Tiempo de concentración de la cuenca
El tiempo de concentración de una cuenca, se define como el tiempo mínimo necesario para que todos los puntos de una cuenca estén aportando agua de escorrentía de forma forma simu simultltáne ánea a al punt punto o de salid salida, a, punt punto o de desag desagüe üe o punto punto de cierr cierre. e. Está Está determinado por el tiempo que tarda en llegar a la salida de la cuenca el agua que procede del punto hidrológicamente hidrológicamente más alejado, y representa representa el momento momento a partir del cual el caudal de escorrentía es constante. El tiempo de concentración de la cuenca es muy importante porque en los modelos lluvia-escorrentía, la duración de la lluvia se asume igual al tiempo de concentración de la cuenca, puesto que es para esta duración cuando la totalidad de la cuenca está aportando al proceso de escorrentía, por lo cual se espera que se presenten los caudales máimos. !as diversas metodologías eistentes para determinar el tiempo de concentración de una cuenca a partir de sus parámetros morfo métricos, fueron determinada adas a parti rtir de ajust ustes empírico ricoss de registros hidr hidrol oló ógicos. os. En la lite litera ratu tura ra eis eiste ten n m"lt m"ltip iple less epr epres esio ione ness para para el cálc cálcul ulo o del del tiem tiempo po de concentración propuestas por diferentes autores# $eme%, &illiam, 'irpich, (alifornia (oulverts )ractice, *iandotti, +.(.+, entura -eron, raus/y-&illiam, )assini, 0%%ard 123456, 7ederal 8viation 8dministration 1239:6, Ecuaciones de onda cinemática ;orgali y !insley 1235<6 8ron y Er/orge 1239=6. >e/id >e/ido o a las las dife diferen rente tess form formas as como como fuero fueron n conc conce/ e/id idas as esta estass epr epresi esion ones, es, la varia/ilidad de los resultados entre una y otra puede ser /astante alta, ra%ón por la cual el criterio del analista juega un papel fundamental en la definición del tiempo de concentración de una determinada cuenca. Témez
El ;étodo ?acional ;odificado de $éme%, tiene como origen un artículo pu/licado en la revista 0ngeniería (ivil. En ésta, el profesor @.?. $éme%, ela/ora para la >irección *eneral de (arreteras, una modificación del ;étodo ?acional, tras eperimentar en numerosas y variadas cuencas aforadas. ?especto a la 0nstrucción de >renaje +uperficial <.A-0(, modifica la o/tención de la )recipitación ;áima >iaria, aplicándole un 7actor ?eductor de !luvia, de/ido a la varia/ilida varia/ilidad d espacial espacial de las precipitaciones precipitaciones en cuencas de tamaBo tamaBo mayores mayores a 2 CmA, e introduce un (oeficiente de Dniformidad, dejando de aplicar la mayoración del A: que se reali%a/a en la 0nstrucción de >renaje +uperficial <.A-0(. El límite de aplicación de este método está impuesto por el $iempo de (oncentración y la +uperficie de la cuenca a estudio.
$c# $iempo de concentración en horas, !# !ongitud del cauce principal en Cilómetros, +o# >iferencia de cotas so/re ! en porcentaje.
Williams
8# área de la cuenca en millas cuadradas, !# distancia en línea recta desde el sitio de interés al punto más alto en millas, +o# diferencia de cotas entre los puntos más etremos divida por ! en porcentaje, d# diámetro de una cuenca circular con área 8 en millas.
Kirpich
>esarrollada a partir de información del +(+ en siete cuencas rurales de $ennessee con canales /ien definidos y pendientes empinadas 1= a 2:6. !# longitud desde la estación de aforo hasta la divisoria siguiendo en cauce principal en Cilómetros, +o# diferencia de cotas entre los puntos etremos de la corriente en mFm.
California Culverts Practice. Esencialmente es la ecuación de 'irpichG desarrollada
para
pequeBas
cuencas
montaBosas
en
(alifornia.
! H longitud del curso de agua más largo 1m6, H diferencia de nivel entre la divisoria de aguas y la salida 1m6.
Giandotti
tcH tiempo de concentración 1horas6, +H área de la cuenca 1CmA6, !H longitud del cauce principal 1Cm6, iH elevación media de la cuenca o diferencia de nivel principal 1m6.
Ecuación de retardo SCS 1239=6.Ecuación desarrollada por el +(+ a partir de
información de cuencas de uso agrícolaG ha sido adaptada a pequeBas cuencas ur/anas con áreas inferiores a I:: aG se ha encontrado que generalmente es /uena cuando el área se encuentra completamente pavimentadaG para áreas mitas tiene tendencia a la so/reestimaciónG se aplican factores de ajuste para corregir efectos de mejoras en canales e impermea/ili%ación de superficiesG la ecuación supone que tc H 2.59 retardo de la cuenca. ! H longitud hidráulica de la cuenca mayor trayectoria de flujo 1m6, (J H J"mero de curva +(+, + H pendiente promedio de la cuenca 1mFm6.
Ventura-eras
tcH tiempo de concentración 1horas6, iH pendiente media del cauce principal 16, +H área de la cuenca 1CmA6, !H longitud del cauce principal 1Cm6, aH alejamiento medio
!rans"#-Williams
$H tiempo de concentración 1horas6, !H distancia máima a la salida 1Cm6, >H diámetro del círculo de área equivalente a la superficie de la cuenca 1CmA6, ;H área de la cuenca 1CmA6, 7H pendiente media del cauce principal 16
Passini
tcH tiempo de concentración 1horas6, iH pendiente media del cauce principal 16, +H área de la cuenca 1CmA6, !H longitud del cauce principal 1Cm6, aH alejamiento medio
$zzard
>esarrollada eperimentalmente en la/oratorio por el ureau of )u/lic ?oads para flujo superficial en caminos y Kreas de céspedesG los valores del coeficiente de retardo varían desde :.::9: para pavimentos muy lisos hasta :.:2A para pavimentos de concreto y :.:5 para superficies densamente cu/iertas de pastoG la solución requiere de procesos iterativosG el producto de i por ! de/e ser L =I::. i H intensidad de lluvia 1mmFh6, c H coeficiente de retardo, ! H longitud de la trayectoria de flujo 1m6, + H pendiente de la trayectoria de flujo 1mFm6.
%ederal &viation &dministration
>esarrollada de información so/re el drenaje de aeropuertos recopilada por el (orps of Engineers# el método tiene como finalidad el ser usado en pro/lemas de drenaje de aeropuertos pero ha sido frecuentemente usado para flujo superficial en cuencas ur/anas. ( H coeficiente de escorrentía del método racional, ! H longitud del flujo superficial 1m6, + H pendiente de la superficie 1mFm6
Ecuaciones de onda cinem'tica (or)ali # *insle# +,./0 &ron # Er"or)e +,120
Ecuación para flujo superficial desarrollada a partir de análisis de onda cinemática de la escorrentía superficial desde superficies desarrolladasG el método requiere iteraciones de/ido a que tanto 0 10ntensidad de lluvia6 como $c son desconocidos, la superposición de una curva de intensidad M duración M frecuencia da una solución gráfica directa para $c
! H longitud del flujo superficial 1m6, n H coeficiente de rugosidad de ;anning, 0 H intensidad de lluvia, mmFh, + H pendiente promedio del terreno 1mFm6.
