Rio Mandiga P2 Grupo 03.docx

UNIVERSIDA DE EL SALVADOR FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA HIDROLOGIA CICLO I-2018

DOCENTE: ING. EDWIN SANTIAGO ESCOBAR

GRUPO 3

INTEGRANTES:  MD07046 MARTINEZ DEL CID, MANUEL DE JESUS  OR10024 ORANTES RUIZ, JOSE FERNANDO  SR11035 SALGUERO RODRIGUEZ MARIELA ARACELY

CIUDAD UNIVERSITARIA, MARTES 19 DE JUNIO DE 2018

TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCION ..................................................................................................... i OBJETIVOS ............................................................................................................. ii Objetivo General: .................................................................................................. ii Objetivos Específicos: .......................................................................................... ii ALCANCES ............................................................................................................. iii LIMITACIONES ....................................................................................................... iv MARCO TEORICO.................................................................................................. 5 Relación lluvia - escorrentía................................................................................. 5 

Escorrentía ................................................................................................. 5



Relaciones lluvia-escurrimiento .................................................................. 6



Fórmula de Creager ................................................................................... 7



Fórmula de Lowry....................................................................................... 8



La fórmula racional ..................................................................................... 8



Hidrograma. ............................................................................................. 11



Hidrograma unitario .................................................................................. 12



Curvas s. .................................................................................................. 14



Métodos matriciales. Hidrograma unitario instantáneo............................. 15



Hidrogramas unitarios sintéticos .............................................................. 15



Método de Chow ...................................................................................... 16



Hidrograma unitario triangular .................................................................. 17



Hidrogramas unitarios adimensionales .................................................... 18



Coeficiente de escorrentía ....................................................................... 19



Análisis de la precipitación ....................................................................... 19



Curvas intensidad - duración – frecuencia ............................................... 20



Período de retorno ................................................................................. 20



Criterios de diseño generalizado para estructuras de control de agua .... 21



Tiempo de concentración ......................................................................... 22

i

Transito Avenidas .............................................................................................. 22 

Concepto de avenida. .............................................................................. 22



Factores que afectan una avenida máxima .............................................. 23



Importancia del estudio de las avenidas. ................................................. 24



Determinación de crecidas. ...................................................................... 26

Métodos para la determinación de crecidas ...................................................... 26 

Métodos empíricos. .................................................................................. 27



Métodos Estadísticos. .............................................................................. 30



Métodos Hidrológicos o Hidrometeorológicos. ......................................... 32



Formula racional ...................................................................................... 32



Método de las isócronas. ......................................................................... 33



Hidrograma unitario. ................................................................................. 33

CAPÍTULO II: CUENCA DEL RÍO MANDINGA ..................................................... 34 

Ubicación Particular de cuenca Rio Mandinga ........................................ 34



División política ........................................................................................ 34

CANTIDAD Y TIPO DE PRODUCTORES AGRÍCOLAS ................................... 39 OROGRAFÍA ..................................................................................................... 46 GEOMORFOLOGÍA .......................................................................................... 49 VEGETACION ................................................................................................... 53 HIDROGRAFIA .................................................................................................. 55 CONCLUSIONES.................................................................................................. 56 RECOMENDACIONES ......................................................................................... 57 BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................... 58 ANEXOS ............................................................................................................... 59

ii

INTRODUCCION En el presente trabajo se realiza la segunda parte de un estudio hidrológico básico que dará a conocer el caudal máximo y del nivel de aguas máximas freáticas de nuestro rio en estudio “Rio Mandinga” analizando el punto de interés siendo la desembocadura al mar , rio perteneciente a el departamento de Sonsonate. Recordando que la primera etapa de este documento no difiere de un verdadero estudio hidrológico, reúne todas las condiciones y características que deben tenerse en cuenta a la hora de realizarlo; en la primera etapa nos encargamos de investigar todas las características físicas y de comparación de la cuenca, elevación, área, vegetación, materiales, geológicos, vías de comunicación, índice de compacidad, curva hipsométrica, etc. En la segunda etapa de nuestro estudio hidrológico, indicando que solamente se desarrolló para efectos académicos, ya que en la vida real la recopilación de los datos de las estaciones meteorológicas debe solicitarse en el MARN, esta parte se trabajó el comportamiento del río actual y para un periodo de diseño de 35 años de una obra de paso. Este diseño se hace conociendo la intensidad de precipitación de una posible tormenta y el caudal que esta generaría en el río, con esta información un ingeniero podría diseñar la obra de paso sin problemas para el periodo de tiempo ya mencionado. Una vez completado el estudio hidrológico podemos decir que conocemos el río por completo y con la información de las estaciones meteorológicas aportan se puede conocer el comportamiento de este. Se presentara una descripción de las características geológicas y de vegetación sobre la cuenca hidrográfica en estudio y en base a los resultados obtenidos se obtendrá el coeficiente de escorrentía a través del uso del diagrama Ven Te Chow, para el análisis del presente estudio hemos utilizado el Cuadrante 2256I proporcionado por Centro Nacional de Registro de El Salvador, con el cálculo de de coeficiente de escorrentia y la intensidad de diseño supuesta se procederá al calculo de caudal máximo que pasara por nuestro punto de interés, para de esta forma calcular el nivel de aguas máximas extraordinario (N.A.M.E.) y presentar las variaciones graduales que experimenta el caudal en tirantes dados con el fin de elaborar la curva de descarga natural en la sección del Rio Mandinga.

i

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL:



Calcular el Caudal Máximo y el Nivel de Aguas Máximas Extraordinarias (N.A.M.E.) de la Cuenca del Río Mandinga evaluando los efectos de escurrimiento en el Punto de Interés que es en la desembocadura al mar del rio.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:



Conocer las características geológicas, de vegetación y suelo de la zona donde se encuentra ubicado la cuenca del rio Mandinga.



Determinar el tiempo mínimo necesario para que todos los puntos de la cuenca del rio Mandinga esté aportando agua de escorrentía de forma simultánea al punto de interés (Tiempo de concentración) por medio de fórmulas empíricas.



Calcular la intensidad de precipitación para un periodo de diseño dado mediante la elaboración de graficas Intensidad/ Duración / Frecuencia (IDF) para las estaciones pluviométricas asignadas.



Obtener el coeficiente de escorrentía de la cuenca del rio Mandinga.



Calcular el caudal máximo de la cuenca del Rio Mandinga .



Calcular en Nivel Máximo de Aguas Extraordinario de la cuenca del Rio Mandinga.



Construir la Curva de descarga natural en el punto de interés.

ii

ALCANCES



Conocer la cobertura Geológica y de vegetación de zona donde está ubicada la cuenca de rio mandinga para así determinar la permeabilidad, semipermeabilidad o impermeabilidad que se maneja en el área con el fin de utilizar la información en la determinación del coeficiente de escorrentía.



Con la determinación del coeficiente de escorrentía calcular el caudal máximo en el punto de interés analizado en la Cuenca del rio Mandinga.



Proponer la sección de la desembocadura al mar de rio Mandinga para posteriormente con el caudal de diseño crear la curva de descarga y así determinar el Nivel de aguas máximas extraordinario con el fin de obtener la capacidad hidráulica de la sección y poder proyectar obras hidráulicas futuras en la zona.

iii

LIMITACIONES 

Para generar un estudio hidrológico especifico se debería de realizar una visita de campo a la cuenca así tomar de manera precisa la ubicación, vegetación y geología de la cuenca pero por motivos de seguridad no se realizó.



Para fines académicos se determinó la intensidad de precipitación en base a 3 estaciones meteorológicas proporcionadas, las cuales no pertenecen a la zona donde se ubica la cuenca de rio mandinga, ya que para un estudio real se debe comprar la información.



El cuadrante obtenido por CNR no estaba correctamente impreso por lo que se nos complicó el validar que ríos y quebradas aportan agua a nuestro punto de interés, es decir no presenta la hidrografía completa de la cuenca.



El estudio hidrológico realizado no será lo suficientemente exacto o preciso debido a que no contamos con la información completa y actualizada de la cuenca, así como no tenemos el conocimiento y manejo suficiente para realizar los cálculos por medio de software de manera más eficiente.

iv

MARCO TEORICO RELACIÓN LLUVIA - ESCORRENTÍA

 ESCORRENTÍA El escurrimiento se define como el agua que proviene de la precipitación que circula sobre o bajo la superficie terrestre y que llega a una corriente para finalmente ser drenada hasta la salida de la cuenca. El agua proveniente de la precipitación que llega hasta la superficie terrestre, una vez que una parte ha sido interceptada y evaporada, sigue diversos caminos hasta llegar a la salida de la cuenca. Conviene dividir estos caminos en tres clases: escurrimiento superficial, escurrimiento sub-superficial, escurrimiento subterráneo. Una vez que la precipitación alcanza la superficie del suelo se filtra hasta que las capas superiores del mismo se saturan. Posteriormente se comienza a llenar las depresiones del terreno, y al mismo tiempo el agua comienza a escurrir sobre su superficie. Este escurrimiento llamado FLUJO EN LA SUPERFICIE DEL TERRENO se produce mientras la corriente no llega a cauces bien definidos (es decir que no desaparece entre dos tormentas sucesivas). En su trayectoria hacia la corriente más próxima, el agua que fluye sobre el terreno se sigue infiltrando, incluso se evapora en pequeñas cantidades. Una vez que llega a un cauce bien definido se convierte en ESCURRIMIENTO EN CORRIENTES.

El flujo sobre el terreno, junto con el escurrimiento en corrientes, forma el escurrimiento superficial. Una parte del agua de precipitación que se infiltra escurre cerca de la superficie del suelo y más o menos parcialmente a él. A está parte del escurrimiento se le llama: escurrimiento sub-superficial, la otra parte que se infiltra hasta niveles inferiores al freático, se denomina escurrimiento subterráneo. De los tres tipos de escurrimiento, el superficial es el que llega más rápido a la salida de la cuenca. Por ello está relacionada directamente con una tormenta particular y entonces se dice que proviene de la precipitación en exceso o efectiva y que constituye el escurrimiento directo. El escurrimiento subterráneo es el que de manera más lenta llega hasta la salida de la cuenca, y en general difícilmente

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se le puede relacionar con una tormenta particular a menos que la cuenca sea demasiado pequeña y el suelo muy permeable. Debido a que se produce bajo el nivel freático, es el único que alimenta las corrientes cuándo no hay lluvia y por eso se dice que forma el escurrimiento base. El escurrimiento sub-superficial puede ser casi tan rápido como el superficial o casi tan rápido como el superficial o casi tan lento como el subterráneo, dependiendo de la permeabilidad de los estratos superiores del suelo; por lo que es difícil distinguirlo de los otros dos tipos de escurrimiento.

 RELACIONES LLUVIA-ESCURRIMIENTO Es sumamente común que no se cuente con registros adecuados de escurrimiento en el sitio de interés para determinar los parámetros necesarios para el diseño y operación de obras hidráulicas. En general, los registros de precipitación son más abundantes que los de escurrimiento y, además, no se afectan por cambios en la cuenca como construcción de obras de almacenamiento y derivación, talas urbanización, etc. Por ello es conveniente contar con métodos que permitan determinar el escurrimiento en una cuenca mediante las características de la misma y la precipitación. Las características de la cuenca se conocen por medio de planos topográficos y de uso de suelo, y la precipitación a través de mediciones directas en el caso de predicción de avenidas frecuentes o bien usando los métodos de avenidas de diseño. Los principales parámetros que intervienen en el proceso de conversión de lluvia a escurrimiento son los siguientes: Área de la cuenca. Altura total de precipitación. Características generales o promedio de la cuenca (forma. pendiente, vegetación. etc.). Distribución de la lluvia en el tiempo. Distribución en el espacio de la lluvia y de las características de la cuenca. Debido a que, por un lado la cantidad y calidad de la información disponible varían grandemente de un problema a otro y a que por otro, no siempre se requiere la misma precisión en los resultados, se han desarrollado una gran cantidad de métodos para analizar la relación lluvia-escurrimiento. Aquí se abordaran solamente los métodos más representativos de cada grupo. Desde luego, la complejidad de los métodos aumenta a medida que se toman en cuenta más de los parámetros citados anteriormente. En este sentido también aumenta su precisión, pero los datos que se requieren son más y de mejor

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calidad. Sólo se explicarán los métodos que toman en cuenta los cuatro primeros parámetros, pues los que consideran todos, llamados modelos conceptuales, matemáticos o de parámetros distribuidos, se encuentran aún en su fase experimental.    

Métodos de envolventes La fórmula racional Hidrograma unitario Métodos de envolventes

Estos métodos toman en cuenta sólo el área de la cuenca. Aunque no son métodos que analicen propiamente la relación entre la lluvia y el escurrimiento, se explicarán por ser de enorme utilidad en los casos en que se requieran sólo estimaciones gruesas de los caudales máximos probables, o bien cuando se carezca casi por completo de información. La idea fundamental de estos métodos es relacionar el caudal máximo Q con el área de la cuenca Ac en la forma:

Q  Ac

(1)

Dónde: Q: es el caudal máximo. α y β son parámetros empíricos, que también pueden ser función de Ac. Se ha visto que β es del orden de 3/4 para cuencas de área menor que unos 1500 km2 y de 1/2 para cuencas mayores. Existen una gran cantidad de fórmulas del tipo de la (1), pero las más usadas son las de Creager y Lowry.  FÓRMULA DE CREAGER

q  1.303C c (0.836 Ac )  Ac1

(2)

Dónde: q: caudal máximo por unidad de área q-Q/ Ac

7



0.936 Ac0.048

(3)

Cc es un coeficiente empírico y Ac está en km2.  FÓRMULA DE LOWRY

q

CL ( Ac  259) 0.85

(4)

Donde CL es otro coeficiente empírico. Los valores de CC y CL se determinan por regiones, llevando a una grafica logarítmica de los caudales unitarios máximos q registrados contra sus respectivas áreas de cuenca y seleccionando los valores de CC y CL que envuelva todos los puntos medios. El valor de CC = 200 es la envolvente para todos los puntos que analizó Creager, aunque CC =100 da valores más razonables y se usa como envolvente mundial. Para la formula de Lowry (8.4) se puede tomar un valor C L =3500 como mundial.

 LA FÓRMULA RACIONAL La fórmula racional es posiblemente el modelo más antiguo de la relación lluviaescurrimiento. Su origen se remonta a 1851 ó 1889, de acuerdo con diversos autores este modelo toma en cuenta, además del área de la cuenca, la altura o intensidad de la precipitación y es hoy en día muy utilizado, particularmente en el diseño de drenajes urbanos. Supóngase que en una cuenca impermeable se hace caer uniformemente una lluvia de intensidad constante durante un largo tiempo. Al principio, el caudal que sale de la cuenca será creciente con el tiempo, pero llegará un momento en el que se alcance un punto de equilibrio, es decir, en el que el volumen que entra por unidad de tiempo por la lluvia sea el mismo que el caudal de salida de la cuenca (véase figura 1).

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Figura N° 1

El tiempo que transcurre entre el inicio de la lluvia y el establecimiento del caudal de equilibrio se denomina tiempo de concentración. Y equivale al tiempo que tarda el agua en pasar del punto más alejado hasta la salida de la cuenca. Naturalmente, el tiempo de concentración tc (véase figura 1) depende de la longitud máxima que debe recorrer el agua hasta la salida de la cuenca y de la velocidad que adquiere, en promedio, dentro de la misma. Esta velocidad está en función de las pendientes del terreno y los cauces, y de la rugosidad de la superficie de los mismos. El tiempo de concentración se calcula mediante la ecuación:

tc 

L 3600v

(5)

Donde: tc: es el tiempo de concentración en horas. L: es la longitud del cauce principal de la cuenca en metros V: es la velocidad media del agua del cauce principal y se estima con las tablas 1.a y 1.b

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Tabla No 1 Nótese que la fórmula (5) no toma en cuenta el recorrido del agua de: lluvia desde que llega a la superficie hasta los cauces. Otra manera de estimar el tiempo de concentración es mediante la fórmula de Kirpích:

L0.77 t c  0.000325 0.385 S

(6)

Donde: S: es la pendiente del cauce principal L: se expresa en m y tc resulta en horas. En una cuenca no impermeable, sólo una parte de la lluvia con intensidad I escurre directamente hasta la salida. Si se acepta que durante la lluvia, o al menos una vez que se ha establecido el caudal de equilibrio, no cambia la capacidad de infiltración en la cuenca, se puede escribir la llamada formula racional.

Q p  CIAc

(7)

Donde: C: es un coeficiente de escurrimiento, que representa la fracción de la lluvia que escurre en forma directa)

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Qp: es el caudal máximo posible que puede producirse con una lluvia de intensidad i en una cuenca de área Ac, El coeficiente de escurrimiento C. varía de una cuenca a otra y de una tormenta a otra debido a las condiciones de humedad iniciales. Sin embargo, es común tomar valores de C representativos de acuerdo con ciertas características de la cuenca por medio.       

Hidrograma unitario Curva S Métodos matriciales. Hidrograma unitario instantáneo Hidrogramas unitarios sintéticos Método de Chow Hidrograma unitario triangular Hidrogramas unitarios adimensionales

 HIDROGRAMA.

Es el gráfico de nivelo caudal contra el tiempo. Si se mide el caudal (que se define como el volumen de escurrimiento por unidad de tiempo) que pasa de manera continua durante todo un año por una determinada sección transversal de un río y se grafican los valores obtenidos contra el tiempo, se obtiene una gráfica que se denomina Hidrograma (Figura2).

Figura N° 2

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 HIDROGRAMA UNITARIO

Supóngase que se presenta una misma tormenta en dos cuencas con el mismo suelo y la misma área, pero de diferente forma (vease figura 3); aunque el volumen escurrido sea el mismo, el caudal de pico y las demás características del Hidrograma varían de una cuenca a otra. El método del Hidrograma unitario toma en cuenta este efecto, considerando, además de la altura total de precipitación y el área de la cuenca, su forma, pendiente, vegetación, etc., aunque no de forma explícita. Hidrograma unitario. Se define como el Hidrograma de escurrimiento directo que se produce por una lluvia efectiva o en exceso de lámina unitaria, duración de (generalmente de =1), y repartida uniformemente en la cuenca.

Figura N° 3

Sería erróneo inferir que un Hidrograma típico bastaría para una cuenca; aun cuando las características físicas de ésta permanezcan relativamente constantes; las características variables de las tormentas producen cambios en las formas de los hidrogramas resultantes. La duración asignada a un Hidrograma unitario debe ser la duración de lluvia que produce escorrentía significante, determinada mediante la inspección de los datos horarios de lluvia. 12

El mejor Hidrograma unitario es aquel que se obtiene a partir de una tormenta de intensidad razonablemente uniforme, de una duración deseada y de un volumen de escorrentía cercano o mayor a 1 cm. El primer paso para obtener un Hidrograma unitario, consiste en separar el flujo base de la escorrentía directa. Inmediatamente, se procede a determinar el volumen de escorrentía directa; y las ordenadas del Hidrograma de escorrentía directa se dividen por la profundidad de precipitación efectiva. Las ordenadas ajustadas forman el Hidrograma unitario. El método del Hidrograma unitario fue desarrollado originalmente por Sherman en 1932 y está basado en las siguientes hipótesis: a) Tiempo base constante. Para una cuenca dada la duración total de escurrimiento directo o tiempo base es la misma para todas las tormentas con la misma duración de lluvia efectiva, independientemente del volumen total escurrido. Todo Hidrograma unitario está ligado a una duración de la lluvia en exceso. b) linealidad o proporcionalidad. Las ordenadas de todos los hidrogramas de escurrimiento directo con el mismo tiempo base, son directamente proporcionales al volumen total de escurrimiento directo es decir, al volumen total de lluvia efectiva. Como consecuencia, las ordenadas de dichos hidrogramas son proporcionales entre sí (véase figura 4). c) Superposición de causas y efectos. El Hidrograma que resulta de un periodo de lluvia dado puede superponerse a hidrogramas resultantes de periodos lluviosos precedentes (véase figura 5).

Figura N° 4

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Figura N° 5  CURVAS S. El Hidrograma de escurrimiento directo que se produce con una tormenta cuyo hietograma (Representación gráfica de la lluvia en donde se muestran las fluctuaciones de su intensidad en mm/h en función del tiempo en horas ó días). Está formado por un número muy grande de barras, cada una con duración d e y altura de precipitación efectiva de l mm es llamado Curva S (Figura 6).

Figura N° 6

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Esta curva es un Hidrograma formado por la superposición de un número de hidrogramas unitarios suficiente para llegar al gasto de equilibrio; es decir:

Qe = lAc = [lmm/ de]Ac

Donde: Qe =

Gasto de equilibrio

1 = Intensidad de la lluvia Ac

= Área de la cuenca

de =

Duración efectiva

 MÉTODOS MATRICIALES. HIDROGRAMA UNITARIO INSTANTÁNEO

Este método es un poco complicado y no se abordara en detalle el método es utilizable si se tiene mas de 2 hietogramas con diferente duración efectiva es decir que el método toman en cuenta la distribución temporal de lluvia.

 HIDROGRAMAS UNITARIOS SINTÉTICOS

Para usar el método del Hidrograma unitario, siempre es necesario contar con al menos un Hidrograma medido a la salida de la cuenca, además de los registros de precipitación. Sin embargo, la mayor parte de las cuencas no cuentan con una estación hidrométrica o bien con los registros pluviográficos necesarios. Por ello, es conveniente contar con métodos con los que puedan obtenerse hidrogramas unitarios usando únicamente datos de características generales de la cuenca. Los hidrogramas unitarios así obtenidos se denominan sintéticos. Debido a su importancia se han desarrollado una gran cantidad de hidrogramas unitarios sintéticos, entre ellos:

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 MÉTODO DE CHOW Chow desarrolló un método para el cálculo del caudal de pico de hidrogramas de diseño de alcantarillas y otras estructuras de drenaje pequeñas. Este método sólo proporciona el caudal de pico y es aplicable a cuencas no urbanas con un área menor de 25 km2. El caudal de pico Qp de un Hidrograma de escurrimiento directo puede expresarse como el producto de la altura de precipitación efectiva P e por el caudal de pico de un Hidrograma unitario qe así:

Q p  q p pe El caudal de pico del Hidrograma unitario, Qp, se expresa como una fracción del caudal de equilibrio para una lluvia con intensidad I = 1 mm/de, así:

 1 mm   Ac Z q p   d  e  Donde Z es la fracción mencionada que se denomina factor de reducción de pico. Si Ac se expresa en km2 y de, en horas, se obtiene:

 0.278 Ac q p    de

 Z 

Donde qp está en m3/s/mm. Luego se obtiene para el caudal de pico Qp, la siguiente expresión:

 0.278Pe Ac  Z Q p   de   El factor de reducción de pico Z se calcula, según Chow, como una función del tiempo de retraso (Tiempo que transcurre del centro de masa de la precipitación al pico del Hidrograma) y de la duración en exceso de, así:

 L  t r  0.005  S  

0.64

Donde: L = Longitud del cauce principal (mts.) S = Pendiente en porcentaje (%) tr = Tiempo de retraso (horas)

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Para aplicar éste método es muy conveniente tener tos datos de precipitación en forma de curvas I-D-F. Así, para el periodo de retorno adecuado al problema se calcularían los picos correspondientes a varias duraciones y se escogería el mayor para el diseño.

 HIDROGRAMA UNITARIO TRIANGULAR

Mockus desarrolló un Hidrograma unitario sintético de forma triangular (Figura 7). De la geometría del Hidrograma unitario, se determina el caudal de pico como:

qp 

0.555Ac tb

Ac = Área de la cuenca en km2 t b = Tiempo base en horas

q p = Caudal de pico en m3/s/mm Del análisis de varios hidrogramas, Mockus concluyó que el tiempo base y el tiempo de pico t p se relacionan mediante la expresión:

t b  2.67t p tp 

de  tr 2

Donde: d e = duración en exceso

t r = Tiempo de retraso, el cual se estima mediante el tiempo de concentración tc , así:

tr  0.6tc La duración en exceso "de" con la que se tiene mayor caudal de pico, se calcula de la siguiente manera:

de  2 tc (Para cuencas grandes) d e  tc

(Para cuencas pequeñas) 17

De lo anterior se obtiene la expresión para calcular el caudal pico:

qp 

0.208 Ac tp

Donde : t p  t c  0.6t c

Figura N° 7  HIDROGRAMAS UNITARIOS ADIMENSIONALES En la mayoría de los casos, es suficiente con las características de un Hidrograma unitario triangular para propósitos prácticos. Sin embargo, si la extensión de la curva de recesión del Hidrograma afecta el diseño, puede usarse un Hidrograma curvilíneo.

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Para obtener un Hidrograma unitario a partir de la figura mostrada, para una cuenca en particular, basta con multiplicar las ordenadas por el caudal de pico 0.208 Ac d qp  y las abscisas por el tiempo de pico t p  e  t r tp 2

 COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA Es un factor que puede emplearse para encontrar correlación entre dos cuencas hidrográficas, es la determinación del coeficiente de escorrentía que representa directamente la relación que existe entre las condiciones de lluvia y los caudales de la cuenca. Se calculan los caudales medios anuales, a partir de la información obtenida de los pluviómetros. Estos se trasladan a mm de altura, equivalentes sobre el área drenada hasta la sección de aforo. El coeficiente de escorrentía se obtiene de la expresión siguiente:

C = Qt/Pt Donde: Qt; Caudal total anual (mm) Pt: Precipitación total anual (mm)

 ANÁLISIS DE LA PRECIPITACIÓN Se deben analizar todos los registros de precipitación que sobre la cuenca se dispongan; de preferencias aquellas en que Se tengan registros de más larga duración se debe considerar siempre una o más estaciones en que se supongan los registros confiables Para el estudio hidrológico de la cuenca Río Tihupa se obtuvieron registros de precipitación e intensidades máximas de cuatro estaciones pluviométricas. Las estaciones se ubican en el cuadrante cartográfico en forma uniforme para tener una mejor representación de la uniformidad de ubicación proporcionada así por cuestiones académicas, luego se definen las áreas de influencia para cada estación mediante el método de los Polígonos de Thiessen. Dichas estaciones pluviográficas deben encontrarse dentro o cerca del área de estudio, no deberán estar alejadas a más de 20 Km. Del parteaguas.

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 CURVAS INTENSIDAD - DURACIÓN – FRECUENCIA Proporcionan datos de precipitación para fines hidrológicos, tales como la conservación del suelo contra la erosión, análisis de máximas crecidas y en diseño de obras hidraúlicas, como: Puentes, bóvedas, aliviaderos, desagües, etc.; que precisan información relativa a cantidad de lluvia de varias frecuencias y para duraciones específicas. La relación entre intensidad, duración, frecuencia en cualquier lugar puede determinarse a partir de los análisis de los registros de lluvia de esa estación. El número de años en que, en promedio, se presenta un evento, se llama período de retorno, intervalo de recurrencia o simplemente frecuencia. Para asignar períodos de retorno a una serie de datos conviene usar la siguiente fórmula:

T 

m n 1

Donde: m = Número de orden en una lista de menor a mayor de los datos n = Número de datos T = Período de retorno. Para la determinación de las curvas I-D-F, los datos de intensidad se presentan por duración y año, se ordenan dichos datos en orden de magnitud decreciente, es decir, de menor a mayor, se calcula la frecuencia o probabilidad de ocurrencia y posteriormente se grafican éstos valores en papel probabilístico Gumbel tipo 1, finalmente los datos de intensidad de diseño se grafican en papel semilogarítmico contra la duración de las tormentas en minutos.

 PERÍODO

DE RETORNO

Es el número de años en que, en promedio, se presenta un evento el cual es conocido coma "intervalo de recurrencia" ó simplemente "frecuencia". En la siguiente tabla se muestran los criterios de diseño para estructuras de control de aguas.

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 CRITERIOS DE DISEÑO GENERALIZADO PARA ESTRUCTURAS DE CONTROL DE AGUA TIPO DE ESTRUCTURA

PERIODO DE RETORNO (Años)

ALCANTARILLAS DE CARRETERA Volúmenes de tráfico bajos Volúmenes de tráficos medias Volúmenes de tráficos altos

05-oct 10 – 25 50 -100

PUENTES DE CARRETERAS Sistema Secundario Sistema Primario AEROPUERTOS Volúmenes bajos Volúmenes medios Volúmenes altos DIQUES En fincas Alrededor de ciudades

10 – 50 50.. 100 05-oct 10 – 25 50-100 feb-50 50.. 200

PRESAS (Amenaza baja)* Pequeñas Medias Grandes

50 – 100 100+ -

PRESAS (Amenaza Alta)**

-

Pequeñas Medias Altas

Tabla No 2

*Poca probabilidad de pérdidas de vida **Con poca probabilidad de altas pérdidas de vida

FUENTE: Hidrología Aplicada, Autor Ven-Te-Chow Editorial MCGraw. Hill, Primera Edición, 1989.

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 TIEMPO DE CONCENTRACIÓN Se define como el tiempo que tarda el agua precipitada en pasar del punto más alejado hasta la salida de la cuenca. En función de varias características físicas de la cuenca se determina el tiempo de concentración (Tc) y utilizando la ecuación siguiente:

Tc 

AC  1.5Lc 0.85 1.5Em

Donde: Tc = Tiempo de concentración (hrs.) Ac = Área de la cuenca en Km2. Em = Elevación media (m.s.n.m.) Lc = Longitud del cauce más largo (Km.)

TRANSITO AVENIDAS  CONCEPTO DE AVENIDA. Se entiende por avenida al estado que tiene una corriente de agua en el momento en que su caudal que ha estado aumentando, pasa a ser mayor que cierto valor especifico. Este valor específico es una cantidad fijada que puede ser: El caudal medio anual Un múltiplo del caudal medio anual Un caudal con una probabilidad de ocurrencia. El caudal de una avenida es importante para estudiar el diseño de cualquier obra hidráulica que se quiera construir en algún lugar de una cuenca. A éste lugar se le llamará el punto bajo estudio o de interés y las avenidas a predeterminarse serán las que ocurran en ese lugar. Además por avenida se entenderá, el caudal máximo que puede alcanzar dicho evento, o sea lo que se le puede llamar también avenida máxima. Una avenida llega a su valor máximo, cuando al punto bajo estudio concurre el mayor número de partículas de agua, siendo éste número función del tiempo de duración de la lluvia, de la intensidad de la misma y de la configuración de la cuenca.

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 FACTORES QUE AFECTAN UNA AVENIDA MÁXIMA

Los factores que afectan las avenidas pueden clasificarse en dos grupos que son: Factores climáticos Factores fisiográficos

Los factores climáticos son aquellos que dependen de condiciones meteorológicas, especialmente de la precipitación. Entre éstos factores podemos mencionar:  Intensidad de la precipitación: Mientras más intensa sea una lluvia se producirá una avenida mayor y viceversa.  Duración de la precipitación: Una lluvia que duro más tiempo que otra, producirá una avenida mayor, siempre que la duración sea igual o menor al tiempo de concentración de la cuenca.  Distribución espacial de la precipitación en la cuenca. Esto se refiere a la cantidad de precipitación así como a su concentración dentro del espacio físico denominado cuenca.  Dirección del movimiento de la precipitación: Si la lluvia se dirige al punto bajo estudio, la avenida será mayor.  Precipitaciones anteriores. Si ha llovido mucho anteriormente, la humedad del suelo será mayor, la Infiltración será menor y, por lo tanto, la avenida será mayor.

Los factores fisiográficos son aquellos que dependen de las características físicas de la cuenca bajo estudio. Entre éstos factores podemos mencionar:  Extensión de la cuenca: A mayor extensión del área tributaria, las avenidas tenderán a ser mayores por el efecto físico del área.  Forma de la cuenca. Si la forma de la cuenca tiende a ser circular, las avenidas serán mayores que si la cuenca tendiera a una forma alargada.  Pendiente de las vertientes. Esto está en relación directa con la velocidad de propagación de la crecida, a mayor pendiente, el agua escurre más rápido, y la infiltración será menor produciéndose mayores avenidas que si la pendiente de las vertientes fuera menor.

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 Uso de la tierra. En terrenos cultivados o en áreas construidas, la tierra está en condiciones no naturales puesto que en las áreas urbanas hay un aumento de áreas impermeables y en las áreas cultivadas con mal manejo generalmente se reduce la infiltración y ocurre un aumento de los volúmenes de escorrentía superficial, lo que produce mayores avenidas.  Permeabilidad del suelo. Este es un elemento que está en relación directa con la facilidad o dificultad del suelo para retener o soltar agua.

 IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE LAS AVENIDAS.

La Importancia de la predeterminación de una avenida es más evidente, ya que son de sobra conocidos los efectos destructivos que causan al inundar grandes extensiones cultivadas, áreas construidas u obras hidráulicas produciendo grandes pérdidas en bienes materiales, y, a veces provocando la muerte de personas. Entre las obras cuyo diseño depende de la influencia de una avenida, podemos mencionar: Puentes, depósitos de almacenamiento de agua, presas, desagües de poblaciones, drenajes de carreteras, canales, alcantarillas, vertederos, protectores de avenidas. etc. En un análisis de predeterminación de avenidas por cualquier método que se emplee, generalmente se obtiene una estimación del caudal máximo que tiene una determinada probabilidad de ocurrir y por tanto un período de cierto número de años; denominado período de diseño. La determinación de la magnitud del periodo de diseño, es un problema sumamente delicado y depende más que todo del peligro al que están sujetas vidas humanas y propiedades en casos de que la obra falle. Las crecidas pueden ser agrupadas en consideración a las causas que las engendran, en tres clases: Crecidas por lluvias. Crecidas por fusión de nieve. Crecidas por almacenamiento y fusión. Los caudales de crecidas no tienen un límite absoluto del que no es posible pasar, sino que siempre podrán producirse crecidas con probabilidad tanto más reducida cuanto mayor sea el caudal.

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Una estimación adecuada del caudal de crecidas para el proyecto de una obra es de extrema importancia ya que afecta, no sólo a la obra, sino también a la seguridad y al costo de cualquier estructura que no tenga que ver, en absoluto en el control de la crecida. Si se disminuye demasiado el valor del caudal del proyecto, se corre el riesgo de que no sólo falla totalmente la estructura y los servicios que se esperan de ella, sino que se compromete también la seguridad de las personas y propiedades situadas aguas abajo de ella, y si por el contrario, se toma un caudal de crecida extraordinariamente grande, dará por resultado una inversión elevada que puede afectar la factibilidad económica de un proyecto. En el estudio de frecuencia de crecidas para dimensionar las obras, debe tenerse en cuenta la posibilidad de que se produzcan victimas, en cuyo caso deben imponerse valores más elevados de caudal de crecidas para el que se han de dimensionar las obras. Si un fallo en la obra puede causar pérdidas de vidas humanas o cuantiosos daños materiales, al margen de los daños propios de la obra, entonces debe operar un alto grado de seguridad con el fin de mantener intacta la obra, aún estando sometida a las más severas crecidas. Al no quedar amenazadas vidas y daños cuantiosos, la decisión final estará basada únicamente en razones económicas. La crecida de proyecto para una obra de gran importancia, que por fallo ocasione pérdidas cuantiosas (vidas, daños excesivos, etc., debe ser la máxima, pues no debe aceptarse riesgo alguno). En proyectos de menor importancia no será necesario el cálculo con la crecida máxima pues la rotura de la estructura no implicaría esas pérdidas antes mencionadas. Al escoger una crecida menor a la máxima probable , se acepta un riesgo motivado por consideraciones económicas; es decir, no se ignoran las condiciones de seguridad totalmente, sino que prevalecen las consideraciones de tipo económico. La importancia económica de la predeterminación de caudal máximo probable de las crecidas de un curso de agua, en un punto dado es evidente por razón de los efectos destructivos y la necesidad de calcular ciertas obras apropiadas con vistas a esa posibilidad; la luz de los puentes, las dimensiones de los aliviaderos de crecidas o vertederos de las presas, la altura de los diques de protección contra la inundación, etc., son esencialmente determinados por la crecida probable a que esas obras deberán hacer frente habida cuenta de ciertas consideraciones de economía óptima.

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 DETERMINACIÓN DE CRECIDAS.

Son varios los problemas que pueden ocasionar las Crecidas Máximas, entre ellos pueden citarse las inundaciones, la socavación en pilas de puentes, y el arrastre de sedimentos. Las obras hidráulicas empleadas para controlar las Avenidas Máximas, no se orientan Únicamente a salvar obstáculos en una carretera, a la protección de complejos habitacionales, etc. sino que también a la recuperación de tierras que se inundan continuamente, para que sean utilizadas en la agricultura. Las crecidas máximas pueden ser provocadas por la precipitación pluvial, por fusión de nieve y por almacenamiento y fusión de hielo como ya se menciono anteriormente. En El Salvador 105 grandes eventos hidrológicos son producidos Únicamente por la lluvia; presentándose coma casos críticos 105 temporales, que poseen una intensidad de precipitación de débil a moderada. Bajo esta situación los caudales máximos se dan coma respuesta a 105 chubascos que ocurren durante el temporal cuyo efecto es más notorio dado el grado de saturación que posee el suelo, lo cual disminuye su capacidad de infiltración y provoca escurrimientos mayores.

MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DE CRECIDAS Desde un punto de vista técnico económico la correcta estimación de los caudales de máxima crecida, es cada vez más importante para dimensionar correctamente sistemas de desagües de obras Civiles y reducir o evitar daños en cauces fluviales, zonas regables núcleos urbanos. La existencia de un gran número de procedimientos de cálculo de crecidas sin que ninguno de ellos se halla adoptado unánimemente indican la magnitud y complejidad del problema. Esto es consecuencia de la insuficiente extensión de las series hidrol6gicas utilizables, falta de garantías y regularidad de valores extremos etc. Debido a esta complejidad que resulta, no solo es recomendable sino absolutamente necesario el estudio del problema por distintos métodos: Empíricos. Estadísticos. Hidrológicos o Hidrometeorológicos.

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Correlación hidrológica y modelos. Siendo los modelos hidrológicos los que tienen un mayor sentido físico e hidrológico permitiendo estudiar aceptablemente el fenómeno de máxima crecida.

 MÉTODOS EMPÍRICOS. Los métodos empíricos son procedimientos que se basan en informaciones de general que se obtienen de corrientes de agua ya estudiadas ya sea de mismas cuencas o de otras. Son aplicables solamente a cuencas cuyas características son similares a las que sirvieron para deducirlos y aún en este caso deben aplicarse con mucho cuidado. La ventaja de estos métodos es que son de fácil y rápida aplicación. Algunos de estos métodos son los siguientes: Avenidas Históricas Curvas Envolventes Fórmulas Empíricas.

Avenidas históricas: Esto método de predeterminación de avenidas consta de tres pasos que son: Determinación de la altura de agua máxima alcanzada por la corriente. Estimación de la avenida máxima observada. Estimación de la avenida máxima posible. La determinación de la máxima altura de agua alcanzada por una corriente en el pasado, se logra por uno o varios de los siguientes procedimientos: Buscar señales que han dejado grandes avenidas, generalmente son obras construidas en el río: Puentes, muros, etc. Preguntando a los habitantes del lugar sobre las mayores alturas de las cuales tengan referencia. Buscar en archivos o crónicas locales, algún dato referente a grandes avenidas pasadas. Para estimar la máxima avenida posible en el futuro, se toma la avenida máxima observada y se le afecta de un factor de seguridad cuyo valor depende de la

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confianza que se les tenga a los datos obtenidos, de la amplitud de los períodos considerados y de la variación del régimen de agua.

Formulas empíricas Las fórmulas empíricas surgieron de la necesidad de estimar avenidas de ríos donde, prácticamente, no se tenían el número de datos suficientes para efectuar un cálculo de confianza y donde se podían aplicar con un buen margen de seguridad, sin poner en peligro las vidas humanas ni aumentar excesivamente los costos de ingeniería civil. Estas fórmulas están en función de las principales características de las cuencas y tienen coeficientes que toman en cuenta las demás características. Con el objeto de facilitar el estudio, las fórmulas se dividen según el factor que toman en consideración así: Fórmulas en función del área de la cuenca Fórmulas en función de varios factores de la cuenca Fórmulas en función de la frecuencia de las avenidas. Formulas en función de área de la cuenca: Fórmulas de las curvas Q CA envolventes: Fórmula

de

Fanning: Q = 2.5A5/6

Fórmula de DIckInS:

Q = 6.9A3/4

Fórmula de Ryves:

Q = 8.5A2/3

Fórmula de Valentini:

Q = 27 A

Fórmula de Ganguille

Q =25/(5+A)

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Fórmula de Gutmann:

Q = 2832A/ (96+A)

Fórmula de Santi:

Q(m3/s)  CA1/2  A  1000Km2 Q(m3/s)  CA2/3  A  1000Km2 33  T  100 años  C50  T  500 años 60  T  1000 años 

Fórmula de Creager(simplificada):

Q(m3/s)  0.55CAA 0.05  C  30

Fórmula de Scimeni:

 600  q(m 3 /s/Km 2 )    1  A  1000Km2  A  10 

Fórmula de Forti:

 500  q(m 3/s/Km 2 )  3.25  0.5   A  1000Km2  A  125 

Fórmula de Zapata:

Q(m3/s)  21A0.6

Fórmula de Kuickling:

 1.246  Q(m3 /s)    0.22 A ordinarias  A  440   3.596  Q(m3 /s)    0.08 A extraordin arias  A  958 

Tabla No 3

Fórmulas en función de varios factores de la cuenca:

Formula de Possenti:

Q = Hm / L (Am + Ap/3)

Fórmula de Paladini:

Q =  (1/0.0804) Hm A

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Fórmula en función de le frecuencia de las avenidas:

Fórmula de Fuller: Q (T) = Q1 (1 + 0.8 Iog T) (1 + (2.66 / A0.3)) Las fórmulas empíricas no se deben usar a menos que no sé tenga otra forma de predeterminar una avenida. Su aplicación ha dado lugar en muchos casos a subevaluaciones de caudales que han provocado accidentes serios.

 MÉTODOS ESTADÍSTICOS. El diseño y la planeación de obras hidráulicas están siempre relacionadas con eventos hidrológicos futuros; por ejemplo, la avenida de diseño para el vertedor de una presa es un evento que tal vez no se ha presentado jamás, o al menos no en el periodo de datos disponible, pero que es necesario conocer para determinar las dimensiones de la obra. La complejidad de los procesos físicos que tienen lugar en la generación de esta avenida hace, en la mayoría de los casos, imposible una estimación confiable de la misma por métodos basados en las leyes de la mecánica o la física, sea porque estos métodos son insuficientes, sea porque el modelo matemático resultante sería exageradamente grande, complicado y difícil de manejar. Por ello, y como sucede en la mayoría de las ciencias, con mucha frecuencia el estadístico es el camino obligado en la solución de los problemas. En particular, la probabilidad y la estadística juegan un papel de primer orden en el análisis hidrológico. En esta parte del trabajo se dará una introducción al análisis estadístico en hidrología. Para ello se estudiarán las principales funciones de distribución de probabilidad usadas en hidrología y por último, se analizarán los límites de aplicabilidad de las diferentes funciones. Aunque esta parte está principalmente enfocada a la determinación de caudales de pico de diseño, los métodos pueden, en general, aplicarse también a otro tipo de problemas, como los relacionados con volúmenes mensuales de escurrimiento o caudales mínimos anuales por ejemplo.

Funciones de distribución de probabilidad usadas en hidrología. Una vez que se asigna un periodo de retorno al caudal de diseño de la obra en cuestión generalmente es necesario, para conocer dicho caudal de diseño, hacer

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extrapolaciones a partir de los caudales máximos anuales registrados, pues rara vez este periodo es menor al periodo de datos. Por ejemplo, puede ser necesario determinar un caudal de diseño con periodo de retorno de 1000 años a partir de 25 años de registro. Si los caudales máximos anuales registrados se dibujan contra sus respectivos periodos de retorno, generalmente se observa alguna tendencia más o menos definida. El problema radica en cómo extender esta tendencia hasta el periodo de retorno deseado. Una posibilidad es extrapolar los datos a ojo, es decir, gráficamente. Aunque este método puede dar muy buenos resultados si se aplica por una persona con experiencia, tiene la desventaja de la subjetividad; esto es, si veinte ingenieros diferentes lo aplican, es probable que el resultado sean veinte gráficas diferentes. Para eliminar esta subjetividad, se debe buscar entre las distintas funciones de distribución de probabilidad teóricas la que se ajuste mejor a los datos medidos, y usar esta función para la extrapolación. En la estadística existen decenas de funciones de distribución de probabilidad teóricas; de hecho, existen tantas como se quiera, y obviamente no es posible probarlas todas para un problema particular. Por lo tanto, es necesario escoger, de esas funciones, las que se adapten mejor al problema bajo análisis. Entre las funciones de distribución de probabilidad usadas en hidrología se estudiarán las siguientes: Normal. Lognormal. Pearson III. Gumbel. Funciones para dos poblaciones. Las funciones anteriores, aún cuando son las más comúnmente usadas en la hidrología aplicada, no son todas, pues el enfoque de este trabajo no es exhaustivo. No obstante, se presentan las bases necesarias para estudiar cualquier función de distribución de probabilidad. Las funciones normal y log normal son generalmente apropiadas para variables aleatorias que cubren todo el rango de valores de los resultados posibles del experimento bajo análisis, como por ejemplo los volúmenes de escurrimiento mensual en un río. Las funciones Gumbel se desarrollaron para el análisis de los valores extremos de dichos resultados como los caudales máximos o mínimos anuales. La función Pearson ocupa un lugar intermedio.

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 MÉTODOS HIDROLÓGICOS O HIDROMETEOROLÓGICOS.

Los métodos Hidrometeorológicos son aquellos que permiten predeterminar avenidas analizando datos de lluvia y algunas características físicas de la cuenca, su aplicación sólo se puede hacer cuando sé a adquirido previamente ya sea experimentalmente o por análisis de casos análogos, un buen conocimiento de la distribución de los grandes aguaceros precipitados en la cuenca para poder determinar la intensidad que produce la avenida máxima así como la probabilidad de ocurrencia, tanto del aguacero como de la avenida que produce. Los métodos más aplicables son: Fórmula Racional Método de las Isócronas Hidrograma Unitario De lo anteriormente expuesto se deduce que los métodos Hidrometeorológicos se aplican cuando se dispone de datos de lluvia (método racional), o bien, cuando se dispone de datos de lluvia y de avenidas reales (Hidrograma unitario) y el método de las Isócronas que no es más que una modificación en la aplicación de la fórmula racional.

 FORMULA RACIONAL Esta fórmula establece una relación entre el caudal en función del área de la cuenca y la Intensidad de lluvia, a pesar de ser fórmula , se considera como un método, dado que por su estructura es aplicable en condiciones climatológicas propias del lugar estudiado (Este método también se describió en el aparado de relación lluvia-escurrimiento) .

La fórmula se enuncia así:

Q = 16.67 CIA Donde: Q = Caudal máximo instantáneo (m3/seg.). C = Coeficiente de escorrentía (adimensional). I = Intensidad de lluvia (mm/min.) A = Área de la Cuenca (km2)

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 MÉTODO DE LAS ISÓCRONAS. Para desarrollar éste método hay que tomar en cuenta dos variables importantes: Intensidad de la precipitación y la Velocidad de propagación de la onda de crecidas, ésta última suele suponerse constante e independiente de la intensidad, para la fijación de los valores de la velocidad de propagación de la onda, se utilizan datos directos o son estimados por fórmulas empíricas, métodos estadísticos o por comparación con otras cuencas con características similares. En cuanto a la duración de la lluvia, los valores máximos de crecidas corresponden a eventos lluviosos cuya duración sea del orden del tiempo de concentración. Se suele hacer además la hipótesis de que las lluvias más desfavorables pueden ocurrir en cualquier zona de una región y que las crecidas se propagan con velocidad constante a lo largo de los cauces. Para aplicar el método de las Isócronas es necesario descomponer la superficie de la cuenca en un cierto número de sectores, limitado por líneas (isócronas) en las que una gota de agua tarda en llegar tiempos sucesivos de valor t, 2t, 3t, siendo t la unidad de tiempo considerada. El intervalo de tiempo de separación entre Isócronas debe calcularse para que el número de zonas delimitadas sea cinco, como mínimo. Una vez fijado el intervalo, se definen o calculan las longitudes de los cauces principales y el mayor número de cauces secundarios, hasta obtener el número suficiente de puntos para encajar las curvas Isócronas, que se trazan con los siguientes criterios: Las Isócronas cortan ortogonalmente a los cauces, presentando su concavidad hacia aguas abajo. Las Isócronas cortan a las divisorias, formando ángulo agudo hacia aguas arriba. Si una Isócrona llega a una divisoria parcial o total, sigue por la divisoria hasta encontrar la misma Isócrona de la cuenca contigua.  HIDROGRAMA UNITARIO. Es un método que trata de establecer un modelo de orden lineal por medio del cual se puede determinar el caudal en función de la cantidad de lluvia precipitada, asumiendo ó considerando que las pérdidas por infiltración se mantienen constantes. Para la calibración de dicho modelo se hace necesario el conocimiento de datos de caudales instantáneos, así como del tipo de aguaceros que los produce, por lo que su aplicación tiene ciertas limitaciones ya que sin información de base es prácticamente imposible su aplicación.

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CAPÍTULO II: CUENCA DEL RÍO MANDINGA  UBICACIÓN PARTICULAR

DE CUENCA RIO MANDINGA

Ubicación general de la cuenca del rio mandinga (región E), cuadrante 2256 I La cuenca del rio Mandinga se encuentra ubicada en la zona occidente de el salvador, la cual está situada en el departamento de Sonsonate (Latitud: 13.5436 Longitud: -89.6956), REGION E con desembocadura en a un costado de playa barra salada de Sonsonate punto geodésico UTM 13.53007, -89.70605. municipios Sonsonate y parte del municipio de Cuisnahuat. cuadrante oficial 2256 I de la república de el salvador. La zona baja (casi un 5% del área), se encuentra en la zona de planicie. Muchos ríos tienden a desaparecer a medida transcurre la época seca. La zona baja está constituida por sedimentos aluviales, esta zona se puede considerar de bajo potencial de escorrentía y un máximo poder de infiltración. La zona está prácticamente limitada por la carretera del Litoral.  DIVISIÓN POLÍTICA La Cuenca Rio Mandinga se encuentra dividida en los Municipios:  

Cuisnahuat Sonsonate.

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CANTIDAD Y TIPO DE PRODUCTORES AGRÍCOLAS

MUNICIPIO DE SONSONATE: Cantidad y tipo de productores agrícolas de granos básicos, Ciclo 2006-2007 Tipo y número de productores Pequeños Comercial Total Cantidad de Productores

653

2672

3325

%

20%

80%

100%

Fuente: Elaborado por SIGMuni con base en IV Censo Agropecuario 2007-2008. (*) SIGMuni, cálculos con base en datos IV Censo Agropecuario MUNICIPIO DE SONSONATE: GRANO BASICO POR TOTAL DE PRODUCTORES, AREA SEMBRADA, COSECHA Y PROMEDIO DE QUINTALES POR MANZANA, CICLO 2006-2007. Nombre del producto

Total de productores

Total area sembrada (MZ)

Proporcion del total de area

Cosecha total en quintales

Proporcion de produccion total granos

En quintales por manzana

Maiz

3034

2,624

65%

97,397

78%

37

Frijol

349

145

4%

1,290

1%

9

Sorgo

1142

1,235

31%

24,950

20%

20

Arroz

13

14

0%

850

1%

60

Total

4,538

4,018

100%

124,487

100%

126

Fuente: Elaborado por SIGMuni con base en IV Censo Agropecuario 2007-2008.

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MUNICIPIO DE SONSONATE: GRANO BASICO POR TIPO DE PRODUCTOR, AREA SEMBRADA, QUINTANTLES Y PROMEDIO DE QUINTALES POR MANZANA, CICLO 2006-2007. Nombre del producto

Tipo de productor

Numero de productores

Area sembrada (MZ)

Cosecha (QQ)

Productividad (QQ por MZ)

Maíz

Comercial

408

566

23,444

41

Maíz

Subsistencia

2626

2,058

73,953

36

Frijol

Comercial

74

39

310

8

Frijol

Subsistencia

275

107

980

9

Sorgo

Comercial

226

407

8,143

20

Sorgo

Subsistencia

916

828

16,807

20

Arroz

Comercial

1

3

234

80

Arroz

Subsistencia

12

11

616

55

4,538

4,018

124,487

270

Total

Fuente: Elaborado por SIGMuni con base en IV Censo Agropecuario 2007-2008.

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ASPECTOS DEL MUNICIPIO EN EL CONTEXTO REGIONAL DEL MUNICIPIO DE CUISNAHUAT El municipio de Cuisnahuat está limitado por los siguientes municipios: al norte, por Sonsonate, Caluco y San Julián; al este, por San Julián y Santa Isabel Ishuatán; al sur, por Santa Isabel Ishuatán y Sonsonate; y al oeste, por Sonsonate. La cabecera municipal de Cuisnahuat está situada en la zona centro del territorio municipal, y su altitud es 410.0 metros sobre el nivel del mar. Está ubicada a 34 kilómetros de la ciudad de Sonsonate, aunque esta cifra se reduce a 22 si se utiliza la carretera no pavimentada directa por Nahulingo. Sus coordenadas geográficas centrales son: 13° 41' 18" LN y 89° 41' 10" LWG. El casco urbano de Cuisnahuat se encuentra ocupando una zona rodeada por terrenos de ondulados a montañosos, en un territorio montañoso con pendientes fuertes hacia el noreste, suroeste y noroeste. Los elementos físicos más importantes son cuatro cerros ubicados próximos al área urbana: Cerro Piltepeque (385.0 m.s.n.m.) al oeste; Cerro El Mestizo (293.0 m.s.n.m.) al oeste; Cerro La Iguanera (291.0 m.s.n.m.) al oeste y el Cerro El Palmar (253.0 m.s.n.m.) al suroeste. Muy próximos al núcleo corren también tres ríos: Apancoyo, Los Dos Ríos y el Río Tazulá.

En el cuadro siguiente se presentan algunos datos básicos del territorio de Cuisnahuat:

En relación con los 19 municipios de la Región de Sonsonate es el 8º municipio más grande por su superficie y el 7º más pequeño por su población.

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Municipios comprendidos dentro de la región E.

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REGION E La Región se divide en las unidades siguientes: montañas del Bálsamo, llanura costera de Sonsonate, región de esteros de la Barra Salada y manglares. El drenaje de toda la Región se verifica a través de ríos de recorrido medio, que nacen en su mayoría en las faldas de las montañas del Bálsamo. El drenaje en la zona montañosa es en su mayor parte del recorrido de tipo dendrítico, con un ángulo de llegada de los afluentes en un rango de pendientes desde 5% hasta pendientes 60% como producto de la dureza del material que constituye la base del recorrido. En la zona baja el drenaje es paralelo y en el área este, se torna un poco caprichoso, debido a la consistencia del material aluvial por el cual corren. Los ríos de la Región tienen una longitud promedio de 23 km, con una pendiente media del 34 % y una elevación promedio de 544 msnm. Las características físicas de los principales ríos se presentan en la tabla

Características Físicas de los Principales Ríos de La Región Hidrográfica E

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Mapa de curvas de la region E Departamento Sonsonate , La libertad

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OROGRAFÍA (elevaciones y montañas) existentes de una zona región E Eleveciones que van desde los 0 metros hasta los 1100 metros de elevacion . La Región se divide en las unidades siguientes: montañas del Bálsamo, llanura costera del Río Jiboa, llanura costera de Sonsonate, región de esteros de la Barra Salada y manglares. Listado de los cerros tomados del cuadrante 5565 I (cuisnahuat), que forman parte de la cuenca hidrografica del rio mandinga.

Elevaciones de acuerdo al cuadrante 2256 I (CUISNAHUATH) De acuerdo al cuadrante 2256 I nuestra cuenca tendría elevaciones que van desde los cero metros de elevación parte baja hasta los 600 metros parte alta

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El mapa geológico fue elaborado por la Misión Geológica Alemana a través de un estudio geológico iniciado en 1967 y finalizado en el año 1977. Usado actualmente (2018)

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GEOMORFOLOGÍA CUENCA RIO MANDINGA NUESTRO MAPA GEOLOGICO

(DEPARTAMENTO DE SONSONATE)

SEGÚN

DEPOSITOS ACUATICOS CON INERCALACIONES DE PIROCLASTITAS DE LA FORMACION DE SAN SALVADOR (PERIODO CUATERNARIO) EPOCA HOLCENO Holoceno EL HOLOCENO ES EL ÚLTIMO PERIODO DE LA ERA CENOZOICA. ABARCA DESDE EL FINAL DEL PLEISTOCENO (HACE APROXIMADAMENTE 11.500 AÑOS) HASTA LA ACTUALIDAD.

EPICASTITAS VOLCANICAS Y PIROCLASTITAS LOCALMENTE EFUSIVAS INTERMEDIAS INTERCALADAS (FORMACION BASALTO) PERIODO TERCIARIO EPOCA MILOCENO.

Para la sección de nuestra cuenca contaríamos con los siguientes datos geomorfológicos .

EL MIOCENO ES UNA DE LAS PARTES EN QUE SE DIVIDE LA ERA CENOZOICA. ABARCA DESDE EL FINAL DEL OLIGOCENO (HACE APROXIMADAMENTE 23 MILLONES DE AÑOS) HASTA PRINCIPIOS DEL PLIOCENO (HACE APROXIMADAMENTE 5,3 MILLONES DE AÑOS).

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Para el departamento de Sonsonate en general.

B3 efusivas básica, b2 efusivas básicas- intermedias , piroclastitas , epiclastitas volcánicas subordinadas(estratos no diferenciados edificios volcánicos),b1 epiclastitas volcánicas y piroclastitas localmente efusivas intermedias intercaladas. (FORMACION BASALTO)

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FORMACION S5`b Cono de acumulación (escrias,tobas de lapilli, cinder). S5`a efusivas básicas intermedias.s3`a piroclastitas acidas espiclastitas piroclastitas volcánicas(tovas color café) .s2 efusivas básica-intermedias piroclastitas subordinas (formación san salvador)

Mapa de fallas inundaciones deslizamientos del departamento de Sonsonate.

Amenazas: Deslizamiento: Son 16 municipios que conforman Sonsonate, de los cuales 12 son los que se ubican en zonas de alta susceptibilidad de deslizamientos. Sonsonate se encuentra ubicado entre dos grandes cordilleras; al Este inicia la Cordillera del Bálsamo y al Nor Oeste la Cordillera Apaneca-Lamatepeque. Las zonas de mayor susceptibilidad a deslizamientos están asociadas a estas dos cordilleras, mientras que otras en menor cantidad están asociadas a cauces de algunos ríos, tales como los ríos Ceniza y Tecuma (Nahulingo) y el río Chiquihuat entre los municipios de Sonsonate, Izalco y Caluco.

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Inundación: 4 son los municipios que se encuentran en zonas de inundación, estos son los siguientes: Sonsonate, Santa Isabel Ishuatán, Cuisnahuat y Acajutla. Este último es donde se ubica el puerto marítimo más importante del país. Las zonas de inundación están asociadas a la costa del departamento, esto no descarta algunas ciudades donde durante la época de lluvia experimentan inundaciones de tipo urbana. Infraestructura: Se encontraron en Sonsonate un total de 203 iglesias, de las cuales 63 (31%) se ubican en zonas de alta susceptibilidad por deslizamientos y 18 (9%) en áreas de inundación. Un patrón similar al de las escuelas. La cabecera departamental conecta con San Salvador por medio de la CA-8 (autopista), el departamento también es servido por carreteras de primer nivel, de las cuales las que se encuentran en mayor susceptibilidad de sufrir daños por deslizamiento son los tramos de la CA-12 (Sonsonate-Juayua), Carretera Los Naranjos y la CA-8 a lo largo de su recorrido por el departamento. La Carretera del Litoral es la más susceptible a sufrir daños por inundación, especialmente en sus tramos en los municipios de Sonsonate y Acajutla.

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VEGETACION (DEPARTAMETO DE SONSONATE)

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Los cultivos que más predominan son los granos básicos, estos están dispersos en toda el área de la región. En la parte alta, siguiendo la línea divisoria de la Región, el cultivo que predomina es el café, y en la parte baja más que todo en la cuenca baja del Río Comalapa y en el borde que limita con la cuenca del Grande de Sonsonate (cuenca del Río Mandinga), el cultivo que predomina es la caña de azúcar. En la tabla (SNETSIG) se presentan los usos más importantes del suelo en la Región.

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HIDROGRAFIA

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CONCLUSIONES

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RECOMENDACIONES

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BIBLIOGRAFIA 

Consulta sobre mapas hidrográficos del departamento de Sonsonate



Monografías del departamento y sus municipios de Sonsonate



Ministerio de obras públicas



FUNDAMENTOS DE HIDROLOGIA DE LA Aparicio Mijares.



Guion de clases de la materia de Hidrología.



Apuntes de clases



Hidrología para estudiantes de ingeniería Civil



http://diegocris.blogspot.com/



http://www.marn.gob.sv/



Clasificación de ríos por cuencas hidrográficas de El Salvador , C.A. Ministerio de Agricultura y Dirección genera de Ordenamiento Forestal, cuenca, y ríos.

SUPERFICIE. Francisco J.

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ANEXOS

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