PARAMETROS GEOMORFOLOGICOS DE UNA CUENCA HIDROLOGICA: Los parámetros geomorfológicos que describen la f isiografía o comportamiento hidrológico de una cuenca hidrológica, son:
a) Área de la Cuenca (A): Superficie de la cuenca comprendida por la línea cerrada del divortio aquarum; contribuye a la escorrentía superficial y de acuerdo a su tamaño, puede catalogarse como grande o pequeña.
b) Perímetro de la Cuenca (P): Es la longitud de la línea de divortio aquarum.
c) Ancho promedio de la Cu enca (B): Es la razón entre el área de la cuenca y la l ongitud del cauce principal.
B= A/L
d) Factor de Forma (F): Parámetro adimensional que relaciona el ancho promedio y la longitud del cauce principal y mide la tendencia de la cuenca hacia las crecidas. Un factor de forma bajo, indica que una cuenca es menos propensa a tener gastos de avenidas intensos que Otra que tenga el mismo tamaño pero de factor de forma mayor.
F=B/L
Ejemplo, para la cuenca que tiene el factor de forma F2 existe mayor posibilidad de tener una tormenta intensa simultánea, sobre toda la extensión de la cuenca.
e) Coeficiente de compacidad (Kc): Parámetro adimensional que relaciona el perímetro de la cuenca y el perímetro de un círculo de igual área que la de la cuenca. Está estrechamente relacionado con el tiempo de concentración de la cuenca.
Generalmente, cuencas extensas tienen la forma de pera y las pequeñas forma de abanico, pero estas denominaciones descriptivas deben evitarse y más bien emplear parámetros con base en la cuantificación. FORMAS DE LA CUENCA DE ACUERDO AL COFICIENTE DE COMPACIDAD
f) Curva Hipsométrica: Es la curva que puesta en coordenadas rectangulares, representa la relación entre la altitud, y la superficie de la cuenca que queda debajo o sobre esa altitud. Para construir la curva hipsométrica, se utiliza un mapa con curvas a nivel.
Curva Hipsométri ca 3450.00 3400.00 s 3350.00 o r t e 3300.00 m n 3250.00 e d u 3200.00 ti tl A 3150.00
3100.00 3050.00 0 .0 0
2 0 .0 0
4 0 .0 0 Ar ea Ac um % (-)
6 0 .0 0
8 0 .0 0 Ar ea Ac um % (+)
1 0 0 .0 0
1 2 0 .0 0
La curva comúnmente usada es aquella que representa el área sobre esa altitud.
g) Polígono de frecuencias de altitudes: Es la representación gráfica, de la distribución en porcentaje, de las superficies ocupadas por diferentes altitudes. Polígono de frecuenci as de áreas parciales
3391.88 3375.00 3350.00 3325.00 3300.00
) m 3275.00 n s m 3250.00 ( d 3225.00 tu i lt A
3200.00 3175.00 3150.00 3125.00 3100.00 3080.00 0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
Areas parciales (%)
h) Altitud media (Hm): Es la altitud media en (la curva hipsométrica. Está relacionada con la magnitud de lámina de precipitación en la cuenca.
Hm
a
i
*
zi
A
Donde: ai : Área entre curvas a nivel zi : Altura promedio entre curvas a nivel. A : Área total de la cuenca. i) Altitud más frecuente (H*): Es la altitud correspondiente a la máxima abscisa en la curva de frecuencia de altitudes.
RELIEVE DE LA CUENCA Se define mediante los parámetros: coeficiente de masividad y coeficiente orográfico. a) Coeficiente de masividad (Cm): Es la relación entre la altitud media del relieve y la superficie proyectada. La altitud media se obtiene de la curva hipsométrica y el área proyectada mediante un planimetrado. Cm=H/A
El coeficiente de masividad crece, mientras que la al tura media del relieve aumenta y la superficie de la cuenca disminuye. Por lo que toma valores bastante grandes para cuencas muy pequeñas y montañosas; disminuyendo para cuencas extensas y de baja pendiente.
b) Coeficiente Orográfico (Co): Es el producto entre la altitud media y el coeficiente de masivid ad Co=H²/A
ORIENTACION DE LA CUENCA Determina la cantidad de sol que recibe durante el día y el ángulo de incidencia de los rayos solares sobre la cuenca. Las cuencas con orientación N-S es decir, aquellos cuyo cauce principal corre hacia el norte o hacia el sur no reciben insolación uniforme en las dos vertientes durante el día; en cambio las cuencas con orientación E - O, es decir, aquellos cuyo cauce principal corre hacia el este o hacia el oeste reciben insolación en las dos vertientes durante todo el día. Esto influye en la evaporación y transpiración.
FISIOGRAFIA DE LA RED HIDROGRAFICA El estudio de la fisiografía de la red hidrográfica es importante para estudiar los escurrimientos sobre todo, cuando no se dispone de información cuantitativa de los factores hidrometereológicos. La forma de la red hidrográfica corresponde a la distribución o arreglo geométrico de los tributarios que la conforman.
CUENCA HIDROLOGICA
Parametros Geomorflógicos Los principales parámetros geomorfológicos que describen la fisiografía de la red de drenaje de la cuenca son: •
•
- Número de orden - Relación de confluencias
•
- Relación de longitudes
•
- densidad de drenaje, etc.
LEYES DE HORTON Primera Ley: Relación de confluencias (rc) Para una cuenca determinada, el número de ríos de cada orden forma una serie geométrica inversa cuyo primer término es la unidad y la razón es la relación de confluencias. La relación de confluencias se obtiene divi diendo el número total de ríos de cierto orden por el número total de ríos de orden inmediatamente superior. La relación de confluencias promedio es el valor representativo de la cuenca y es un indicador de la potencialidad erosiva y de la rapidez de escurrimiento superficial. A mayor valor, mayor capacidad de erosión y de escurrimiento superficial.
Segunda Ley: Relación de longitudes (rL) La relación de longitudes se obtiene dividiendo la longitud media de los ríos de cierto orden por la longitud media de los ríos de orden inmediatamente inferior. El promedio de la relación de longitudes es el valor representativo de la cuenca, el mismo que también está relacionado con la potencialidad erosiva y la magnitud de escurrimiento superficial.
Tercera Ley: Densidad de Drenaje (D) La densidad de drenaje se usa para caracterizar cuantitativamente la red hidrográfica de la cuenca, a la vez que establece el grado de relación entre el tipo de red de drenaje y la causa de escurrimiento. La densidad de drenaje se define como la relación entre la longitud de todos los cursos de la cuenca y su área correspondiente.
PENDIENTE DE LA CUENCA 1. Criterio Alvord: Analiza la pendiente existente entre curvas de nivel, trabajando con la faja definida por las líneas medias que pasan entre las curvas de nivel, Para una de ellas la pendiente es (Fig. 1):
2. Criterio Horton: Consiste en trazar una malla de cuadrados sobre la proyección planimétrica de la cuenca orientándola según la dirección de la corriente principal. Si se trata de una cuenca pequeña, la malla llevará al menos cuatro (4) cuadros por lado, pero si se trata de una superficie mayor, deberá aumentarse el número de cuadros por lado, ya que la precisión del cálculo depende de ello. Una vez construida la malla, en un esquema similar al que se muestra en la Fig. 2, se miden las longitudes de las líneas de la malla dentro de la cuenca y se cuentan las intersecciones y tangencias de cada línea con las curvas de nivel.
3. Criterio Nash: Actuando en forma similar al criterio de Horton, se traza una cuadrícula en el sentido del cauce principal (Fig. 3), que debe cumplir la condición de tener aproximadamente 100 intersecciones ubicadas dentro de la cuenca. En cada una de ellas se mide la distancia mínima (d) entre curvas de nivel, la cual se define como el segmento de recta de menor longitud posible que pasando por el punto de intersección, corta a las curvas de nivel más cercanas en forma aproximadamente perpendicular. La pendiente en ese punto es:
4. Criterio del rectángulo equivalente. Con este criterio, para hallar la pendiente de la cuenca, se toma la pendiente media del rectángulo equivalente es decir:
S = pendiente de la cuenca. H = desnivel total L = lado mayor del rectángulo equivalente
Precipitación Son todas las formas de humedad caídas directamente sobre el suelo en estado líquido o sólido. (Cuadrat, 1997). Formas de precipitaciones: Lluvia (forma de gotas) Nieve (estado cristalino) Granizo (granos de hielo) • • •
Formación de la Precipitación Requiere el ascenso de una masa de aire en la atmósfera, de tal manera que esta se enfría y se condensa para formar la lluvia.
Formación de la Precipitación
Mecanismos del ascenso de la masa de aire Convectivo: el intenso calor de aire en la superficie, el cual conduce a la expansión y elevación del aire. •
•
Elevación por frentes: frentes calientes y frentes fríos.
Orografico: la masa de aire se eleva al encontrar las montañas para avanzar sobre de ellas. •
Mecanismos del ascenso de la masa de aire
Condiciones para que se srcinen precipitaciones 1. Ascenso del aire y su enfriamiento. 2. Condensación del vapor de agua y formación de nubes. 3. Fuerte concentración de humedad. 4. Crecimiento de las gotitas de agua de las nubes. Formación de gotas de agua Partículas de vapor de agua (condensación), proceso llamado coagulación. Las causas de la unión de gotitas son:
La turbulencia del aire La distinta velocidad de caída La atracción hidrodinámica La atracción eléctrica entre ella
Caracterización de las lluvias Cantidad: La precitación se expresa como altura de agua recogida en mm o l / m2. Intensidad: Es la cantidad de lluvia caída por intervalo de tiempo. Se expresa como mm/día, mm/h. Duración: Está dada por el tiempo trascurrido entre la iniciación y el término de una lluvia, generalmente se expresa en mi nutos.
Frecuencia: intensidad. números de veces en que se repite una lluvia de determinada Variabilidad: Son las diferencias de precipitaciones a través del tiempo.
MEDICION DE PRECIPITACIONES Instrumentos de medida:
Pluviómetros: Cantidad de lluvia en un episodio. Pluviógrafos: Distribución de la lluvia con el tiempo (intensidad de la precipitación). Nivómetros: Parecidos a los pluviómetros. Radar: Define la forma y la evolución espacial y temporal de la lluvia. Y puede medir una aproximación de la intensidad de la l luvia en el aire.
PLUVIOMETROS
PLUVIOGRAFOS
PLUVIOGRAFOS
El gráfico obtenido directamente con la plumilla o representando los datos digitales, se denomina pluviograma, y refleja la precipitación acumulada en función del tiempo. La pendiente del gráfico obtenido en el pluviógrafo nos permite calcular la intensidad de precipitación en cada momento.
Pluviograma de registro cuando la aguja asciende
Pluviograma de registro cuando la aguja asciende
Representación Gráfica
Representación Gráfica
Determinación de la Precipitación Media de una Cuenca 1. Método Aritmético 2. Método de Polígonos de Thiessen 3. Método de Isoyetas
Determinación de la Precipitación Media de una Cuenca 1. Método Aritmético
2. Método de Polígonos de Thiessen
3. Método de Isoyetas
ESTUDIO DE UNA TORMENTA Definición Tormenta: Conjunto de lluvias que obedecen a una misma perturbación meteorológica y de características bien definidas. – Dura desde minutos, horas o días – Abarca extensiones variables (pequeñas a grandes)
Elementos del análisis
• Importante en el diseño de obras de ingeniería hidráulica – Drenajes – Q máximos para el diseño de aliviaderos de represas o en control de torrentes – Diseño de la luz de un puente – Conservación de suelos – Diámetro de alcantarillas
• Intensidad – Cantidad de H2O caída por unidad de tiempo – Lo más importante es la intensidad máxima – La intensidad se expresa así: »
Imax = P / t
donde: Imax= Intensidad máxima en mm/hora P = Precipitación en altura de agua, en mm t = tiempo, en horas
• Duración – Tiempo entre el comienzo y el fin de la tormenta – Período de duración (PD) = un determinado período de tiempo, tomado en minutos u horas, dentro del total de la tormenta – El PD tiene importancia en la determinación de intensidades máximas. – Tanto la intensidad como la duración se obtienen del pluviograma.
• Frecuencia (f) – No. de veces que se repite una tormenta de características de intensidad y duración, definidas en un período de tiempo expresado en años.
• Tiempo de retorno (Tr) – Intervalo de tiempo promedio, dentro del cual un evento de magnitud
X
puede ser igualado o excedido por lo menos una vez en promedio. • Es el inverso de la frecuencia • Se representa como: Tr = 1/f – Ej: Tormenta de intensidad máxima igual a 50 mm/hr, para una duración de 30 minutos y un tiempo de retorno de 10 años. El Hietograma y la curva masa • Es necesario determinar las variaciones de las tormentas en el tiempo – De esas variaciones depende el diseño de obras hidráulicas variaciones se estudian mediante el hietograma y la curva masa de • Estas precipitación. El Hietograma • Gráfico escalonado similar al histograma que representa la variación en intensidad expresada en mm/hora en el transcurso de la misma expresada en minutos u horas. • Nos muestra la hora a la que sucede la máxima intensidad y su respectivo valor • Matemáticamente representa: » I = δP/ δt
La curva masa acumulada • Representa la precipitación acumulada vrs el tiempo. • Se extrae directamente del pluviograma • La pendiente de la tangente en cualquier punto, representa la intensidad instantánea en ese tiempo. • La curva masa es la integral del hietograma. • Representa la precipitación acumulada vrs el tiempo. • Se extrae directamente del pluviograma • La pendiente de la tangente en cualquier punto, representa la intensidad instantánea en ese tiempo.
• La curva masa es la integral del hietograma. Hietograma y curva masa
Hietograma y curva masa: Ej.
• Conseguir el registro de un pluviograma. • Realizar una tabulación con la información obtenida del pluviograma, en forma similar a la mostrada en la tabla de la diapositiva siguiente, donde sus columnas son: – (1) Hora: se anota las horas en que cambia la intensidad, se reconoce por el cambio de la pendiente, de la línea que marca la precipitación. – (2) Intervalo de tiempo: es el intervalo de tiempo entre las horas de la columna (1). – (3) Tiempo acumulado: es la suma sucesiva de los tiempos parciales de la columna (2). – (4) Lluvia parcial: es la lluvia caída en cada intervalo de tiempo. – (5) Lluvia acumulada: es la suma de las lluvias parciales de la columna (4). – (6) Intensidad: es la altura de precipitación referida a una hora de duración, para cada intervalo de tiempo. • Su cálculo se realiza mediante una regla de tres simple, obteniéndose: • Dibujar el hietograma, esto se consigue ploteando las columnas (2) vs (6). – El hietograma permite apreciar más objetivamente como varía la intensidad durante la tormenta. • Dibujar la curva masa de precipitaciones, esto se consigue ploteando las columnas (3) vs (5).
• Calcular la intensidad máxima para diferentes períodos de duración. Los períodos de duración más utilizados son: 10 min, 30 min, 60 min, 90 min, 1 20 min y 240 min.
• Calculo de Intensidades Máximas – I max = 6 mm/h – Es la misma intensidad para los valores que son menores a una hora • Imax10 min= 6 mm/h • Imax30 min= 6 mm/h – Duraciones de más de 60 mi nutos • Imax90 min=
– Duraciones de más de 60 mi nutos • Imax120 min= •
Imax240 min=
• A mayor período de duración menor intensidad máxima ANÁLISIS DE FRECUENCIA
• Para el análisis de las frecuencias de las tormentas, hacer lo siguiente: 1. Analizar todas las tormentas caídas en el lugar, siguiendo el proceso ya indicado, es decir, para cada tormenta hallar la intensidad máxima, para diferentes duraciones. 2. Tabular los resultados en orden cronológico, tomando la intensidad mayor de cada año para cada período de duración (10 min, 30 min, 60 min, 120 min, y 240 min), en una tabla similar a la mostrada
2. Ordenar en forma decreciente e independiente del tiempo, los valores de las intensidades máximas correspondientes a cada uno de los períodos de duración. Para cada valor, calcular su período de retorno utilizando la fórmula de Weibull:
Análisis de frecuencia: Curvas I -D-T 3. Construir las curvas intensidad - duración - período de retorno ( I -D-T ) 4. Para la elaboración de estas curvas, hacer lo siguiente: – Trazar los ejes coordenados; en el eje X, colocar las duraciones (en min), mientras que en el eje Y, colocar los valores de las intensidades (en mm/hr). – Para un período de retorno T (en años) ubicar los pares (duraci ón, intensidad), para ese período de retorno T. – Trazar una curva que una los puntos (duración,intensidad). – Repetir los dos últimos pasos para otros valores de T.
Calcular la intensidad máxima para una duración de 60 minutos y un período de retorno de 10 años. Formulas empíricas para Imax
• Fórmula de Talbot
• Los parámetros a y b, se determinan a partir de datos calculados, como el de la tabla de la siguiente diapositiva.
• Hacer la transformación de la ecuación anterior a una ecuación lineal:
• Los parámetros a y b, se determinan a partir de datos calculados, como el de la tabla siguiente:
• Aplicar el método de mí nimos cuadrados y obtener a1 y b1, a partir de las ecuaciones:
• Calcular a y b: – De los cambios de variable realizados, se tiene:
• Con
a y b conocidos, la ecuación (3.6) se puede utilizar para el cálculo de la intensidad máxima Imax, para el período de retorno T deducido, y para una duración D, dada.
Ejemplo de Imax para diseño
Para un periodo de retorno de 10 años y una lluvia de 40mm; para una duración de 1 hora corresponde una lluvia máxima de 76mm.
Para una duración de 20 min y una lluvia máxima de 76 mm (interpolar entre dos líneas) se obtiene una intensidad de 135 mm/hora
Curvas IDP para CR • En general, las curvas IDF se ajustan a ecuaciones que tienen la siguiente expresión: • Donde: – Cr es un coeficiente que depende de la Frecuencia del evento – b y n son parámetros propios de la cuenca que se está analizando – i es la intensidad del aguacero – t es la duración del mismo • La ecuación es aceptable para Duraciones menores de 2 horas y Frecuencias menores de una vez en 100 años.
• Desarrolladas por W. Varson y A. Marvin (1992) • Se hizo para las principales ciudades de CR. • Períodos de registro de 21 años, duraciones de 5 a 720 minutos y períodos de retorno de 2 hasta 200 años.
• Se utilizó la distribución de Gumbel • Se basó en ecuaciones de regresión (basadas en datos tabulares) con los que se elaboraron los gráficos
• A la derecha se muestran las ecuaciones para duraciones entre 5 y 120 minutos
Duraciones entre 5 y 120 minutos
• Resolviendo para el problema de la alcantarilla en Cartago:
• La intensidad máxima para una duración de 20 min y un período de retorno de 10 años, es:
–
Imax = 113.12 mm/hr
Cálculo de la precipitación de diseño • Para el cálculo de la escorrentía en drenaje superficial, se requiere conocer el cálculo de la precipitación máxima, para una duración conocida, lo cual es el tiempo de drenaje del cultivo. • Recolectar información de precipitaciones diarias, de los años que tien e operando la estación. • Calcular las precipitaciones máximas de cada año para 1, 2, 3, 4, y 5 días consecutivos. • Ordenar los datos de mayor a menor, para obtener la probabilidad mayor o igual al evento de precipitación, y determinar para cada una de ellas su período de retorno, utilizando la fórmula de Weibull :
• Los resultados se pueden ordenar, como se muestra en la tabla
ESCORRENTÍA
•
Escurrimiento: •
El escurrimiento se define como el agua proveniente de la precipitación que circula sobre o bajo la superficie terrestre y que llega a una corriente para finalmente ser drenada hasta la salida de la cuenca
•
El agua proveniente de la precipitación que llega hasta la superficie terrestre una vez que una parte ha sido interceptada y evaporada sigue diversos caminos hasta llegar a la salida de la cuenca. Conviene dividir en tres clases:
Escurrimiento Superficial
Escurrimiento Subsuperficial
Escurrimiento Subterráneo La escorrentía SUPERFICIAL, es la cantidad de agua que no se infiltra en el suelo y que fluye sobre la superficie del terreno. Este proceso es causado por una precipitación pluvial mayor que la infiltración. La cantidad de agua que así pierde, es igual a la cantidad de agua de la precipitación menos la cantidad de agua que se penetra en el suelo. El escurrimiento de agua superficial desde la tierra reabastece corrientes y lagos, y también causa erosión del suelo. Representación – Escorrentia •
Si se mide el gasto (que se define como el volumen de escurrimiento por unidad de tiempo) que pasa de manera continua durante todo un año por una determinada sección transversal de un río y se grafican los valores obtenidos contra el tiempo, se obtendría una gráfica como la de la figura 3.1.
Una gráfica como la anterior se denomina hidrograma, como cualquiera que relacione el gasto contra el tiempo. La figura 3.1 representa un hidrograma anual; si la escala del tiempo se amplía de tal manera que se pueda observar el escurrimiento producido por una sola tormenta, se tendría una gráfica como la que se muestra en la figura 3.2
SEPARACION GASTO BASE DEL GASTO DIRECTO. El método más simple consiste en trazar una línea recta horizontal a partir del punto A del hidrógrama hacia el punto D Aunque este método puede dar resultados con buena aproximación, de manera especial en tormentas pequeñas donde los niveles freáticos no se alteran mayormente, en general sobrestima el tiempo base y el volumen de escurrimiento directo HIDROGRAMA DE ESCURRIMIENTO El escurrimiento va a depender de la topografía, el clima, la geología y el tipo de suelo. El flujo base del escurrimiento decrece en un período de sequía debido a que el agua subterránea se drena hacia el río . •
•
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FORMA DEL HIDROGRAMA.
FACTORES GEOLÓGICOS , CLIMÁTICOS: HIDROGRÁFICOS Y - Intensidad de la precipitación TOPOGRÁFICOS - Duración de la precipitación - Suelos. - Distribución geográfica - Forma del área de drenaje. - Dirección de la tormenta - Tamaño del área de drenaje. - Tipo de precipitación. - Red de Drenaje. - Tipo de tormenta. - Pendiente media de la cuenca.
Aforo: Aforar una corriente significa determinar a través de mediciones el gasto que pasa por una sección dada. Se usan básicamente tres tipos de métodos para a forar corrientes, a saber: •
a) Secciones de control. b) Relación sección-pendiente. c) Relación sección-velocidad
AFORO EN CAMPO
Sección de control: Una sección de control de una corriente se define como aquella en la que existe una relación una relación única entre el tirante y el gasto. De los muchos tipos de secciones de control que se pueden usar para aforar una corriente, los más comunes son los que producen un tirante crítico y los vertedores. •
Se forma un tirante crítico elevando el fondo del cauce, estrechándolo o con una combinación de las dos técnicas. Cuando se utiliza la, el gasto se calcula usando la fórmula de vertedores de pared gruesa:
23 √22 1.7 /
(3.2)
Donde: B= es el ancho del cauce en m, g= es la aceleración de la gravedad en M2/S2, H= es la carga sobre el vertedor en m y Q= es el gasto en m3/s. Para que el dispositivo de la figura 3.8 tenga un buen funcionamiento, se recomienda que:
3 < < 4 <0.8
(3.3) (3.2)
Relación sección-pendiente •
Este método se utiliza para estimar el gasto máximo que se presentó durante una avenida reciente en un río donde no se cuenta c on ningún otro tipo de aforos. Para su aplicación se requiere solamente contar con topografía de un tramo del cauce y las marcas del nivel máximo del agua durante el paso de la avenida. Según la fórmula de Manning, la velocidad es:
1 / /
Donde: R = radio hidráulico Sf = pendiente de la línea de energía específica. n = coeficiente de rugosidad. Además, de la ecuación de continuidad se tiene que:
Dónde: A = es el área hidráulica
Relación sección – velocidad •
•
•
Este es el método más usado en México para forar corrientes. Consiste básicamente en medir la velocidad en varios puntos de la sección transversal y después calcular el gasto por medio de la ecuación de continuidad 3.9. La velocidad del flujo en una sección transversal de una corriente tiene una distribución. Para determinar el gasto no es suficiente entonces medir la velocidad en un solo punto, sino que es necesario dividir la sección transversal del Cauce en varias subsecciones llamadas dovelas. El gasto que pasa por cada dovela es:
La velocidad media Vmi se puede tomar como la medida a una profundidad de 0.6 Yi aproximadamente donde Yi es el tirante medido al centro de la dovela cuando Yi no es muy grande; en caso contrario, conviene tomar al menos dos medidas a profundidades de 0.2 Yi y 0.8 Yi: así la v elocidad media es:
+2
(3.18)
Dónde: V20 Y V8O son las velocidades medidas a 0.2 Yi y 0.8Yi respectivamente.
Cuando Yi es muy grande. Puede ser necesario tomar tres o más lecturas de velocidad en la dovela. Es recomendable, además, medir la profundidad de cada dovela cada vez que se haga un aforo. Entonces, el gasto total será:
∑
(3.19)
=
Dónde: n es el número de dovelas
Otros métodos •
Existen otros métodos con los que es posible realizar aforos. Uno de ellos es el de trazadores, que consiste en soltar una cantidad conocida de partículas fluorescentes, radiactivas, etc., en una sección situada a una cierta distancia a guas arriba de la sección de aforos para medir el tiempo que tardan en llegar a la última. Esto se puede hacer visualmente, con contadores de radiactividad o con algún otro procedimiento, dependiendo del tipo de partículas usadas.
Observación: Una vez conocida la curva elevaciones-gastos de la sección de aforos, es suficiente con determinar la elevación de l a superficie libre del agua para conocer el gasto en cualquier momento. Dicha elevación se determina con alguno de los siguientes métodos. a). Limnímetro: Es una regla graduada que se coloca en una de las márgenes del cauce, en la que normalmente se lee la elevación de la superficie cada dos horas en época de avenidas y cada 24 horas en época de estiaje b). Cable: Peso suspendido de un cable: Su uso es similar al del limnímetro .La elevación del nivel del agua será, en este caso, igual a la elevación del punto desde donde se suspende el peso menos la longitud del cable.
c). Limnígrafo: Es un aparato automático con el que s e obtiene un registro continuo de niveles. Se coloca junto a la corriente, conectado mediante un tubo o zanja, o bien dentro de ella, por ejemplo, fijado a la pila de un puente cuando se estima que no hay peligro de que lo destruya la corriente durante una avenida o por los objetos arrastrados por el río. El aparato consta básicamente de un flotador unido a una plumilla que marca los niveles del agua en un papel fijado a un tambor que gira mediante un mecanismo de relojería.
Condiciones que debe reunir una estación hidrométrica La selección del sitio adecuado para instalar una estación hidrométrica (donde se miden gastos) debe tomar en cuenta la s siguientes condiciones: a) Accesibilidad. La estación debe ser accesible en cualquier tiempo y bajo cualquier condición especialmente durante avenidas. b) Suficiencia. La estación debe ser capaz de cubrir todo el rango de gastos que pueda ocurrir. El nivel mínimo de la zanja o tubería en el caso de los límnígrafos y de la regla en el de los limnímetros, debe estar por debajo de la elevación correspondiente al gasto mínimo posible y la posición máxima del flotador o de la regla debe quedar arriba de la elevación correspondiente al gasto máximo posible. c) Estabilidad. La sección transversal del río donde se instale la estación debe estar en un tramo recto, lo más estable posible, de manera que las variaciones que tenga la curva elevaciones-gastos sean razonablemente pequeñas. d) Permanencia. La estación debe estar situada de tal manera que nunca sea destruida por una avenida. Una de las características más deseables de un registro es que sea continuo y que esté formado en un mismo sitio. Además, no debe estar afectado por tomas o desvíos, por lo que la estación debe situarse, en lo posible, aguas arriba de ellos.
