“
DE LA PROMOCIÓN DE LA INDUSTRIA RESPONSABLE Y DEL COMPROMISO CLIMÁTICO”
FACULTADDE E “FACULTADD
INGENIERÍA INGENIER ÍA CIVÍL”
CURSO: “HIDRAULICA URBANA II”
TEMA: “MÉTODO DE HORTON”
CATEDRÁTICO: ING. LUIS MIRANDA GUTIÉRREZ
- ARCE ROMERO JOHNNY. - HUARANCA SOLÓRZANO JUNIOR. - TIPISMANA ALVITES GERARDO. - VÁSQUEZ LAVARELLO DANILO.
VIII CICLO“A”
ICA, 15 DE MAYO DEL 2014
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” DE ICA
INTRODUCCION
Las características físicas de una cuenca son elementos que tienen una gran importancia en el comportamiento hidrológico de la misma. Dichas características físicas se clasifican en dos tipos
según su impacto en el drenaje: las que condicionan el volumen de
escurrimiento como el área y el tipo de suelo de la cuenca, y las que condicionan la velocidad de respuesta como el orden de corriente, la pendiente, la sección transversal, etc. Existe una estrecha correspondencia entre el régimen hidrológico y dichos elementos por lo cual el conocimiento de éstos reviste gran utilidad práctica, ya que al establecer relaciones y comparaciones de generalización de ellos con datos hidrológicos conocidos, pueden determinarse indirectamente valores hidrológicos en secciones de interés práctico donde falten datos o donde por razones de índole fisiográfica o económica no sea factible la instalación de estaciones hidrométricas. Por este motivo, la cuenca representa la unidad fundamental empleada en hidrología, el estudio de las cuencas permite mejorar la evaluación de los riesgos de inundación y la gestión de los recursos hídricos gracias a que es posible medir la entrada, acumulación y salida de sus aguas y planificar y gestionar su aprovechamiento analíticamente. Asimismo, se ha comprobado que las investigaciones a pequeña escala no son eficaces; si resuelven un problema concreto, suelen generar otros que afectan a un sector diferente del sistema hidrográfico. Por lo tanto, se considera que la administración integrada de las cuencas es el mejor método para el desarrollo de los recursos hidrológicos y la regulación de los ríos.
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DEDICATORIA El presente trabajo es dedicado a nuestros padres y familia, que con su apoyo incondicional hacen posible que sigamos este camino en nuestra vida universitaria, a Dios que nos guía en cada paso que damos para seguir adelante.
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CUENCA
Área de la superficie terrestre drenada por un único sistema fluvial. Sus límites están formados por las divisorias de aguas que la separan de zonas adyacentes pertenecientes a otras cuencas fluviales. El tamaño y forma de una cuenca viene determinado generalmente por las condiciones geológicas del terreno. El patrón y densidad de las corrientes y ríos que drenan este territorio no sólo dependen de su estructura geológica, sino también del relieve de la superficie terrestre, el clima, el tipo de suelo, la vegetación y, cada vez en mayor medida, de las repercusiones de la acción humana en el medio ambiente de la cuenca.
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PENDIENTE DE LA CUENCA
Con frecuencia nos basta con medir la pendiente media del cauce principal, pero en ocasiones necesitamos calcular la pendiente media de toda la superficie de la cuenca.Si estamos trabajando con un programa de SIG, como ArcView, y el programa dispone de un Modelo Digital del Terreno (mapa digital, con la cota de cada punto), entonces el cálculo de la pendiente media es inmediato. El problema es si no disponemos de más herramientas que un mapa topográfico, lápiz, una regla y mucha paciencia. La pendiente de la cuenca es un parámetro muy importante en el estudio de toda la cuenca, pues influye en el tiempo de concentración de las aguas en un determinado punto del cauce. La pendiente tiene relación importante y complejo con la infiltracion, la escorrentía superficial, la humedad del suelo, y la contribución del agua subterránea. Es uno de los factores que controla el tiempo de escurremiento y concentración de la lluvia en los canales de drenaje, y tiene una importancia directa en relación a la magintud de las crecidas. Existen diversos criterios para evaluar la pendiente de una cuenca, entre las que se puede citar: a.
Criterio de Horton
b.
Criterio de Nash
c.
Criterio de Alvord
d.
Criterio del Rectángulo Equivalente ORDEN DE LA CUENCA
El orden de las corrientes es una clasificación que proporciona el grado de bifurcación de la Cuenca. Para hacer esa clasificación se requiere un plano de la Cuenca que incluya tanto corrientes perennes como intermitentes. El procedimiento más común para esta clasificación es considerar como corriente de orden 1, aquellas que no tienen ningún
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tributario; de orden 2 a las que solo tienen tributario de orden 1; de orden 3, aquellas corrientes con 2 o más tributarios de orden 2, etc. Así, el orden de la Principal indicará la extensión de la Red de corriente dentro de la Cuenca.
En una copia del plano de delimitación de la cuenca que contiene curvas de nivel se procede de la siguiente manera. a) Siguiendo la orientación del dren principal se traza un reticulado de acuerdo al siguiente criterio:
Si la cuenca tiene una área igual o menor a 250 Km 2, es necesario formar un reticulado de por lo menos 4 cuadrados por lado
Si la cuenca tiene un área mayor de 250 km 2, es necesario aumentar el número de cuadrados del reticulado para mejorar la precisión del cálculo.
b) Se asocia, el reticulado así formando, un sistema de ejes rectangulares X e Y acotándose cada eje correspondiéndole una coordenada a cada línea de reticulado. c) A continuación se mide la longitud de cada línea del reticulado en las direcciones X e Y, contándose además el numero de intersecciones y tangencias de cada línea con las curvas de nivel de desnivel constante en las direcciones X e Y.
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d) Se evalúa las pendientes de la cuenca en las direcciones X e Y según las siguientes formulas:
En las que: Sx = pendiente de la cuenca en la dirección X Sy = pendiente de la cuenca en la dirección Y Nx = Número total de intersecciones y tangencias de la línea del reticulado con las curvas de nivel en la dirección X. Ny = Número total de intersecciones y tangencias de la línea del reticulado con las curvas de nivel en la dirección Y. D = Desnivel constante entre curvas de nivel Lx = Longitud total de la línea del reticulado comprendidas dentro de la cuenca en la dirección X Ly = Longitud total de la línea del reticulado comprendidas dentro de la cuenca en la dirección Y e) Se determina el ángulo θ entre las líneas del reticulado y las curvas de nivel para aplicar la ecuación de Horton y obtener la pendiente media “S” de la cuenca:
En la que: L = Lx + Ly N = Nx + Ny
La determinación de la Sec θ de cada intersección es muy laboriosa por lo que el mismo Horton sugiere tomar un valor promedio de 1,57. Cuando se requiere HIDRAULICA URBANA II
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comparar cuencas es práctica usual no considerar el valor de la Sec θ, o también
considerar como pendiente de la cuenca el promedio aritmético o geométrico de las pendientes Sx y Sy. El numero de las intersecciones y tangencias así como las longitudes de las líneas del reticulado pueden presentarse como se indica en el recuadro siguiente:
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MÉTODO DE HORTON:
Ejemplo n°1
Área = 2014.19Km2
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Tabla del resumen del método de Horton: METODO HORTON DETERMINACION DE LONGITUD DE INTERSECCION LINEA DE LAS PENDIENTES POR LINEA DE Y TANGENTES RECTA RETICULADO RETICULADO Nx Ny Lx Ly Sx Sy PROMEDIO 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Σ Σtotal=
0.00 0.00 15.00 20.00 14.00 28.00 21.00 24.00 38.00 21.00 31.00 21.00 38.00 22.00 19.00 17.00 19.00 14.00 2.00 18.00 0.00 20.00 0.00 2.00 0.00 0.00 197 207 404
0.00 0.00 34.15 41.49 42.45 44.31 46.29 41.23 51.90 35.18 53.91 33.19 56.15 39.57 56.72 44.16 45.70 38.66 13.54 31.29 0.00 26.76 0.00 18.50 0.00 0.00 400.81 394.34 795.15
0.2460
0.2620
Determinando la pendiente de la cuenca en cada dirección: Sx=197*0.5/400.81 Sx=0.246 Sy=207*0.5/394.34 Sy=0.262
Luego calculamos el promedio de la pendiente de la cuenca: Spromedio=((Nx+Ny)*0.5*1.57)/(Lx+Ly) Spromedio=0.3988 Spromedio= 39.88%
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0.3988
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Ejemplo n°2
Determinación de la pendiente de la cuenca del río Chillon. Desnivel Constante entre curvas de nivel: 500 m.
Ac= 808.87 km2
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Tabla de resumen del Método de Horton
Línea del Reticulado
Intersecciones
Longitudes
Nx
Lx
Ny
Ly
0
0
0
0
0
1
1
9
2
8,54
7,27
2
2
14
2
15,86
9,08
3
3
11
3
17,12
14,07
4
4
11
31
13,37
46,48
5
5
9
32
15,17
42,43
6
6
15
12
17,57
33,75
7
7
6
0
15,64
0
8
8
12
0
21,84
0
9
9
13
0
27,36
0
10
10
0
0
0
0
100
82
152,47
153,08
ΣParcial
182
Σtotal
305,55
Determinando la pendiente promedio de la cuenca: Sx = Nx. D / Lx
Sx=100*0.5/152.47
Sx=0.327
Luego: S promedio = (0.327+0.267)/2
S promedio = 0.297 = 29.7%
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Sy = Ny. D / Ly
Sy=82*0.5/153.08
Sy=0.267
