TEMA: Transformación lluvia - escorrentía

TEMA: Transformación lluvia - escorrentía
ÍNDICE Introducción Metodo del hidrograma unitario Hidrograma sintético de SCS Hidrograma triangular Método de las isocronas Hidrograma en S

Introducción Transformación lluvia – escorrentía ? Visión práctica ? Aplicaciones? Q = f(P)

TEMA: Transformación Lluvia – escorrentía
Método del Hidrograma Unitario Primer principio: En una cuenca vertiente, la duración de la Escorrentía Superficial que corresponda a aguaceros de la misma duración temporal y distribución espacial de la lluvia neta, es prácticamente independiente de la duración del aguacero, siempre y cuando la duración de éste esté comprendida entre 1/3 y 1/5 del tiempo de concentración de la cuenca

TEMA: Transformación Lluvia - escorrentía
Método del Hidrograma Unitario Primer principio: Q ta = Tc / 5 ta = Tc / 3 t

Método del Hidrograma Unitario Segundo principio: Las ordenadas homólogas de los hidrogramas de Escorrentía Superficial correspondientes a aguaceros unitarios con distribución temporal y espacial idénticas son directamente proporcionales a sus intensidades correspondientes

Método del Hidrograma Unitario Segundo principio: I Q Q2 = Q1 I2 / I1 ta Q2 Q1 t

Método del Hidrograma Unitario Tercer principio: El hidrograma de Escorrentía Superficial correspondiente a aguaceros de larga duración se obtiene representándolo como sucesión de aguaceros unitarios y sumando las ordenadas correspondientes a una misma abcisa

Método del Hidrograma Unitario Tercer principio: I2 I I3 I1 Q T = ta + ta + ta ta ta ta Con ta < Tc / 5 (3) Q2 Q3 Q1 t

Método del Hidrograma Unitario Determinación del H.U. Disponibilidad de aforos: SI H.U. NO H.U. sintéticos: - Snyder - SCS - isocronas Hidrograma en S

Método del Hidrograma Unitario Determinación del H.U. A partir del Pluviograma Hietograma P I t t

Método del Hidrograma Unitario Determinación del H.U. Hietograma Hietograma neto (coef. de esc.) t I t I

Método del Hidrograma Unitario Determinación del H.U. Hietograma neto Separación comp. Hidrogr. In Q E. Sup. E. Sub. t t

Método del Hidrograma Unitario Determinación del H.U. Hietograma neto Separación comp. Hidrogr. In Q E. Sup. t t ta

Método del Hidrograma Unitario Determinación del H.U. Hietograma Unitario: Si ta < Tc/5 ó Tc/3 In Q E. Sup. q In media t t ta

Dividir el hietograma tal que
TEMA: Transformación Lluvia - escorrentía Método del Hidrograma Unitario Determinación del H.U. Hietograma Unitario: Si ta > Tc/3 Hidrograma complejo Dividir el hietograma tal que In Δt t ta

Método del Hidrograma Unitario Determinación del H.U. Hietograma Unitario: Si ta > Tc/3 Hidrograma complejo In Q H.U. de Δt de duración Δt q t t ta Δt

Método del Hidrograma Unitario Mecanismos difusivos: In no es constante en tiempo ni en espacio La cuenca real es irregular El hidrograma de caudales incluye: Esc. Sup., Esc. Subt., Esc.Hipo. Q Q Q 2 1 Q = Q1+Q2+Q3 Q1 1 Q2 2 Q3

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T In 1 cm ta Q q H.U. de ta de duración t

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T In1 In In2 In3 T = ta + ta + ta ta Q q H.U. de ta de duración t

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T In1 In In2 In3 T = ta + ta + ta ta Q Q1 = q · In1 · ta q H.U. de ta de duración t

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T In1 In In2 In3 T = ta + ta + ta ta Q Q1 = q · In1 · ta H.U. de ta de duración desplazado q t

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T In1 In In2 In3 T = ta + ta + ta ta Q Q2 = q · In2 · ta Q1 = q · In1 · ta q t

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T In1 In In2 In3 T = ta + ta + ta ta Q Q2 = q · In2 · ta Q1 = q · In1 · ta H.U. de ta de duración desplazado q t

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T In1 In In2 In3 T = ta + ta + ta ta Q Q2 = q · In2 · ta Q1 = q · In1 · ta Q3 = q · In3 · ta q t

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T In1 In In2 In3 T = ta + ta + ta ta Q q t

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T In1 In 1 cm ta Q q2 q3 q1 q4 t

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T In1 In 1 cm ta Q In1 ta q2 In1 ta q3 In1 ta q1 In1 ta q4 t

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T In1 In In2 1 cm ta Q q2 q3 q1 q4 t

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T In1 In In2 1 cm ta Q In2 ta q2 In2 ta q3 In2 ta q1 In2 ta q4 t

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T In1 In In2 In3 1 cm ta Q q2 q3 q1 q4 t

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T In1 In In2 In3 1 cm ta Q In3 ta q2 In3 ta q3 In3 ta q1 In3 ta q4 t

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T In1 In In2 In3 T = ta + ta + ta 1 cm Q ta Q1=In1 ta q1 Q3 Q4 Q2=In1 ta q2+In2 ta q1 Q2 Q5 Q3=In1 ta q3+In2 ta q2+In3 ta q1 Q4=In1 ta q4+In2 ta q3+In3 ta q2 Q5=In2 ta q4+In3 ta q3 Q6=In3 ta q4 Q1 Q6 t

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T Forma matricial

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T Forma matricial nx1 nxm mx1 Para hallar q mxn nx1 mxn nxm mx1

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T Forma matricial nx1 nxm mx1 Para hallar q mxn nx1 mxn nxm mx1 mx1 mxm mx1

Método del Hidrograma Unitario Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración T Para hallar q mxm mx1 mxm mxm mx1 mx1 mxm mx1

Método del Hidrograma SCS Hidrograma sintético: No se conocen datos de aforos Estudio en un gran número de cuencas Hidrograma unitario en función de: Q/Qp y t/tp Se calcula: tp = ta /2 + t con t1 : tiempo de retardo t1 = 0.6 Tc Tc : Tiempo de concentración

Método del Hidrograma SCS Se calcula: Qp = (2.08 A)/tp A : área de la cuenca en km2 t/tp Q/Qp 0.0 2.00 0.28 0.2 0.10 2.20 0.21 0.4 0.31 2.40 0.15 0.6 0.66 2.60 0.11 0.8 0.93 2.80 0.08 1.0 1.00 3.00 0.05 1.2 3.50 0.02 1.4 0.78 4.00 0.01 1.6 0.56 4.50 0.005 1.8 0.39 5.00

Método del Hidrograma SCS

Hidrograma sintético triangular No se poseen datos de aforos Se supone que el agua caída es igual al volumen del Hidrograma triangular In tb = ta + Tc In : mm/h Q ta ta tb tp Tc : h In ta A = Qp tb 3.6/2 Qp : m3/s Qp = 2 In ta A/(tb 3.6) A : km2 Qp = 2 c I ta A/(tb 3.6) Qp qp : m3/s/cm qp = Qp /(10 In ta) tp tb t

Hidrograma sintético triangular In In2 ta < Tc/5 In3 In1 In4 Q ta Desplazar el H.U. triangular ta Componer qp x In qp ta t

Hidrograma sintético triangular In In2 ta < Tc/5 In3 In1 In4 Q ta Qp = qp ta In1 Qp = qp ta In2 Qp = qp ta In3 Qp = qp ta In4 qp ta t

Método de las isocronas Método racional: Zona drenada poco extensa 1) Dividir el tiempo de Concentración en n Intervalos iguales: t1, t2, t3 …. tn t6 A6 t5 t4 A5 A4 t3 2) Trazar isocronas A3 t2 3) Calcular las áreas entre isocronas Ai A2 t1 A1 4) Qi = ci I Ai /3.6

Método de las isocronas Método racional: Zona drenada poco extensa Ejemplo: c = 0.36 I = 10 mm/h Tc = 6 h ta = 1 h t6 5 t5 t4 12 15 t3 Q1 = /3.6 = 2 m3/s 14 Q2 = /3.6 = 5 m3/s t2 Q3 = /3.6 = 14 m3/s 5 t1 Q4 = /3.6 = 15 m3/s 2 Q5 = /3.6 = 12 m3/s Q6 = /3.6 = 5 m3/s

Método de las isocronas Método racional: Zona drenada poco extensa t6 I tb = ta + Tc 5 t5 Q ta t4 7 = 1 + 6 12 Q4 15 t3 Q3 Q5 14 t2 5 Q2 Q6 t1 2 Q1 t1 t2 t3 t4 t5 t6 tb t

Método de las isocronas Cuenca pequeña I ta > Tc A = 5 km2 20 c = 0.36 I = 10 mm/h Tc = 1 h ta = 4 h 10 ta > Tc t 2 4 Q Qmax = c I A/3.6 = /3.6 = 10 m3/s Qmax tb = ta + Tc = = 3 A = 5 km2 c = 0.36 I = 20 mm/h Tc = 1 h ta = 2 h Qmax = c I A/3.6 = /3.6 = 5 m3/s Qmax tb = ta + Tc = = 5 t 2 4 6 8 10 12 14

Método de las isocronas Cuenca mediana I ta < Tc Qmax = c I A ta /(3.6 Tc) = /(3.6 12) = 50 m3/s A = 150 km2 20 c = 0.36 I = 10 mm/h Tc = 12 h ta = 4 h 10 ta < Tc tb = ta + Tc = = 14 t 2 4 Q Qmax = c I A ta/(3.6 Tc) = /(3.6 12) = 50 m3/s tb = ta + Tc = = 16 A = 150 km2 c = 0.36 I = 20 mm/h Tc = 12 h ta = 2 h Qmax Qmax t 2 4 6 8 10 12 14 16

H.U. de ta de duración q (m3/s/cm)
TEMA: Transformación Lluvia – escorrentía Hidrograma en S Para determinar un hidrograma unitario de distinta duración a partir de otro de duración dada In In = 10/ta mm/h 1 cm t Q ta Vol = In ta = ta 10/ta = 10 mm = 1 cm H.U. de ta de duración q (m3/s/cm) t

TEMA: Transformación Lluvia – escorrentía Hidrograma en S Se traslada el H.U. ta indefinidamente In In = 10/ta mm/h t Q ta Vol = In ta = ta 10/ta = 10 mm = 1 cm H.U. de ta de duración q (m3/s/cm) t

TEMA: Transformación Lluvia – escorrentía Hidrograma en S La suma de todos los H.U. corresponden a una lluvia de …. cm In In = 10/ta mm/h 1 cm 1 cm 1 cm t Q ta Vol = In ta = ta 10/ta = 10 mm = 1 cm H.U. de ta de duración q (m3/s/cm) t

TEMA: Transformación Lluvia – escorrentía Hidrograma en S Para determinar un hidrograma unitario de distinta duración a partir de otro de duración dada In In = 10/ta mm/h 1 cm 1 cm 1 cm t Q ta Vol = In ta = ta 10/ta = 10 mm = 1 cm H.U. de ta de duración q (m3/s/cm) t

TEMA: Transformación Lluvia – escorrentía Hidrograma en S Para determinar un hidrograma unitario de duración Ta se desplaza el Hidr. En S obtenido In ta 1 cm 1 cm 1 cm t Q Ta 1 cm H.U. de ta de duración q (m3/s/cm) t

Hidrograma en S Se restan ambos hidr. En S obteniendo un H. de un cierto volumen (intensidad del agucero –In) In ta 1 cm 1 cm 1 cm t Q Ta 1 cm Hidrograma de Ta de duración y volumen = In Ta H.U. de ta de duración q (m3/s/cm) t

Hidrograma en S Se divide el nuevo hidrograma obtenido por el volumen para conseguir el H.U. de duración Ta In ta In = 10/ta mm/h Volumen = In Ta = Ta 10/ta 1 cm t Q Ta Hidrograma de Ta de duración y volumen = In Ta H.U. de ta de duración q (m3/s/cm) t

Hidrograma en S EL volumen será, por tanto, 1 cm. El nuevo Hidr. se multiplica por la relación de tiempos t a/Ta In ta In = 10/ta mm/h Volumen = In Ta = Ta 10/ta In’ = 10/Ta mm/h 1 cm t Q Ta 1 cm H.U. de Ta de duración = Hidr. / (Ta 10/ta) = = Hidr. ta/ Ta (m3/s/cm) H.U. de ta de duración t

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