Instituto Tecnológico de Campeche. INGENIERIA CIVIL. Maestro: rancisco Antonio !alan No"elo. Alumno: #honathan Guti$rre% &ehara. Carlo Mauricio Ame%cua Gon%'le%
(an )rancisco de Campeche* Campeche a +, de diciem-re del +/0.
Introducción En este pro1ecto tiene como propósito el poner en pr'ctica los di)erentes m$todos semiempiricos para lle"ar a ca-o una comparación de resultados de cada m$todo* para as2 poder "er "er las di)erencias 3ue ha1 en cada m$todo m$todo 1 de igual manera podernos plantear las di)erentes t$cnicas de delimitación de una cuenca 1 o-tener sus componentes* teniendo teniendo as2 un tra-a4o completo donde todos los conocimientos aprendidos en clase se pusieron en pr'ctica.
Locali%ación General La cuenca est' u-icada en el sur de Chiapas* la cuenca encierra a pocas comunidades las cuales son 5lan de A1ala* Tomas Garrido* loma -onita* (an #uan de los 6ngeles* Ignacio 7arago%a* rancisco Murgu2a* Colonia M$8ico 1 (an marcos el punto medio apro8imado de la cuenca est' u-icado en las coordenadas 9/.;?* esta cuenca est' u-icada entre un gran n@mero de montaas haciendo esta as2 como propensa a tener grandes escurrimientos
Plano topográfco general
Plano topográfco con cuenca determinada
Jerarquización de tributarios
Características de la cuenca
Área Longitud del parte aguas Longitud del cauce principal Pendiente del cauce principal
256 km² 65,8 km 2.76 KM 6.52
PE!"E#E ME!"$ !E L$ %&E%$ K"L'ME#(' ) .5 + +.5 2 2.5 2.76
$L#"#&! 65* metros 66+ metros 65 metros 658 metros 665 metros 66- metros 67+ metros
PE!"E#E ME!"$ +8.)) L% 2.76 PE!"E#E ME!"$ 6.52
Método de Creager
q
=
Qmáx Ac
En /,<;* la (ARB determinó los coe)icientes de la en"ol"ente de Lor1 para cada una de las >< regiones hidrológicas en 3ue se ha di"idido el pa2s Dilustración /* cuadro /. Fn poco antes* la misma (ARB pu-licó los coe)icientes de la en"ol"ente de Creager para cada una de las > regiones en 3ue pre"iamente se ha-2a organi%ado al pa2s Duentes et al.* /,;/. El comportamiento de los gastos m'8imos anuales en una región se puede apreciar en una gr')ica 3ue relaciona esa "aria-le con la correspondiente 'rea de drena4e de la cuenca. La cur"a 3ue cu-re todos los puntos en esa gr')ica se le conoce como en"ol"ente de gastos m'8imos. La en"ol"ente relaciona al gasto m'8imo unitario D
m
3
s por
2
Km
con la super)icie D
Km
2
. En M$8ico es
usual emplear "arias cur"as de en"ol"entes en las etapas preliminares de estudio de los gastos m'8imos 1 de las m's utili%adas es la denominada en"ol"ente de Creager. La cuenca a anali%ar se encuentra u-icada en Chiapas con un 'rea de 0
2
Km
con un periodo de retorno de /++ aos* usando los coe)icientes de
Creager podemos u-icar a Chiapas en el mapa como la región >+ con un C C DCoe)iciente de Creager de + 1 un C L DCoe)iciente de Leis de <++ 1 con un Crippen de /.>/ DH .
M$todo de Tal-ot. a = 0.183 C Α
3/ 4
Para este m/todo se mane01 la 1rmula de #al3ot siguientes 4alores
, donde se mane0an los
a Área idrulica necesaria 9m 2:. % %oe;ciente, unci1n de las caracter
M/todo de #al3ot. a Área idrulica ecesaria 9m2:. %uenca %iapas =arrollo del salto>
%oe;cient e de 1rmula.
%
).+8*
+
$
9$:
$?9*@:
%$?9*@:
).+8*%$?9*@ :
256)) 2)2*.8577 2)2*.8577 *7).*65-5-6
#omando as< el 4alor de % + Aa Bue las caracter de3ido a la u3icaci1n en Bue se encuentra esta cuenca, dando as< el 4alor de % con respecto a la siguiente ta3la
Link de la ta3la ttp@@documents.m@documents@metodoFempiricoFdeF tal3ot.tml
Método estadístico. En este m$todo se utili%aron datos proporcionados por la estación hidrom$trica correspondiente al lugar de nuestra cuenca. La estación hidrom$trica <+ con coordenadas lat /0. long =,./. Estos datos )ueron proporcionados por el programa e8tractor de datos llamado ERIC III. En los cuales )ueron tomados datos del ao +++ a ++<. Tomando este rango de datos por la disponi-ilidad de la in)ormación en estos aos.
a
9m2:
*7).*7
Clave 07205 lat= 16.25 long= -92.12
Ene e- Mar A-r Ma1 #un #ul Ago (ep Jct No" &ic +++ /.+ 0.K />.; K.0 +.K ;., K>.< /0K.+ >.0 .K >.> 0./ ++/ +.; <., //.+ ,.> >;<.> ,/.0 ;/.> />K. <,.K />/.< 00.0 ,., ++ /. ,.; >.+ >. ;,.0 K+.< ;<.; ;.K >>K. />/., ;.< /+./ ++> <./ /. K<.0 KK.+ ;,. /+., /,,.; /+.K >K.K K>.+ ++K /K.; .+ <. //. >>.K /0<./ ;>.> >0.; K00.> <.+ /<.0 .+ ++ . +.+ ,.; //0. /+.< K+K.; /0.0 /K. ;0. /<./ ;., >. ++0 //.; .; <.; 0;.> >./ /,0./ /0.0 K. /K.> ;.> . <.< ++< +.< K.+ +.; >>.K +. /,<.K />.> /<.; +;.K /<>./ /./ +.
Teniendo registro de intensidades para una duración determinada de las di)erentes llu"ias podemos hacer uso del an'lisis gr')ico 1 as2 o-tener las cur"as de intensidad duración )recuencia. Fsando el m$todo estad2stico se trataron los datos anteriores 1 posteriormente se procedió al c'lculo de la media* mediana 1 moda. C Limites del "nter4a intervalo los +
)
2
52 F
* 5 6 7 8
+) +5 6 2) 8 26 ) *+ 2 *6
F 52
F F F F F F
+) +5 6 2) 8 26 ) *+ 2 *6 + 6
Limites reales del inter4alo ) 5+.5 ) +)*. 5) +55. 5) 2)7. 5) 25-. 5) *++. 5) *6*. 5)
F F F F F F F F
5+.5 ) +)*. 5) +55. 5) 2)7. 5) 25-. 5) *++. 5) *6*. 5) +5. 5)
Marca de clase 9tr:
Grecuencia 9r:
25.75
7
77.5
+*
+2-.5
++
+8+.5
++
2**.5
7
285.5
2
**7.5
2
*8-.5
2
+ 6 +5. F 6 8 5)
-
Grecuenci a relati4a 9Hr:
tr I Hr
).8-58* +2.6)677) *** 8* ).+*5+6 +).-7-+ 667 67 ).++58* *** ).++58* *** ).)72-+6 667 ).)2)8** *** ).)2)8** *** ).)2)8** *** ).)+)+6 667
+.8*85+ 67
+
+)+.557
2).7-6875 +7.)26)+ 67 5.-7-+66 67 7.)*+25 8.++58** ** .5-8-58* **
67. 5)
Marca de clase F media 9trF: F 75.7)572 -+7 F 2*.-5572 -+7 28.)27 )8* 8).)27 )8* +*2.)2 7)8 +8.)2 7)8 2*6.)2 7)8 288.)2 7)8 *).)2 7)8
+.5
+
#'#$L
-6
Momento Moment Moment Moment + o2 o* o F *7.)626 *2 F *.2)) --+ *.2+*)6 )** -.+7+7**66 -.628228 )82 *.8*255 62 .-+7588 -76 6.)))-22 *)*.52+27 82+ +.++)2EF + J
J-teniendo los siguientes datos: C.(. /.>> Media /+/.K mmh Mediana >./+ mmh Moda K/./ mmh
F 28)5.-7 2+228. 7)7 5 F 77.7+25 +86+.65 )5 -72 -).++76 2527.28 2-+ *2 7*.+5 5876.+ ++6 +27+.*5 +6787. 2*6 7-5 7)5.672 +2-875. 78 )** ++6).76 27*--2. 87 8)2 +728.5* -78-*. +25*5 +2).8 )-576. )27 6+6 -778.75 +*262+* 78+ .-8 -8.8876 )+-
G(H
+6)82)5 7.6
).8-58***
5-7. +6+
).625
7)875.8 + 7)*7*) .85 22+66-) .2*-)275 5.7 667* +.2 +*+5* 8) +*-27+ 82 +**+6
).7*-58*** ).85+6667 ).-27)8*** ).-7-+667 ).-6875 ).-8-58*** +
Método Racional. Fsando los datos o-tenidos en el m$todo estad2stico* nos dio como resultado un "alor de la media de /+/.K mmh. Este dato se aplicó a $l m$todo racional para calcular el gasto m'8imo. Racional
ma ).278%"$ ma 2+65.--8)8 m*@s
% " $
).* +)+.5 mm@ 256 km2
(e usó un "alor de C de +.>* una intensidad I de /+/.K mmh 1 un 'rea de 0 m dando como resultado un gasto m'8imo de /0*,,;+; m>s. Este resultado )ue calculado con los datos del m$todo estad2stico. 5ara posteriormente comparar resultados con los datos o-tenidos con las cur"as de Iso1etas.
Método Racional con Isoyetas. Fsando las Iso1etas nos da una intensidad de >0> mmh usando la cur"a de Iso1etas con un periodo de retorno de /++ aos 1 una duración de minutos. Fn "alor de C de +.> 1 un 'rea de 0 m.
Racional con Isoyetas
ma ).278%"$ ma 775).+-52 m*@s
% " $
).* *6* mm@ 256 km2
Comparando resultados nos da 3ue el "alor de gasto m'8imo usando las iso1etas es ma1or por ser m's e8acto por utili%ar m's "alores 1 en un rango ma1or de tiempo. 5or lo 3ue en un diseo de drena4e utili%aremos en me4or medida las iso1etas 1a 3ue son resultados 1a anali%ados estad2sticamente de las estaciones hidrom$tricas.
M$todo de cho El m$todo de Cho considera en su desarrollo los conceptos de hidrograma unitario 1 de llu"ia en e8ceso en una cuenca. Este m$todo est' -asado principalmente en el concepto del hidrógrama unitario 1 permite considerar los )actores )isiogr')icos 1 climatológicos 3ue in)lu1en en el escurrimiento generado por una cuenca* su e8presión general es: Qm=2.78 AXZ
&onde: m gasto m'8imo en Dm >s. .<; actor de Bomogeneidad de unidades A 6rea de la cuenca en Hm Pe X = d
actor de escurrimiento en cmhrs
7 actor de reducción del pico Dadimensional
'rea de la cuenca Dm longitud del cauce principal pendiente del cauce principal Dadim coe)iciente de escurrimiento Dadim
$c L J
256KM2 2.76KM 6.52 55
La cuenca (alto arrollo u-icada en el estado de Chiapas tiene un 'rea determina de 0
Km
2
* -as'ndonos en la siguiente ta-la podemos de)inir 3ue la cuenca
es de tamao Interedio ! "e#$e%a. &aa%o de la 'escri"ci(n &aa%o de la c$enca )* 2+
'escri"ci(n
, 25
Mu1 pe3uea
25 a 250
5e3uea
250 a 500
Intermedia=pe3uea
500 a 2500
Intermedia=grande
2500 a 5000
Grande
5000
Mu1 grande
Método Racional ericano
El m$todo racional Americano empe%ó a utili%arse alrededor de la mitad del siglo I 1 contin@a siendo uno de los m$todos m's utili%ados para el c'lculo del escurrimiento* de-ido a su simplicidad* 1 a pesar de 3ue han surgido cr2ticas "'lidas acerca de lo adecuado de este m$todo. (e )undamenta en la siguiente idea: si una llu"ia con intensidad i empie%a en )orma instant'nea 1 contin@a en )orma inde)inida* el escurrimiento continuar' hasta 3ue llegar al tiempo de concentración* en el cual toda la cuenca est' contri-u1endo al )lu4o en la salida. El producto de la intensidad de llu"ia por el 'rea de la cuenca es el caudal de entrada al sistema* 1 la relación entre este 1 el caudal pico se conoce como coe)iciente de escurrimiento* cu1o "alor siempre se encuentra entre + 1 / DCho* /,,K. (u e8presión es: Qmax =0.278 CiA
&ónde: A: 6rea de la cuenca D
2
Km
i: Intensidad de llu"ia para una duración igual al tiempo de concentración Dmmhr C: Coe)iciente de escurrimiento* "olumen escurrido "olumen llo"ido* Dadimensional +.<;: Valor 3ue homogeni%a las "aria-les para o-tener el gasto .
/ara valor de C
Calculo de Gasto m'8imo con el M$todo Racional Americano Qmax =0.278 CiA
Fsando como coe)iciente de escurrimiento m2nimo +./+
Qmax =0.278 ( 0.10 )( 10 )( 25600 )
Qmax =¿
!!"#$
3
m /s
M$todo Racional Americano Qmax
Cuenca 9(alto arrollo?
Gasto M'8imo
alor "ara 3oogeni4a variales
)3+
C
i )+
Q max
+.<;
0++
+./+
/+
Fsando como coe)iciente de escurrimiento m'8imo +.>+ Qmax =0.278 CiA Q max =0.278 ( 0.30 )( 5 )( 25600 ) Qmax =¿
%!&'(#)
3
m /s
M$todo Racional Americano Qmax
Cuenca 9(alto arrollo?
Gasto M'8imo
alor "ara 3oogeni4a variales
)3+
C
i )+
Q max
+.<;
0++
+.>+
/+
/>+.K
Nota: 5ara el "alor del coe)iciente de escurrimiento para dicha cuenca se o-tu"o de la siguiente ta-la tomando como dato el tipo de 'rea de 7JNA (F!FR!ANA 1a 3ue
cuenta con su ma1or2a con "egetación 1 'reas "erdes* tomando esto como dato podemos decir 3ue el coe)iciente m2nimo ser' de +./+ 1 el coe)iciente m'8imo de escurrimiento ser' de +.>+ dando como resultado un coe)iciente: Coe)iciente de escurrimiento m2nimo: +.K
3
m /s
3
m /s
*abla de comparación
M/todo de tal3ot M/todo Estad
*7).*7 775).+-52 +6--.8*
/>+.K
