TALLER 3 UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA GR ANADA FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA
VICTOR HUGO MEJIA PEREZ D7301560 REQUISITO DE LA MATERIA HIDROLOGÍA A
TUTOR LISANDRO NUÑEZ GALEANO
UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA GR ANADA FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA
DICIEMBRE DE 2013
1. CURVAS DE INTENSIDAD-DURACIÓN-FRECUENCIA – IDF De la estación Cañaveralejo en el Valle del Cauca, se tomaron registros de precipitaciones máximas para determinar las curvas de IDF para calcular los periodos de retorno de 1 año, 10 años, 25 años, 50 años y 100 años.
1.1 Información de la estación Estación: Departamento: Municipio: Latitud: Longitud: Coordenadas: Altura: Inicio:
Cañaveralejo Valle CALI 3.25 76.35 868851,94N, 1056221,32E 1,056 msnmm 01/02/1968
Precipitaciones máximas (mm ). Estación Cañaveralejo Duración (min) 30 40 50 60 90 120
Año
20 1985 15.0 20.0 36.0 1986 22.0 30.0 34.5 1987 33.0 37.0 54.0 1988 25.0 26.5 22.0 1989 18.0 43.0 34.0 1990 20.5 23.5 50.0 1991 30.0 30.5 40.0 1992 20.0 37.0 29.5 1993 20.0 27.0 39.0 1994 32.0 30.0 40.0 Precipitaciones máximas Estación Cañaveralejo
1.2 Información de la estación Valores Maximos Mensuales de precipitación (mm) en 24 Horas Año 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994
Precipitación (mm)
55.5
56.3
70.2
70.2
66.4
70.2
71.9
66.4
56.3
68.9
Valor máximo de precipitación 71.9
150
180
39.7
39.7
40.0
35.6
50.8
55.5
51.0
34.8
38.7
56.3
54.7
46.8
34.8
41.5
31.8
51.8
70.2
69.5
54.0
50.0
70.2
67.6
51.8
36.1
40.5
66.4
50.5
45.9
40.0
57.0
34.0
40.5
63.0
70.2
36.0
51.8
50.0
54.0
56.3
53.3
55.2
71.9
66.4
34.0
35.4
45.5
46.7
46.2
41.5
51.0
53.0
40.0
56.3
55.8
47.0
47.0
44.4
54.9
68.9
55.5
1. Se toma el valor máximo (71.9 mm) 2. Se afecta por un porcentaje entre el 75% y el 85%, en este ejercicio se afectará con el 80% Valor afectado = 71.9 mm * 0.75 = 53.925 mm 3. Se toman los valores mayores o iguales al resultado anterior, se promedian y se calcula su varianza ( σ) Valores Maximos Mensuales de precipitación (mm) en 24 Horas Año
Precipitación (mm)
1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994
Precip Mayores
55.5
55.5
56.3
56.3
70.2
70.2
70.2
70.2
66.4
66.4
70.2
70.2
71.9
71.9
66.4
66.4
56.3
56.3
68.9
68.9
Valor máximo de precipitación Porcentaje Valor afectado Promedio
71.9 75% 53.93 65.23
Calculo de la varianza 43.22 Cuadro de valores anuales de precipitación calculo de promedio varianza
4. Se aplican las siguientes formulas para calcular Kr mediante tiempo de retorno Tr y datos de precipitación
Formula de Gumbel
Se utilizo Yn = 0.4996 y Sn=0.9497 de la tabla de método de Gumbel, ya que, n=10
Tr
P
1/Tr-1
yi
yn
Sn
Kr
2.2 0.45
0.5455 0.5007 0.4996 0.9497 0.0011
10 0.10
0.9000 2.2504 0.4996 0.9497 1.8435
25 0.04
0.9600 3.1985 0.4996 0.9497 2.8419
50 0.02
0.9800 3.9019 0.4996 0.9497 3.5825
100 0.01 0.9900 4.6001 0.4996 0.9497 4.3177 Cuadro cálculo de Kr
5. Se aplican las siguientes formulas para calcular Cr Coeficiente de retorno
Tr (Años)
Kr
P 24h P 1h i 1h (mm) (mm/hr) (mm/hr)
Cr
2.2
0.0011
65.357
26.143
26.143 228.220
10
1.8435
78.837
31.535
31.535 275.290
25
2.8419
88.605
35.442
35.442 309.399
50
3.5825
89.215
35.686
35.686 311.528
100
4.3177
93.806
37.523
37.523 327.561
P Prom= t= b= n=
65.23 60.00 10.00 0.51
Cuadro cálculo de Cr
6. Se calculan las intensidades en los tiempos pedidos, con la formula siguiente con los Cr presentados en la ultima columna del cuadro de calculo anterior
t min Cr=
b= n=
i 2.2
i 10
i 20
i 50
i 100
228.220
275.290
309.399
311.528
327.561
10
49.525
34.252
44.781
40.439
44.349
20
40.274
37.334
43.269
41.020
44.091
30
34.778
39.605
42.248
41.427
43.912
40
31.037
41.407
41.486
41.738
43.777
50
28.281
42.901
40.884
41.990
43.669
60
26.143
44.177
40.390
42.199
43.580
70
24.422
45.290
39.973
42.378
43.504
80
22.998
46.277
39.614
42.534
43.438
90
21.795
47.162
39.300
42.672
43.380
100
20.761
47.964
39.022
42.795
43.328
110
19.860
48.696
38.773
42.907
43.281
120
19.065
49.371
38.548
43.008
43.239
130
18.358
49.995
38.343
43.101
43.201
140
17.723
50.575
38.155
43.187
43.165
150
17.150
51.118
37.982
43.266
43.132
160
16.627
51.626
37.821
43.340
43.102
170
16.150
52.105
37.672
43.409
43.073
180
15.710
52.557
37.533
43.474
43.047
10.00 0.51
Tabla No. 16 – Cuadro cálculo de Intensidades
2. ACUEDUCTO LOCAL Y A UN DISTRITO DE RIEGO DE PEQUEÑA ESCALA RIO SIMIJACA Se planea construir un embalse en el con el propósito de suministrar agua, el acueducto suministrará agua a una población estimada de 1140 habitantes con un consumo promedio de agua de 3,8 m3 hab/mes y el distrito de riego irrigara un área de 300 hectáreas en hortalizas. Los caudales medios mensuales del rio en el sitio de la construcción de la presa y la información climatológica media mensual para los últimos 30 años, así como la demanda de agua para el acueducto y el distrito de riego en la tabla siguiente. Mes Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre
Caudal (m3 / s) 0.316
Precipitación (mm / mes)
Evapotranspir ación (mm / mes)
Demanda (mm3) Riego
Acueducto
17
135
1.61
0.042
0.209
55
127
1.51
0.042
0.318
118
133
1.56
0.042
1.250
306
114
1.28
0.042
1.217
426
111
1.20
0.042
0.660
433
97
1.03
0.042
0.243
397
107
1.16
0.042
0.182
359
114
1.26
0.042
0.261
315
115
1.29
0.042
0.938
311
117
1.31
0.042
1.636
186
110
1.26
0.042
0.876
47
121
1.44
0.042
Caudales Medio y demanda de agua
2.1 Gráfica para la curva de masa y demanda determinando el volumen útil del embalse. Para estimar el volumen útil que requiere para satisfacer una determinada demanda, se deben tener registros de volúmenes escurridos por el río durante un tiempo relativamente largo (mínimo 20 años) En ambos métodos los cálculos utilizan datos mensuales de aportaciones y demandas e ignorando factores de menor importancia (Evaporación y Precipitación directa en el vaso) En una segunda “afinada” de ambos métodos se simula el funcionamiento para todo el periodo, considerando variaciones mensuales y anuales de aportaciones y demandas y ahora si se consideran a las precipitaciones y evaporaciones directas del vaso de almacenamiento
2.1.1 Método de la Curva masa o diagrama de Rippl para demandas constantes Se debe calcular la entrada neta al vaso (Xi – Di) y la entrada neta acumulada Σ (Xi – Di), Encontrar el primer pico (valor máximo) de las entradas netas acumuladas (P1 equivale a la diferencia de ordenadas b y h). Localizar el pico secuente, el siguiente pico mayor que P1, equivale a la diferencia de e y j. Entre el primer par de picos, hallar el valor más bajo. Este corresponde a la diferencia de los puntos c e i y la diferencia T1 – P1 equivale al volumen S. Finalmente hay que buscar los siguientes picos secuentes y valores mínimos. La capacidad mínima útil necesaria para que no se tenga déficit en el periodo de los datos es, como el caso de la curva masa: Su = MÁX(Pj – Tj) Para conocer el estado del vaso se le suma al valor de Su el valor de la entrada neta (Xi – Di) y cuando se rebasa el valor de Su, el exceso se va a la columna de Derrames. MES
Xi
Di
Xi-Di
Aportaciones Demandas
Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Max Min S=
Volumen Derrame
Estado del Vaso
Acumulado
0.819
1.65 - 0.833
- 0.833
6.385
0.542
1.55 - 1.010
- 1.843
5.374
0.824
1.60 - 0.778
- 2.621 P2
4.597
3.240
1.32
1.918
- 0.703
6.515
3.154
1.24
1.912
1.210
8.427
1.210 Lleno
1.711
1.07
0.639
1.848
9.066
1.848 Lleno
0.630
1.20 - 0.572
1.276
8.494
1.276 Lleno
0.472
1.30 - 0.830
0.446
7.664
0.446 Lleno
0.677
1.33 - 0.655
- 0.210
7.008
2.431
1.35
1.079
0.870
8.087
0.870 Lleno
4.241
1.30
2.939
3.808
11.026
3.808 Lleno
2.271
1.48
0.789
4.597 P1
11.814
4.597 Lleno
4.597 -2.621
Xi-Di
7.218
B Determinación del volumen
Elevación msnmm
Área (Ha)
Área (m2)
Dh (m)
DV (Mm3)
V (Mm3)
2965
0.00000
2966
0.15626 1562.5732
1
0.001
0.001
2967
2.08867 20886.7192
1
0.009
0.010
2968
5.87791 58779.0685
1
0.038
0.048
2969
8.94602 89460.1923
1
0.074
0.122
15.53783 155378.274
1
0.121
0.243
2970
0
3. BIBLIOGRAFÍA
http://hidrologia.usal.es/Complementos/estadistica/distr_esta.pdf
http://fluidos.eia.edu.co/hidrologiai/probabilidad/probabilidad.htm
SÁNCHEZ, T Luis Darío, Sánchez Torres Arlex, Uso Eficiente Del Agua, CINARA Instituto de Investigación y Desarrollo en Agua Potable, Saneamiento Básico y Conservación del Recurso Hídrico, 2004