UNCP – FIC 19/10/14
HIDROLOGÍA GENERAL
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CONTENIDO
RESÚMEN................................................................................... 1 El CAUDAL................................................................................. 1 I. OBJETIVOS........................................................................1 II. MARCO TEÓRICO.............................................................1 III. ANÁLISIS.........................................................................2 IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES..........................3 BIBLIOGRAFÍA............................................................................ 3 RESÚMEN Los términos caudal, gasto y descarga son sinónimos. Aforar significa medir caudales. El principal método para aforar corrientes naturales es el del correntómetro, que se describe el siguiente apartado. Después de seleccionar adecuadamente la sección del río, se establece la sección de aforo y se procede a medir diariamente el caudal; también se mide el nivel. Luego de un tiempo es posible dibujar la curva de descarga del río en el lugar de la estación. Es una curva de caudales versus niveles o alturas de agua. Se usa en proyectos. Los niveles se miden con Limnímetro o limnígrafos instalados a un costado de la estación a foro.
II. MARCO TEÓRICO LA CURVA DE DESCARGA Para llegar a conocer los recursos hidráulicos de una cuenca es necesario averiguar el caudal, diariamente, a la misma hora, y durante el mayor número posible de años. Así es como se llega a conocer el régimen de los ríos. Todos los países cuidan de organizar este servicio, estableciendo estaciones de aforo y publicando los resultados. En el Perú esta labor la realiza principalmente SENAMHI.
SUMMARY The terms flow, spending and download are synonymous. Gauging means to measure flow rates. The main method is the natural currents of the current meter gauging, which is described below. After properly select, the section of the river gauging section is established and proceeds to measure daily flow; levels were also measured. After a while you may draw the curve of river discharge at the site of the station. It is a curve of flow versus water levels or heights. It is used in projects. The levels are measured with gage or limnígrafos installed on one side of the station above.
El CAUDAL O O
I. OBJETIVOS Conocer los métodos directos e indirectos para el cálculo de la medición de caudales. Conocer la forma de construcción de la Curva Masa o de Volúmenes Acumulados. TEMA: EL CAUDAL
MEDICIÓN DE CAUDALES Aforrar es medir un caudal. En hidrología superficial puede ser necesario medir desde pequeños caudales (uno pocos litros/seg.) hasta ríos en muchos m3/seg. Dentro de los métodos de aforo de ríos distinguimos los siguientes tipos: METODOS DIRECTOS: ALUMNO: COLONIO ARROYO Erick Marx
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A. METODO DEL CORRENTOMETRO. Es uno de los métodos más empleados. De estos aparatos hay dos tipos: de hélice y de rueda de copas. Instalar el correntómetro significa ubicar la hélice en el punto (P) donde se va a medir la velocidad del agua. Tomar lectura significa anotar el número de revoluciones (R) de la hélice en el tiempo arbitrario (t) en segundos. El fabricante proporciona para cada hélice la fórmula de calibración.
v =a n+b
Donde: v : Velocidad en el punto. n : Número de revoluciones por segundo
¿ R/t
a, b: Constantes de calibración AFOROS QUIMICOS: Su fundamento consiste en que; si arrojamos una sustancia de concentración conocida a un cause se diluye en la corriente y aguas abajo tomamos muestras y las analizamos, cuanto mayor sea el caudal más diluida estarán las muestras analizadas. La aplicación concreta de este principio se plasma en dos procedimientos distintos: AFOROS DE VERTIDO CONSTANTE: A un cauce de caudal Q se añade un pequeño caudal continuo q de una disolución de concentración C1. Supongamos que el río ya tenía una concentración Co de esta misma sustancia se cumplirá que: Q Co + q C1 = C2 Q2; pero Co = 0 q C1 = C2 Q2; y como Q2 = Q (es decir que el caudal del río prácticamente no ha variado con el vertido q). Q = q C1/C2 AFOROS DE VERTIDO UNICO O DE INTEGRACION: Si no se dispone del equipo necesario para el vertido continuo o no es posible por otras razones, el vertido único de una sustancia al cauce es una alternativa, aunque requiere una corriente turbulenta que se asegure la mezcla del vertido con todo el caudal circulante hasta el punto de toma de muestras. METODOS INDIRECTOS: ESCALAS LIMNIMETRICAS Se trata de escalas graduadas en centímetros y firmemente sujetas en el suelo. En cauces muy abiertos suele ser necesario instalar varias de manera que sus escalas se TEMA: EL CAUDAL
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sucedan correlativamente. Es necesario que un operario acuda cada día a tomar nota de la altura del agua. LIMNIGRAFOS. Miden el nivel guardando un registro grafico o digital del mismo a lo largo del tiempo. El grafico que proporcionan (altura del agua en función del tiempo) se denomina limnigrama. No solamente evitan la presencia diaria de un operario, si no que permiten la evolución del caudal dentro del intervalo de 24 horas. El modelo clásico funciona con un flotador que después de disminuir la amplitud de sus oscilaciones mediante unos engranajes, hace subir y bajar una plumilla sobre un tambor. HIDROGRAMAS. Reciben el nombre de Hidrogramas los gráficos Q - t, en general. Un hidrograma de creciente es el hidrograma que corresponde a una crecida aislada del río por efecto de una tormenta importada en la cuenca colectora.
Hidrograma de creciente CURVA MASA O DE VOLUMENES ACUMULADOS. La curva masa, llamada también curva de volúmenes acumulados, es una curva que se utiliza en el estudio de regularización de los ríos por medio de embalses. Proporciona el volumen acumulado que ha escurrido en una estación en función de tiempo, a partir de un origen arbitrario. Es por ello una curva siempre creciente, que contiene a los meses secos. PROPIEDADES: 1. La curva masa es siempre creciente, pues el agua que escurre en un rio, se añade a la suma de periodos anteriores. 2. La tangente en cualquier punto de la curva masa, proporciona el caudal instantáneo en ese punto. 3. El caudal promedio, para un periodo de tiempo t1-t2, se obtiene de la pendiente de la cuerda, que une los puntos de la curva masa, para ese periodo de tiempo, o lo que es
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UNCP – FIC 19/10/14 lo mismo, de la división del incremento del volumen, entre el periodo de tiempo, es decir:
Qm=(V 2−V 1)/(t 2−t 1)
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4. Los puntos de inflexión de la curva masa, tales como I1 e I2 corresponden respectivamente a los caudales máximos de crecidas y mínimos de estiaje, de la curva de caudales instantáneos. Una curva masa, es la representación acumulada de los aportes de una fuente, en un periodo determinado de tiempo que se toma, son los años más críticos (3 o 4), aunque también puede tomarse todos los años del registro histórico. III. ANÁLISIS El régimen de caudales de una corriente de agua durante un período determinado, es el único término del balance hidrológico de una cuenca que puede ser medido directamente con una buena precisión. Los otros elementos de ese balance, como las precipitaciones, la evaporación, etc, no pueden ser sino estimados a partir de mediciones observadas en distintos puntos de la cuenca o deducidos de fórmulas hidrológicas, los cuales son siempre estimativos muy aproximados.
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IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES El régimen de caudales es un dato básico, indispensable, para los todos los diseños hidráulicos y para muchas obras civiles en los que ellos son parte importante como las carreteras, puentes, acueductos, presas, etc. Así la instalación de muchas "estaciones de aforo" que permitan observar, en una serie de años tan larga, como sea posible, los caudales escurridos en puntos característicos del río principal y, si fuere oportuno, de sus diversos afluentes, es el preámbulo de todo estudio hidráulico de una cuenca.
BIBLIOGRAFÍA LINSLEY KHOLER. “Hidrología para ingenieros”. McGraw-Hill
Chow, V.T. 1994. "Hidrología Aplicada". Mc. Graw Hill, Colombia.
VILLÓN, MÁXIMO. “HIDROLOGIA”
Schultz. E. 1975. “Problems in Applied Hydrology” Water Resources Publications. Fort Col-lins. Colorado USA.
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