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ESTUDIO HIDROLOGICOLOS ESTUDIOS HIDROLÓGICOS SON FUNDAMENTALES PARA

1) El diseño de obras hidráulicas, para efectuar estos estudios se utilizan frecuentemente modelos matemáticos que representan el comportamiento de toda la cuenca en estudio.

2) El correcto conocimiento del comportamiento hidrológico de un río, arroyo, o de un lago es fundamental para poder establecer las áreas vulnerables a los eventos hidrometeorológicos extremos; así como para prever un correcto diseño de obras de infraestructura vial.

3) Su aplicación dentro del Manual está dada en la determinación de los caudales de diseño para diferentes obras de drenaje.

4) Para la elaboración de un estudio o informe de Hidrología, la actividad de estudio de campo a lo largo del proyecto vial, es de carácter obligatorio, por parte del o los especialista (s) a cargo de los estudios hidrológicos e hidráulicos.

ANÁLISIS HIDRÁULICO

ELEVACIÓN MEDIA:

Para el cálculo de la elevación media existen dos métodos: � El método de la curva hipsométrica, que por ser un método gráfico, a nuestro juicio es menos preciso. 43 � El método de las sumas acumuladas, en el cual para el cálculo de la elevación media se realizó el siguiente procedimiento: Sobre el plano cartográfico se demarcaron cuidadosamente las curvas de nivel en intervalos de cien metros sobre las cuencas delimitadas de las quebradas ver plano EH-02, Hoja 1/1, luego se calculó el área entre las curvas marcadas para cada una de las cuencas, y también la elevación media entre curvas. La ecuación matemática de este método para el cálculo de la elevación media es la siguiente:

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Em = ∑ Ac. Em’/ At

Dónde:

Em = Elevación media, msnm Ac = Área entre dos curvas de nivel, km2 Em’ = Elevación media entre dos curvas de nivel sucesivas, msnm At = Área de la cuenca, km2

PENDIENTE MEDIA: Para el cálculo de la pendiente media se utiliza la siguiente expresión: Sm = L. D. / Ac.

Dónde: Sm = Pendiente media en % L = Sumatoria de todas las curvas de nivel dentro de la cuenca en km D = Intervalo entre dos curvas de nivel consecutivas en km Ac = Área de la Cuenca La longitud de las curvas de nivel para cada una de las cuencas se calculó por medio del programa AutoCAD.

PRECIPITACION:

Comúnmente conocida con el nombre de lluvia se presenta cuando las masas de aire de la atmósfera se enfrían lo suficiente para llegar al punto de saturación. La lluvia que cae en un sitio dado difiere de la que cae en sitios relativamente cercanos; por lo cual existen las denominadas estaciones meteorológicas las cuales proporcionan datos de precipitación generalmente en milímetros de lluvia que sirven de base para cualquier estudio hidrológico e hidráulico. Los datos que proporcionan las estaciones meteorológicas se obtienen a través de aparatos llamados pluviómetros y pluviógrafos de los cuales se tienen registros históricos que se obtienen en el Ministerio de Agricultura y Ganadería. Debido a las variaciones que presentan las lluvias en una cuenca se hace necesario el cálculo de una precipitación promedio

CAUDAL MAXIMO:

Entiéndase por Caudal la cantidad de un líquido que circula por un punto en período de tiempo. El cálculo de los caudales es importante porque con este se determina el nivel del agua en los puntos de interés, con el cual se delimita la altura de la estructura de los puentes. Para determinar el caudal se hará uso del Método Racional, cuya ecuación se expresa de la siguiente manera:

Dónde:Q = Caudal máximo en m3/segC = Coeficiente de escorrentía adimensional

Q=16.67 C.I.A

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I = Intensidad de diseño en mm/minA = Área de la cuenca en km2

TIEMPO DE CONCENTRACION:

Se define como tiempo de concentración al tiempo que tarda la lluvia en desplazarse desde el punto más alejado hasta el punto de interés. La expresión matemática para el cálculo del tiempo de concentración está expresada de la siguiente manera:

Tc = (√ Ac . + 1.5 Lc ) / 0.85√ EmDónde : Tc = Tiempo de concentración en hr Ac = Área de la cuenca en km2 Lc = Longitud del cauce mas largo en km Em = Elevación media en mt

COEFICIENTE DE ESCORRENTIA:El coeficiente de escorrentía es la relación entre la lluvia escurrida y la lluvia caída, y depende de las características y condiciones de la superficie del suelo

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VALORES DEL COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO

CALCULO DE LA INTENSIDAD DE DISEÑO:

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Para el cálculo de la intensidad de lluvia se buscaron registros históricos de estaciones meteorológicas circundantes a la zona de estudio, de las cuales solamente la estación El Papalón cuenta con estos registros de intensidades de lluvia desde el año 1961 a 1983 con periodos de duración desde 5 a 360 minutos, haciendo un total de 23 años de registro, los datos obtenidos se presentan en la tabla 4-12. Estos datos se ordenaron por cada periodo de tiempo en orden ascendente y se calculó la probabilidad de ocurrencia llamada también Frecuencia, la cual se calcula mediante la expresión:

F = m/ (n+1)Dónde:

F = Probabilidad de ocurrencia m = Posición que ocupa una determinada intensidad n = Número de datos