puentes u otras obras hidráulicas).
El uso de una información ordenada nos permite: Dotar de información para el ajuste del pronóstico de la disponibilidad de agua. Mediante el análisis estadístico de los registros históricos de caudales de la fuente (río, aguas subterráneas, etc.), no es posible conocer los volúmenes probables de agua que podemos disponer durante los meses de duración de la campaña agrícola. Esta información es de suma importancia para la elaboración del balance hídrico, planificación de siembras y el plan de distribución del agua de riego. Monitorear la ejecución de la distribución. La hidrometría proporciona los resultados que nos permiten conocer la cantidad, calidad y la oportunidad de los riegos; estableciendo si los caudales establecidos en el plan de distribución son los realmente entregados y sobre esta base decidir la modificación del plan de distribución, en caso sea necesario. Además de los anteriormente la hidrometría nos sirve para determinar la eficiencia en el sistema de riego y eventualmente como información de apoyo para la solución de conflictos. 4
2. Estación hidrométrica. Estación en la cual se obtienen datos del agua, en los ríos, lagos y embalses, de uno o varios de los elementos siguientes: niveles, flujo de las corrientes, transporte y depósito de sedimentos y propiedades físicas, químicas y bacteriológicas del agua. La función de una estación hidrométrica es registras flujos de un curso de agua superficial en un rio. La estación por lo general trabaja en forma automatizada y continua mediante el uso de transductores de presión para medición de nivel de rio cada 15minutos. También puede ser que las mediciones sean solo manuales, en este caso se tendrán registros de niveles obtenidos por lectura directa del operador, acompañadas de la medición del caudal del rio por el método velocidadárea descrito, y en la frecuencia de tiempo que se considere adecuada (ejemplo. 3 veces al día). En cualquier de los casos, las lecturas manuales son necesarias en la etapa de construcción de la curva de descarga y, si se trata de una estación automatizada, las lecturas manuales son recomendables para poder compararlas con las lecturas registradas por el transductor. Por el tiempo de vida útil estimado de la estructura, se diferencian dos tipos de estaciones hidrométricas. Permanentes y provisionales.
2.1
Permanente:
Las estaciones hidrométricas permanentes por lo general son más costosas, pues implican la modificación de un tramo del cauce y la construcción de una estructura que incluya, además de la regla de medición manual y los transductores de presión, el enrocado, losa de fondo, muros y un vertedero para lograr una sección controlada que no se altere en el tiempo de vida útil estimado. Durante los trabajos de gabinete para el diseño y posterior construcción de una estación hidrométrica permanente, lo cual puede tomar varios meses, se recomienda la instalación de una estación de aforo provisional en el mismo sitio designado para la estación permanente, haciendo uso del método velocidad
2.2
Provisional:
Las estaciones hidrométricas provisionales son en comparación a las permanentes, mucho más económicas y fáciles de construir. Conservan los elementos mínimos necesarios para el registro de la información, que consisten 5
básicamente en una regla limnimetrica graduada de aluminio sujeta a un tubo de acero galvanizado empotrado con datos de concreto como anclaje a la orilla del lecho del rio.
3. Red hidrométrica: La red hidrométrica es el conjunto de estaciones de medición que se tiene dentro de un sistema que puede ser: de riego, hidrográfico o de agua potable. Este conjunto de estaciones debe ser planeado con la finalidad de determinar el caudal que circula en toda la red y conocer, en el caso concreto de un sistema de riego, cuáles son los caudales o volúmenes recibidos por el sistema, cuáles los entregados y cuáles los perdidos.
3.1
Puntos de Control.
Son los puntos donde se registran los caudales que pasan por la sección. Los puntos de control son de gran variedad de tipos, como: estaciones hidrométricas en el río, la presa de almacenamiento, las compuertas de la estructura de captación o de toma, las obras de toma del canal principal, las caídas, vertedero, medidor Parshall, etc.
3.2
Registro.
Es la colección de todos los datos que nos permiten cuantificar el caudal que pasa por la sección de un determinado punto de control. El registro de caudales y volúmenes de riego se ejecuta de acuerdo a las necesidades de información requeridas para la gestión del sistema. Los registros se efectúan en el momento de realizar el aforo o mediciones en miras o reglas, dependiendo del método de aforo. Dependiendo de la ubicación del punto de control, los registros obtenidos son:
Registro de los caudales en ríos de la cuenca hidrográfica. Registro de salidas de agua de los reservorios. Registro de caudales captados y que entran al sistema de riego. Registro de distribución de caudales de agua en canales del sistema de riego. Registro de caudales entregados para el riego en parcela.
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3.3
Reporte.
Es el resultado del procesamiento de un conjunto de datos obtenidos, en el cual normalmente una secuencia de caudales medidos se convierte en un volumen por período mayor (m3/día, m3/mes, etc.)
3.4
Medición de agua .
La medición del caudal o gasto de agua que pasa por la sección transversal de un conducto (río, riachuelo, canal, tubería) de agua, se conoce como aforo o medición de caudales. Este caudal depende directamente del área de la sección transversal a la corriente y de la velocidad media del agua.
4. Clasificación de una red hidrométrica Una red hidrométrica puede clasificarse de la siguiente manera:
Red mínima:
Es el mínimo número de estaciones hidrométricas con que debe dotarse a una cuenca para que refleje el estado real del régimen hídrico.
Red básica: Es la red mínima que satisface los requerimientos de información básica.
Red óptima:
Es la red que técnicamente en número es representativa y también económicamente rentable, y que proporciona información que explique la situación real del régimen hídrico en sus diferentes subcuentas.
5. Nivel de corriente. Nivel de corriente se denomina nivel del agua en una corriente (río, quebrada, arroyo, caño) o en un cuerpo de Agua (ciénaga, lago, laguna, embalse), a la elevación O altura de la superficie del agua en un Punto determinado, el cual está ligado topográficamente a un origen de referencia identificado con una cota arbitraria o al nivel medio del mar. La forma más sencilla y económica de medir los niveles del agua de un río, lago o quebrada, sin ser la más precisa, es la toma de datos mediante la lectura de instrumentos por parte del observador en horas fijas,
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establecidas por normas internacionales dictadas por la Organización. Curvas de gastos
6. Gasto líquido. Es la relación que hay entre el volumen de un líquido que fluye por un conducto y el tiempo que tarda en fluir, puede calcularse también si se considera la velocidad que lleva el líquido y se conoce el área de la sección transversal de la tubería. El gasto es el volumen de un líquido que atraviesa una sección de un conductor en un segundo. Al gasto, también se le denomina flujo y su símbolo es:
Q =Av donde, A= área del conductor, v = velocidad con que fluye. También al gasto se le denomina en algunas ocasiones rapidez o velocidad de flujo.
Para conocer el volumen del líquido que pasa por el punto 1 al 2 de la tubería, basta multiplicar entre si el área, la velocidad del líquido y el tiempo que tarda en pasar por los puntos. El caudal de un río es fundamental en el dimensionamiento de presas, embalses y obras de control de avenidas. Dependiendo del tipo de obra, se emplean los caudales medios diarios, con un determinado tiempo de recurrencia o tiempo de retorno, o los caudales máximos instantáneos. La forma de obtención de uno y otro es diferente y, mientras para los primeros se puede tomar como base los valores registrados en una estación de medición, durante un número considerable de años, para los segundos, es decir para los máximos instantáneos, muy frecuentemente se deben calcular a través de modelos matemáticos. La medición práctica del caudal líquido en las diversas obras hidráulicas, tiene una importancia muy grande, ya que de estas mediciones depende muchas veces el buen funcionamiento del sistema hidráulico como un todo, y en muchos casos es fundamental para garantizar la seguridad de la estructura.
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7. Curva de gastos. La curva de gastos de una estación hidrométrica es la expresión gra fica de la relación existente entre niveles del agua y los caudales de la corriente, generalmente en régimen permanente. Esta relación se puede determinar una vez se hayan obtenido aforos suficientes que representen toda la gama de variación de los niveles de la corriente de agua. La curva es aproximadamente parabólica, cuando su representación está en coordenadas lineales y con tendencia a recta cuando las coordenadas son logarítmicas; sin embargo, su forma puede presentar algunas irregularidades si la sección transversal es irregular, es decir, cuando las características geométricas de estas son inestables al cambio de las condiciones climáticas de la zona. Se observa, en la construcción de la curva de gastos de algunas estaciones, que la sucesión de datos conjugados de altura y caudal que resultan de una serie de valores directos ejecutados en el curso de las diversas fases de crecida o bajada subsecuente, se obtiene una curva en lazo Si una crecida modifica el cauce del río, la curva de gastos puede cambiar. La erosión y deposición de sedimento altera y cambia la forma del área de la sección transversal del cauce fluvial. El uso de una curva de gastos desactualizada produce estimaciones de caudal incorrectas. Además, al examinar los datos históricos es importante que la curva de gastos elegida fuera válida cuando se produjera el suceso histórico. El uso de una curva de gastos inadecuada produce estimaciones de caudal incorrectas. La curva de gastos se utiliza principalmente para determinar el caudal promedio para una determinada lectura de nivel. En este ejemplo, si el nivel es de 10 unidades por encima de la cota de referencia, el caudal será de 800 unidades.
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8. Limitaciones de la curva de gasto. Obtener la curva de gasto en un punto del río no es tarea simple pues si la medida del nivel del agua es algo muy sencillo, sin más que colocar un limnímetro en el propio cauce (regla graduada en cm que nos dice la altura del agua por simple observación), la medida del caudal es tan compleja que en la actualidad no existe forma precisa de realizarla: efectivamente, para medir el volumen de agua por unidad de tiempo (“caudal”, habitualmente expresado en m³/s ó l/s) que discurre por un sistema sólo conocemos un método preciso y totalmente directo: el método volumétrico. Hay que tener cuidado siempre que el nivel se acerque a los extremos máximo y mínimo del gráfico. Como el gráfico se crea a partir de valores observados, existen muy pocas observaciones para los eventos más extremos, como las crecidas importantes. Esto significa que es posible que las extrapolaciones realizadas para estimar los eventos más extremos excedan las capacidades de la curva de gastos y lleven a valores de caudal erróneos. Es también importante saber que cada curva de gastos es específica para un lugar en particular. A medida que la geometría del río cambia, también cambia la curva de gastos. Las curvas de gastos se deben utilizar sólo para el lugar específico en el cual se desarrolló la relación nivel-caudal correspondiente.
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Conclusión. La hidrometría permite conocer los datos de caudales y volúmenes de forma oportuna, también permite lograr una mayor eficiencia en la programación, ejecución y evaluación del manejo del agua en un sistema hídrico, el uso de una información hidrométrica ordenada dota de información a los pronósticos de la disponibilidad de agua, esta información es importante para elaborar el balance hídrico y planificar la distribución del agua de un sistema, la información hidrométrica determina la eficiencia en el sistema de riego y de apoyo para la solución de conflictos, además de la calidad de las aguas que se conducen, hay que saber también la cantidad y el comportamiento que presenta en diferentes estaciones a lo largo del tiempo, para terminar es de gran consideración decir que el agua es un elemento del cual se depende indispensablemente y además tiene múltiples aplicaciones que la ingeniería ha sabido utilizar para beneficio de la humanidad.
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Bibliografía 1) http://www.monografias.com/trabajos20/hidrometria/hidrometria.shtml#ixzz 4pdl9ccus 2) https://es.scribd.com/document/233543003/Hidrometria-Fluvial 3) http://www.hidromet.com.pa/educacion_hidrologico.php 4) http://docslide.com.br/documents/hidrometria-fluvial.html 5) https://prezi.com/0jne3uhbfyuc/gasto-de-un-liquido/
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