Conceptos de Hidrologa e Hidrulica Aplicada a Manejo de Cuencas

Fuente: Ing. MSc. Sergio Velsquez

Concepto de HidrologaLa Hidrologa es la ciencia natural que estudia al agua, su ocurrencia, circulacin y distribucin en la superficie terrestre, sus propiedades qumicas y fsicas y su relacin con el medio ambiente, incluyendo a los seres vivos.

Importancia de la HidrologaDeterminar caudales de una fuente (ro, nacimiento, pozo) para:abastecimiento de agua potable a una poblacinabastecimiento de agua a una industriasatisfacer la demanda de un proyecto de irrigacinsatisfacer la demanda de un proyecto de generacin de energa elctricapermitir la navegacin

Importancia de la HidrologaDisear obras como:alcantarillaspuentesestructuras para el control de avenidaspresasvertedoressistemas de drenajeagrcolapoblacionescarreterasAeropuertosSe disean para un evento determinado: precipitacin-escorrenta

Importancia de la HidrologaFuente de informacin para otras herramientasSIGModelos erosinModelos hidrulicosModelos de evaluacin de tierras

El Ciclo Hidrolgico (agua)Conjunto de cambios que experimenta el agua en la naturaleza, tanto en su estado (slido, lquido, gaseoso), como en su forma (agua superficial, agua subterrnea, etc.)Vara en el espacioVara en el tiempoNo tiene ni principio, ni finLa Hidrologa solamente estudia la fase en la que la precipitacin toca tierra hasta el retorno del agua a la atmsfera.La fase atmosfrica corresponde a la Meteorologa y el agua en los ocanos a la Oceanografa.Irregular

El Ciclo Hidrolgico

Enfoque de los problemas hidrolgicosProcesos naturales son sumamente complejosNo siempre se puede aplicar una ley fsica fundamental para calcular un resultadoEs necesario hacer anlisis estadsticos (Probabilidades)

Definicin de Cuenca HidrolgicaLa definicin de cuenca hidrolgica es ms integral que la de cuenca hidrogrficaLas cuencas hidrolgicas son unidades morfolgicas integrales y adems de incluir todo el concepto de cuenca hidrogrfica, abarcan en su contenido, toda la estructura hidrogeolgica subterrnea del acufero como un todo.

Divisin de la cuenca como unidad de gestin Subcuenca: es toda rea que desarrolla su drenaje directamente al curso principal de la cuenca. Varias subcuencas pueden conformar una cuenca.Microcuenca: es toda rea que desarrolla su drenaje directamente a la corriente principal de una subcuenca.Varias microcuencas pueden conformar una subcuenca.Quebradas: es toda rea que desarrolla su drenaje directamente a la corriente principal de una microcuenca.Varias quebradas pueden conformar una microcuenca.

Delimitacin de cuencasLas cuencas pueden ser delimitadas de varias formas:Manual: Siguiendo simples reglas de trazado

Delimitacin de cuencasComputarizada o automticaSe hace a partir de las curvas a nivel y la red hidrogrfica digitalizadasPuede presentar algunos problemas para su delimitacin principalmente en el rea cercana al punto de aforo.Depende de un insumo llamado Modelo de Elevacin Digital (MED) o Modelo de Elevacin de Terreno (MET).

Delimitacin automatizada de cuencasGeneracin del MEDQuemado o Marcado de los rosMED sin depresiones locales (Fill sinks)Grid de Direccin de FlujoGrid de Acumulacin de FlujoTrazado automtico

Caractersticas fsicas de la cuencaSuperficie o reaPermetroTopografa (curva hipsomtrica y curva de frecuencia de altitudes)Altitudes caractersticasndices representativos

Superficie o reaAutomatizada o computarizadaPor medio de un SIG.En ArcView 3.3 se aplica la extensin Mila Utilities 3.2.El proceso se hace de manera automtica y el rea se agrega a la tabla de atributos de la cuenca.

PermetroAutomatizado o ComputarizadoPor medio de un SIG.En ArcView 3.3 se aplica la extensin Mila Utilities 3.2.El proceso se hace de manera automtica y el permetro se agrega a la tabla de atributos de la cuenca.

Curva hipsomtricaEs la curva que puesta en coordenadas rectangulares, representa la relacin entre la altitud, y la superficie de la cuenca que queda sobre esa altitud.

Curva hipsomtricaSe debe calcular las reas entre curvas a nivelSe calcula por medio del planmetro o por medios gravimtricosSe puede calcular por SIG

Curva hipsomtrica

Altitudes caractersticasAltitud media: es la ordenada medida de la curva hipsomtrica, donde el 50 % del rea de la cuenca, est situado por encima de esa altitud y el 50 % est situado por debajo de ella.Altitud mas frecuente: es el mximo valor en porcentaje de la curva de frecuencia de altitudes.Altitud de frecuencia 1/2: es la altitud correspondiente al punto de abscisa de la curva de frecuencia de altitudes.

Indice o Factor de Forma (F)Expresa la relacin, entre el ancho promedio de la cuenca y su longitud

Indice o Factor de Forma (F)A mayor F mayor posibilidad de tener una tormenta intensa simultnea sobre toda la extensin de la cuenca

Pendiente de la CuencaTiene una relacin importante y compleja con la infiltracin, la escorrenta superficial, la humedad del suelo, y la contribucin del agua subterrnea a la escorrentaControla el tiempo de escurrimiento y concentracin de la lluvia en los canales de drenaje

Pendiente de la CuencaCriterios para evaluar la pendienteCriterio de AlvordCriterio de HortonCriterio de NashCriterio del rectngulo equivalente

Criterio de AlvordEste criterio est basado, en la obtencin previa de las pendientes existentes entre las curvas de nivel.

Pendiente del cauceImportante paraAprovechamiento hidroelctricoSolucin de problemas de inundaciones.La pendiente del cauce se puede considerar como el cociente, que resulta de dividir, el desnivel de los extremos del tramo, entre la longitud horizontal de dicho tramo.Existen varios mtodos para obtener la pendiente de un cauce

Metodos para obtener pendiente del caucePendiente uniformeCompensacin de reasEcuacin de Taylor y Schwarz

Pendiente UniformeConsidera la pendiente del cauce, como la relacin entre el desnivel que hay entre los extremos del cauce y la proyeccin horizontal de su longitudEl mtodo puede utilizarse en tramos cortos del ro.

Red de DrenajeLas caractersticas de una red de drenaje, pueden describirse principalmente de acuerdo con:El tipo de corrientesEl orden de las corrientesLongitud de los tributariosDensidad de corrienteDensidad de drenaje

Tipo de CorrientesCorriente efmera, es aquella que solo lleva agua cuando llueve e inmediatamente despus.Corriente intermitente, lleva agua la mayor parte del tiempo, pero principalmente en poca de lluvias; su aporte cesa cuando el nivel fretico desciende por debajo del fondo del cauce.Corriente perenne, contiene agua todo el tiempo, ya que an en poca de sequa es abastecida continuamente, pues el nivel fretico siempre permanece por arriba del fondo del cauce.

Orden de las corrientesProporciona el grado de bifurcacin dentro de la cuenca.Se requiere de un plano de la cuenca que incluya tanto corrientes perennes como intermitentes. Existen dos mtodos para determinarlas:StrahlerShrevePueden trazarse mediante el uso de los SIG.

4StrahlerShreve

Longitud de los tributariosIndicador de la magnitud de la pendiente de la cuenca, as como del grado de drenaje.Areas escarpadas y bien drenadas ---> numerosos tributarios pequeos y cortosAreas planas (suelos son profundos y permeables) ---> tributarios largos, que generalmente son corrientes perennesLongitud de los tributarios se incrementa como una funcin de su orden.La medicin de las corrientes, se realiza dividiendo la corriente en una serie de segmentos lineales, trazados lo ms prximo posible a las trayectorias de los cauces de las corrientes.Tambin puede realizarse desde un SIG.

Densidad de las corrientesEs la relacin entre el nmero de corrientes y el rea drenadaSolamente se consideran corrientes perennes e intermitentesEl cauce principal cuenta como una corriente y luego los tributarios a este cauce desde su nacimiento hasta su unin con el cauce principal

Densidad de drenajeSe expresa como la longitud de las corrientes, por unidad de reaIndica:La posible naturaleza de los suelos, que se encuentran en la cuenca.El grado de cobertura que existe en la cuenca.Valores altos, representan zonas con poca cobertura vegetal, suelos fcilmente erosionables o impermeablesValores bajos, indican suelos duros, poco erosionables o muy permeables y cobertura vegetal densa.Se puede calcular mediante un SIG

PrecipitacinFormasLlovizna o garaLluviaGranizoNievePrecipitacin es la fuente primaria del agua de la superficie terrestre

Formas de precipitacinLloviznaGotas con dimetros de 0.1 a 0.5 mmVelocidad de cada baja: 1 m/seg a < 3 m/segLluviaGotas con dimetros > 0.5 mmVelocidad de cada media: 3 m/seg a < 7 m/segChubascoGotas grandes y dispersas con dimetros > 3 mmVelocidad de cada > 7 m/segEscarchaCapa de hielo con bolsas de aireNieveCristales complejos de hieloGranizoPrecipitacin en forma bolas o formas irregulares de hieloDimetro entre 5 y 125 mm

Clasificacin de la precipitacinAtendiendo al factor que provoca la elevacin del aire en la atmsfera, la precipitacin se clasifica en:ConvectivaOrogrficaCiclnica

Precipitacin convectivaPropias de tiempo caluroso y de regiones tropicalesSon acompaadas de rayos y truenosLa precipitacin se da por los siguientes procesos:EvaporacinElevacin por conveccinEnfriamiento por ascenso (gradiente)Adiabtico seco (1 C /100m)Adiabtico hmedo o saturado (0.5C /100m)Las masas de vapor acumulado forman las llamadas Clulas de Conveccin.

Precipitacin orogrficaLa precipitacin se da por los siguientes procesos:EvaporacinEmpuje del vapor hacia las montaasEnfriamiento por ascenso a lo largo de la montaaCondensacin y Precipitacin

Precipitacin ciclnicaLa precipitacin se da por los siguientes procesos:Choque de dos masas con diferente temperatura y humedadNubes mas calientes impulsadas a las partes altasCondensacin y PrecipitacinEstn asociadas con el paso de ciclones o zonas de baja presin.

Medicin de la precipitacinSe mide en funcin de la altura de la lmina de agua que cae por unidad de reaSihp= 1mm Entonces:Volumen= 0.001 m3o igual a 1 litrohpArea= 1 m2

Clculo de la precipitacin mediaLos mtodos pueden ser utilizados para calcular precipitacin media anual o de una tormentaMetodologas:Promedio aritmticoPolgonos de ThiessenIsoyetas

Promedio aritmticoPromedio aritmtico, de las alturas de precipitaciones registradas, de las estaciones localizadas dentro de la zonaPrecisin depende de:Cantidad de estacionesDistribucin de estacionesDistribucin de lluviasEs un mtodo bueno si hay un gran nmero de pluvimetros

Polgonos de ThiessenSe necesita conocer la localizacin de las estaciones dentro y fuera del rea de estudio.Este mtodo lo utilizaremos en el laboratorio utilizando SIG.

IsoyetasSe necesita de un plano de isoyetas para el rea de estudioEste sola ser el mtodo ms exacto.Se necesita de un buen criterio para el trazado de isoyetasPrecipitacin orogrfica sigue el patrn de curvas a nivel

Interpolacin espacialProcedimiento matemtico utilizado para predecir el valor de un atributo en una locacin precisa a partir de valores del atributo obtenidos de puntos vecinos ubicados al interior de la misma regin. A la prediccin del valor de un atributo en lugares fuera de la regin cubierta por las observaciones se le llama extrapolacin.

Estudio de una tormentaDefinicinTormenta: Conjunto de lluvias que obedecen a una misma perturbacin meteorolgica y de caractersticas bien definidas.Dura desde minutos, horas o dasAbarca extensiones variables (pequeas a grandes)

Estudio de una tormentaImportancia del anlisisImportante en el diseo de obras de ingeniera hidrulicaDrenajesQ mximos para el diseo de aliviaderos de represas o en control de torrentesDiseo de la luz de un puenteConservacin de suelosDimetro de alcantarillas

Estudio de una tormentaElementos del anlisisIntensidadCantidad de H2O cada por unidad de tiempoLo ms importante es la intensidad mximaLa intensidad se expresa as:Imax = P / tdonde:Imax= Intensidad mxima en mm/horaP = Precipitacin en altura de agua, en mmt = tiempo, en horas

Estudio de una tormentaElementos del anlisisDuracinTiempo entre el comienzo y el fin de la tormentaPerodo de duracin (PD) = un determinado perodo de tiempo, tomado en minutos u horas, dentro del total de la tormentaEl PD tiene importancia en la determinacin de intensidades mximas.Tanto la intensidad como la duracin se obtienen del pluviograma.

Estudio de una tormentaElementos del anlisisFrecuencia (f)No. de veces que se repite una tormenta de caractersticas de intensidad y duracin, definidas en un perodo de tiempo expresado en aos.Tiempo de retorno (Tr)Intervalo de tiempo promedio, dentro del cual un evento de magnitud X puede ser igualado o excedido por lo menos una vez en promedio.Es el inverso de la frecuenciaSe representa como: Tr = 1/fEj: Tormenta de intensidad mxima igual a 50 mm/hr, para una duracin de 30 minutos y un tiempo de retorno de 10 aos.

Estudio de una tormentaEl Hietograma y la curva masaEs necesario determinar las variaciones de las tormentas en el tiempoDe esas variaciones depende el diseo de obras hidrulicasEstas variaciones se estudian mediante el hietograma y la curva masa de precipitacin.

Estudio de una tormentaEl HietogramaGrfico escalonado similar al histograma que representa la variacin en intensidad expresada en mm/hora en el transcurso de la misma expresada en minutos u horas.Nos muestra la hora a la que sucede la mxima intensidad y su respectivo valorMatemticamente representa:I = P/ t

Estudio de una tormentaLa curva masa acumuladaRepresenta la precipitacin acumulada vrs el tiempo.Se extrae directamente del pluviogramaLa pendiente de la tangente en cualquier punto, representa la intensidad instantnea en ese tiempo.La curva masa es la integral del hietograma.

Estudio de una tormentaHietograma y curva masa

Escorrenta

EscurrimientoAspectos GeneralesEl escurrimiento es el componente del ciclo hidrolgico que se define como el agua proveniente de la precipitacin, que circula sobre o bajo la superficie terrestre, y que llega a una corriente para finalmente ser drenada hasta la salida de la cuenca (estacin de aforo).

EscurrimientoAspectos GeneralesQu pasa con la precipitacin cuando llega a la superficie de la tierra?1. Una parte de la precipitacin se infiltra.Una parte de sta, satisface la humedad del suelo, de las capas que se encuentran sobre el nivel fretico del aguaUna vez que estas capas se han saturado, el agua subterrnea es recargada, por la parte restante del agua que se infiltra.2. Otra parte de la precipitacin, tiende a escurrir sobre la superficie terrestreLa precipitacin que ocasiona este escurrimiento, se llama altura de precipitacin en exceso (hp).3. Una pequea proporcin se pierde.

EscurrimientoAspectos GeneralesEl escurrimiento se clasifica en tres tipos:Escurrimiento superficial (Q)Escurrimiento subsuperficial (Qs)Escurrimiento subterrneo (Qg)

EscurrimientoAspectos GeneralesEscurrimiento superficialProviene de la precipitacin no infiltrada y que escurre sobre la superficie del suelo.Efecto inmediato sobre el escurrimiento total existe durante la tormenta e inmediatamente despus de que esta termineLa parte de la precipitacin total que da lugar a este escurrimiento, se denomina precipitacin en exceso (hp).Escurrimiento subsuperficialProviene de una parte de la precipitacin infiltrada.El efecto sobre el escurrimiento total, puede ser inmediato o retardado.Si es inmediato se le da el mismo tratamiento que al escurrimiento superficial, en caso contrario, como escurrimiento subterrneo.Escurrimiento subterrneoEs aquel que proviene del agua subterrnea, la cual es recargada por la parte de la precipitacin que se infiltra, una vez que el suelo se ha saturado.

EscurrimientoAspectos GeneralesRelacin: precipitacin, escorrenta,infiltracin, flujo subterrneo y profundo

EscurrimientoAspectos Generales

Factores que afectan el escurrimiento superficialMeteorolgicosforma, tipo, duracin e intensidad de la precipitacinla direccin y la velocidad de la tormentala distribucin de la lluvia en la cuenca.FisiogrficosCaractersticas fsicas de la cuenca (superficie, forma, elevacin, pendiente)tipo y uso del suelohumedad antecedente del mismo.

Factores MeteorolgicosForma y tipo de la precipitacinSi la precipitacin es de origen orogrfico ===> ocurre seguramente en las zonas montaosas en la parte alta de la cuenca, por lo que los escurrimientos se regularizarn notablemente durante su recorrido, y se tendrn valores relativamente bajos del caudal en la descarga.El efecto de la forma de la precipitacin, se manifiesta principalmente en el tiempo de concentracin de los escurrimientosEn forma de lluvia, con intensidad y duracin suficiente, el escurrimiento superficial se presentar casi de inmediatoPrecipitacin en forma de nieve el escurrimiento es retardado, donde la respuesta de la cuenca, ser ms lenta debido al tiempo necesario para que se produzca el deshielo.

Factores MeteorolgicosIntensidad de precipitacinIntensidad de lluvia excede a la capacidad de infiltracin del suelo, se presenta el escurrimiento superficial, observndose para incrementos posteriores en la intensidad de lluvia, aumento en el caudal transportado por el ro.Existe un retardo debido a: tamao de la cuencaalmacenamiento en las depresionesefecto regulador de los cauces

Factores Meteorolgicos

Duracin de la precipitacinLa capacidad de infiltracin del suelo disminuye durante la precipitacin, por lo que puede darse el caso, que tormentas con intensidad de lluvia relativamente baja, produzcan un escurrimiento superficial considerable, si su duracin es extensa.En algunos casos, particularmente en las zonas bajas de la cuenca, para lluvias de mucha duracin el nivel fretico puede ascender hasta la superficie del suelo, llegando a nulificar la infiltracin, aumentado por lo tanto, la magnitud del escurrimiento. Los caudales de una cuenca, son mximos cuando el tiempo que tardan en concentrarse (tiempo de concentracin), es similar a la duracin de la tormenta que los origina.

Factores Meteorolgicos

Distribucin de la lluvia en la cuencaLa lluvia no se distribuye uniformemente en cuencas grandes, ni con la misma intensidad.Si la precipitacin se concentra en la parte baja de la cuenca produce caudales mayores, que los que se tendran si tuviera lugar en la parte alta donde el efecto regulador de los caudales, y el retardo en la concentracin, se manifiesta en una disminucin del caudal mximo de descarga.

Factores Meteorolgicos

Direccin y velocidad de la tormentaTormentas que se mueven en el sentido de la corriente, producen caudales de descarga mayores, que las que se desplazan hacia la parte alta de la cuenca.Otras condiciones meteorolgicasCondiciones meteorolgicas generales que influyen, aunque de una manera indirecta en el escurrimiento superficialTemperaturavelocidad del vientohumedad relativapresin baromtrica, etc.

Factores Fisiogrficos

Superficie de la cuencaRelacin entre el tamao del rea y el caudal de descarga no es lineal.A igualdad de los dems factorescuencas mayores, se observa una disminucin relativa en el caudal mximo de descarga, debido a que son mayores, el efecto de almacenaje, la distancia recorrida por las aguas, y por lo tanto, el tiempo de regulacin en los cauces naturales.Mxima intensidad de lluvia, que puede ocurrir con cualquier frecuencia, decrece conforme aumenta la superficie que cubre la tormentacuencas mayores, se tendrn intensidades de precipitacin (referidas a la superficie de la cuenca), y caudales especficos de descarga menores.

Factores Fisiogrficos

Forma de la cuencaPara cuencas muy anchas o con salidas hacia los lados, el factor de forma puede resultar mayor que la unidad.Los factores de forma inferiores a la unidad, corresponden a cuencas mas bien extensas, en el sentido de la corriente.El coeficiente de compacidad, es indicador de la regularidad geomtrica de la forma de la cuenca.

Factores FisiogrficosElevacin de la cuenca y diferencia entre elevaciones extremasinfluye en las caractersticas meteorolgicas, que determinan formas de la precipitacinPor lo general, existe una buena correlacin, entre la precipitacin y la elevacin de la cuenca, es decir, a mayor elevacin la precipitacin es tambin mayor.

Factores FisiogrficosPendienteUno de los factores que mayor influencia tiene en la duracin del escurrimiento, sobre el suelo y los cauces naturales, afectando de manera notable, la magnitud de las descargasInfluye en:la infiltracinla humedad del sueloprobable aparicin de aguas subterrneas al escurrimiento superficialEs difcil la estimacin cuantitativa, del efecto que tiene la pendiente sobre el escurrimiento

Factores FisiogrficosTipo y uso del sueloFactores de suelo:El tamao de los granos del sueloOrdenamiento y compactacinContenido de materia orgnicaEl suelo se puede ver alterado por el usoDeforestacinCompactacinErosin, etcEstado de humedad antecedente del sueloLa cantidad de agua existente en las capas superiores del suelo, afecta el valor del coeficiente de infiltracinhumedad del suelo es alta en el momento de ocurrir una tormenta, la cuenca generar caudales mayores debido a la disminucin de la capacidad de infiltracin.Capacidad de Infiltracin yretencin de humedad

Factores FisiogrficosOtros factoresLa localizacin y orientacin de la cuencaLa eficiencia de la red de drenaje naturalLa extensin de la red hidrogrfica y otros de menor importancia.

Caudales Mximos

IntroduccinImportancia del anlisis de caudales mximos:Diseo:Sistemas de drenajeAgrcolasAeropuertosCiudadesCarreterasMuros de encauzamiento para proteger ciudades y plantacionesAlcantarillasVertedores de excesosLuz en puentesMagnitud del Q de diseo depende de:Importancia y costo de la obraVida til de la obraConsecuencias de la falla de la obra (daos a infraestructura, vidas humanas, etc).Estos factores determinarn el perodo de retorno que se asuma para el diseo.

Perodo de retorno de una avenidaPerodo de retorno (T) para un caudal de diseoSe define, como el intervalo de tiempo dentro del cual un evento de magnitud Q, puede ser igualado o excedido por lo menos una vez en promedio.Si un evento igual o mayor a Q, ocurre una vez en T aos, su probabilidad de ocurrencia P, es igual a 1 en T casos, es decir:

La definicin anterior permite el siguiente desglose de relaciones de probabilidades:La probabilidad de que Q ocurra en cualquier ao:

La probabilidad de que Q no ocurra en cualquier ao; es decir, la probabilidad de ocurrencia de un caudal < Q:

Perodo de retorno de una avenidaSi se supone que la no ocurrencia de un evento en un ao cualquiera, es independiente de la no ocurrencia del mismo, en los aos anteriores y posteriores, entonces la probabilidad de que el evento no ocurra en n aos sucesivos es:

La probabilidad de que el evento, ocurra al menos una vez en n aos sucesivos, es conocida como riesgo o falla R, y se representa por:

Con el parmetro riesgo, es posible determinar cules son las implicaciones, de seleccionar un perodo de retorno dado de una obra, que tiene una vida til de n aos.

Perodo de retorno de una avenidaEjercicio 1Determinar el riesgo o falla de una obra que tiene una vida til de 15 aos, si se disea para un perodo de retorno de 10 aos.

Perodo de retorno de una avenidaEjercicio 1: SolucinPara el ejemplo: T = 10 y n = 15Sustituyendo en la ecuacin de riesgo:

Si el riesgo es de 79.41%, se tiene una probabilidad del 79.41% de que la obra falle durante su vida til.

Perodos de retorno de diseo recomendadosEsta tabla es para estructuras menores.En la medida que se pueda se debe aplicar la frmula para conocer el riesgo o bien fijar un umbral de riesgo, para determinar el perodo de retorno.

Mtodos de estimacin de avenidas mximas: Mtodo directoMtodo de seccin y pendiente:Se estima despus del paso de una avenida recolectando datos en el campo.Seleccin de un tramo del ro representativo, suficientemente profundo, que contenga al nivel de las aguas mximas.Levantamiento de secciones transversales en cada extremo del tramo elegido, y determinar:

Mtodos de estimacin de avenidas mximas: Mtodo directoDeterminar la pendiente S, de la superficie libre de agua con las huellas de la avenida mxima en anlisis.Elegir el coeficiente de rugosidad n de Manning de acuerdo a las condiciones fsicas del cauce (ver tabla). (USGS, Barnes)En el sitio WEB del curso se muestran algunas fotos de rugosidades para canales naturales. Aplicar la frmula de Manning

Coeficiente de rugosidadFormula de Manning

Mtodos de estimacin de avenidas mximas: Mtodos empricosMtodo racionalTiene una antigedad de ms de 100 aos, se ha generalizado en todo el mundo.El mtodo puede ser aplicado a pequeas cuencas de drenaje agrcola, aproximadamente si no exceden a 1300 has 13 km2.La mxima escorrenta ocasionada por una lluvia, se produce cuando la duracin de sta es igual al tiempo de concentracin (tc).Toda la cuenca contribuye con el caudal en el punto de salida.Si la duracin es mayor que el tcContribuye toda la cuenca con el caudal en el punto de salida.La intensidad de la lluvia es menor, por ser mayor su duracin y, por tanto, tambin es menor el caudal.Si la duracin de la lluvia es menor que el tc la intensidad de la lluvia es mayor, pero en el momento en el que acaba la lluviaEl agua cada en los puntos mas alejados an no ha llegado a la salidaSlo contribuye una parte de la cuenca a la escorrenta, por lo que el caudal ser menor.

Mtodos de estimacin de avenidas mximas: Mtodos empricosMtodo racionalEl caudal mximo se calcula por medio de la siguiente expresin, que representa la frmula racional:

El 1/360 corresponde a la transformacin de unidades

Mtodo Racional:Tiempo de concentracin (tc)El tiempo de concentracin debe incluir los escurrimientos sobre terrenos, canales, cunetas y los recorridos sobre la misma estructura que se disea.Todas aquellas caractersticas de la cuenca tributaria, tales como dimensiones, pendientes, vegetacin, y otras en menor grado, hacen variar el tiempo de concentracin.

Tiempo de concentracin (tc)Mtodos de clculoMedida directa usando trazadoresColocar trazadores radiactivos durante tormentas intensasMedir el tiempo que tarda el agua en llegar al sitio de aforoUsando caractersticas hidrulicas de la cuencaDividir la corriente en tramos segn sus caractersticas hidrulicasObtener la capacidad mxima de descarga de cada tramo utilizando el mtodo de seccin y pendiente.Calcular la velocidad media correspondiente a la descarga mxima de cada tramo.Usar la velocidad media y la longitud del tramo para calcular el tiempo de recorrido de cada tramo.Sumar los tiempos recorridos para obtener tc .

Tiempo de concentracin (tc)Mtodos de clculoEstimando velocidadesCalcular la pendiente media del curso principal, dividiendo el desnivel total entre la longitud total.De la tabla, escoger el valor de la velocidad media en funcin a la pendiente y cobertura.Usando la velocidad media y la longitud total encontrar tc .

Tiempo de concentracin (tc)Mtodos de clculoUsando frmulas empricasFrmula de Kirpich

Tiempo de concentracin (tc)Mtodos de clculoUsando frmulas empricasFrmula Australiana y Jorge RiveroFrmula de SCSCuencas menores a 10 km2

Mtodo de Clculo: Intensidad de lluviaEste valor se determina a partir de la curva intensidad duracin perodo de retornoEntrando con una duracin igual al tiempo de concentracin y con un perodo de retorno de 10 aos, que es lo frecuente en terrenos agrcolas.El perodo de retorno se elige dependiendo del tipo de estructura a disear.

Mtodo de Clculo: SCS Coeficiente de EscorrentaLa escorrenta directa representa una fraccin de la precipitacin total.A esa fraccin se le denomina coeficiente de escorrenta, que no tiene dimensiones y se representa por la letra C.

El valor de C depende de factores topogrficos, edafolgicos, cobertura vegetal, etc.Cuando la cuenca se compone de superficies de distintas caractersticas, el valor de C se obtiene como una media ponderada, es decir:

Ejemplo 2Determinar caudal de diseo:Se desea construir un canal revestido en Turrialba, que sirva para evacuar las aguas pluviales.Determinar el caudal de diseo de la estructura para un perodo de retorno de 10 aos.Se adjuntan los siguientes datos:Superficie total = 200000 m2Superficie ocupada por edificios = 39817 m2Superficie ocupada por parqueo y calle asfaltada = 30000 m2Considerar que la textura del suelo es media, que el 80% de la superficie sin construir est cubierto por zacate, y el 20% es terreno cultivado.La longitud mxima de recorrido de agua es 500 m, y la diferencia de altura entre el punto ms remoto y el punto de desage es 12 m.

Determinar caudal de diseo: Ejemplo 2: SolucinClculo del coeficiente de escorrenta:

Determinar caudal de diseo: Ejemplo 2: SolucinClculo de la Intensidad mxima (Imax)Imax se calcula para una duracin igual al tiempo de concentracin, y para un perodo de retorno de 10 aos.Clculo del tc (Kirpich)

Tiempo de duracin = Tiempo de concentracinEn este caso la duracin ser aprox. de 10 minutos

Determinar caudal de diseo: Ejemplo 2: SolucinClculo de I para d = 1 hr y T = 1 ao:De la figura 1 se tiene:I = 40 mm

Figura 1

Determinar caudal de diseo: Ejemplo 2: SolucinClculo de I para d = 1 hr y T = 1 ao:De la figura 1 se tiene:I = 40 mmClculo de I para d = 1 hr y T= 10 aos:De la figura 2 se tiene:I = 75 mm

Figura 2

Determinar caudal de diseo: Ejemplo 2: SolucinClculo de I para d = 10 min y T = 10 aos:De la figura 3 se tiene:I = 177 mm para d = 10 min y T = 10 aos.Clculo del caudal mximo Q:De la frmula racional, se tiene:

Figura 3

Diseo Hidrolgico de Zanjas de Infiltracin

Introduccin

Principio bsico

Diseo de Zanjas de Infiltracin

Diseo de Zanjas de Infiltracin

Diseo de Zanjas de Infiltracin

Diseo de Zanjas de Infiltracin

Diseo de Zanjas de Infiltracin

Diseo de Zanjas de Infiltracin

Conceptos preliminares

Perodo de retorno

Curvas IDF

Velocidad de Infiltracin

Precipitacin mxima de 1 hora

Precipitacin mxima de 1 hora

Tabla de uso prctico

Diseo de Zanjas de Infiltracin

Resultados

La definicin de cuenca hidrolgica es ms integral que la de cuenca hidrogrfica. Las cuencas hidrolgicas son unidades morfolgicas integrales y adems de incluir todo el concepto de cuenca hidrogrfica, abarcan en su contenido, toda la estructura hidrogeolgica subterrnea del acufero como un todo. Con el fin de establecer grupos de cuencashidrolgicamente semejantes, se estudian una serie decaractersticas fsicas en cada cuenca, entre las que setienen: superficie topografa altitudes caractersticas geologa y suelos coberturaSi una cuenca tiene un F mayor que otra (tal es el caso deF2 en la figura), existe mayor posibilidad de tener unatormenta intensa simultnea, sobre toda la extensin de lacuenca.Por el contrario, si la cuenca tiene un F menor, tienemenos tendencia a concentrar las intensidades de lluvias,que una cuenca de igual rea pero con un F mayor.

Este criterio est basado, en la obtencin previa de laspendientes existentes entre las curvas de nivel. Dividiendoel rea de la cuenca, en reas parciales por medio de suscurvas de nivel, y las lneas medias de las curvas de nivel,

El conocimiento de la pendiente del cauce principal de unacuenca, es un parmetro importante, en el estudio delcomportamiento del recurso hdrico, como por ejemplo,para la determinacin de las caractersticas ptimas de suaprovechamiento hidroelctrico, o en la solucin deproblemas de inundaciones.En general, la pendiente de un tramo de un cauce de un ro,se puede considerar como el cociente, que resulta dedividir, el desnivel de los extremos del tramo, entre lalongitud horizontal de dicho tramo.Existen varios mtodos para obtener la pendiente de uncauce, entre los que se pueden mencionar:considera la pendiente del cauce, como larelacin entre el desnivel que hay entre los extremos delcauce y la proyeccin horizontal de su longitud

La red de drenaje de una cuenca, se refiere a lastrayectorias o al arreglo que guardan entre s, los cauces delas corrientes naturales dentro de ella. Es otra caractersticaimportante en el estudio de una cuenca, ya que manifiestala eficiencia del sistema de drenaje en el escurrimientoresultante, es decir, la rapidez con que desaloja la cantidadLa cuenca hidrolgica - pgina (65)de agua que recibe. La forma de drenaje, proporcionatambin indicios de las condiciones del suelo y de lasuperficie de la cuenca.Las caractersticas de una red de drenaje, puedendescribirse principalmente de acuerdo con:

Una corriente efmera, es aquella que solo lleva aguacuando llueve e inmediatamente despus. Una corriente intermitente, lleva agua la mayor partedel tiempo, pero principalmente en poca de lluvias; suaporte cesa cuando el nivel fretico desciende pordebajo del fondo del cauce. La corriente perenne, contiene agua todo el tiempo, yaque an en poca de sequa es abastecidaHidrologa - pgina (66)continuamente, pues el nivel fretico siemprepermanece por arriba del fondo del cauce.

Una corriente efmera, es aquella que solo lleva aguacuando llueve e inmediatamente despus. Una corriente intermitente, lleva agua la mayor partedel tiempo, pero principalmente en poca de lluvias; suaporte cesa cuando el nivel fretico desciende pordebajo del fondo del cauce. La corriente perenne, contiene agua todo el tiempo, yaque an en poca de sequa es abastecidaHidrologa - pgina (66)continuamente, pues el nivel fretico siemprepermanece por arriba del fondo del cauce.

La longitud de los tributarios es una indicacin de lapendiente de la cuenca, as como del grado de drenaje. Lasreas escarpadas y bien drenadas, usualmente tienennumerosos tributarios pequeos, mientras que en regionesplanas, donde los suelos son profundos y permeables, setienen tributarios largos, que generalmente son corrientesperennes.La longitud de los tributarios se incrementa como unafuncin de su orden. Este arreglo es tambinaproximadamente una ley de progresin geomtrica. Larelacin no es valida para corrientes individuales.La medicin de las corrientes, se realiza dividiendo lacorriente en una serie de segmentos lineales, trazados loms prximo posible a las trayectorias de los cauces de lascorrientes.

Desde el punto de vista de la ingeniera hidrolgica, laprecipitacin es la fuente primaria del agua de la superficieterrestre, y sus mediciones y anlisis, forman el punto departida de los estudios concernientes al uso y control delagua.

Llovizna, pequeas gotas de agua, cuyo dimetro varaentre 0.1 y 0.5 mm, las cuales tienen velocidades decada muy bajas. Lluvia, gotas de agua con dimetro mayor 0.5 mm. Escarcha, capa de hielo por lo general transparente ysuave, pero que usualmente contiene bolsas de aire. Nieve, compuesta de cristales de hielo blancotraslcido, principalmente de forma compleja. Granizo, precipitacin en forma de bolas o formasirregulares de hielo, que se producen por nubesconvectivas, pueden ser esfricos, cnicos o de formairregular, su dimetro vara entre 5 y 125 mm.

La formacin de la precipitacin, requiere la elevacin deuna masa de agua en la atmsfera, de tal manera que seenfre y parte de su humedad se condense. Atendiendo alfactor que provoca la elevacin del aire en la atmsfera, laprecipitacin se clasifica en:Precipitacin de conveccin.En tiempo caluroso, se produce una abundanteevaporacin a partir de la superficie del agua, formandograndes masas de vapor de agua, que por estar mscalientes, se elevan sufriendo un enfriamiento de acuerdo ala adiabtica seca o hmeda. En el curso de su ascenso, seenfran segn el gradiente adiabtico seco (1 C /100m), osaturado (0.5C /100m).Las masas de vapor se acumulan en los puntos llamadosclulas de conveccin. A partir de este punto, estas masaspueden seguir elevndose hasta llegar a las grandes alturas,donde encuentran condiciones que provocan lacondensacin y la precipitacin. Generalmente vieneacompaada de rayos y truenos. Son precipitacionespropias de las regiones tropicales, donde las maanas sonmuy calurosas, el viento es calmo y hay unapredominancia de movimiento vertical del aire.Clasificacin de la precipitacinLa formacin de la precipitacin, requiere la elevacin deuna masa de agua en la atmsfera, de tal manera que seenfre y parte de su humedad se condense. Atendiendo alfactor que provoca la elevacin del aire en la atmsfera, laprecipitacin se clasifica en:Clasificacin de la precipitacinLa formacin de la precipitacin, requiere la elevacin deuna masa de agua en la atmsfera, de tal manera que seenfre y parte de su humedad se condense. Atendiendo alfactor que provoca la elevacin del aire en la atmsfera, laprecipitacin se clasifica en:Clasificacin de la precipitacinLa formacin de la precipitacin, requiere la elevacin deuna masa de agua en la atmsfera, de tal manera que seenfre y parte de su humedad se condense. Atendiendo alfactor que provoca la elevacin del aire en la atmsfera, laprecipitacin se clasifica en:Clasificacin de la precipitacinLa formacin de la precipitacin, requiere la elevacin deuna masa de agua en la atmsfera, de tal manera que seenfre y parte de su humedad se condense. Atendiendo alfactor que provoca la elevacin del aire en la atmsfera, laprecipitacin se clasifica en:

En tiempo caluroso, se produce una abundanteevaporacin a partir de la superficie del agua, formandograndes masas de vapor de agua, que por estar mscalientes, se elevan sufriendo un enfriamiento de acuerdo ala adiabtica seca o hmeda. En el curso de su ascenso, seenfran segn el gradiente adiabtico seco (1 C /100m), osaturado (0.5C /100m).Las masas de vapor se acumulan en los puntos llamadosclulas de conveccin. A partir de este punto, estas masaspueden seguir elevndose hasta llegar a las grandes alturas,donde encuentran condiciones que provocan lacondensacin y la precipitacin. Generalmente vieneacompaada de rayos y truenos. Son precipitacionespropias de las regiones tropicales, donde las maanas sonmuy calurosas, el viento es calmo y hay unapredominancia de movimiento vertical del aire.

Se producen cuando el vapor de agua que se forma sobrela superficie de agua es empujada por el viento hacia lasmontaas, aqu las nubes siguen por las laderas de lasmontaas, y ascienden a grandes alturas, hasta encontrarcondiciones para la condensacin y la consiguienteprecipitacin.

Es un instrumento registrador que mide la cantidad de precipitacin e indica la intensidad cada. En general estn constituidos por recipientes dobles de medida conocida; cuando uno de los semi-depsitos se llena de agua, se produce un vaciado que lleva el agua recogida al otro semi-depsito y as sucesivamente. Este movimiento se transmite a una plumilla que inscribe sobre la banda registradora el nmero de vuelcos que se han producido; conocida la capacidad que posee cada uno de los semi-depsitos se puede obtener la cantidad de precipitacin cada a travs de una simple multiplicacin.Para este mtodo, es necesario conocer la localizacin delas estaciones en la zona bajo estudio, ya que para suaplicacin, se requiere delimitar la zona de influencia decada estacin, dentro del conjunto de estaciones.El mtodo consiste en:1. Ubicar las estaciones, dentro y fuera de la cuenca.Precipitacin - pgina (79)2. Unir las estaciones formando tringulos, procurando enlo posible que estos sean acutngulos (ngulos menoresde 90).3. Trazar las mediatrices de los lados de los tringulos(figura 3.8) formando polgonos. (Por geometraelemental, las mediatrices correspondientes a cadatringulo, convergen en un solo punto. En un tringuloacutngulo, el centro de mediatrices, est ubicada dentrodel tringulo, mientras que en un obtusngulo, estubicada fuera del tringulo).4. Definir el rea de influencia de cada estacin, cadaestacin quedar rodeada por las lneas del polgono (enalgunos casos, en parte por el parteaguas de la cuenca).El rea encerrada por los polgonos de Thiessen y elparteaguas ser el rea de influencia de la estacincorrespondiente.5. Calcular el rea de cada estacin.6. Calcular la precipitacin media, como el promediopesado de las precipitaciones de cada estacin, usandocomo peso el rea de influencia correspondiente, esdecir:donde :Pmed = precipitacin mediaAT = rea total de la cuecaAi = rea de influencia parcial del polgono deThiessen correspondiente a la estacin i

Para este mtodo, se necesita un plano de isoyetas de laprecipitacin registrada, en las diversas estaciones de lazona en estudio. Las isoyetas son curvas que unen puntosde igual precipitacin. Este mtodo es el ms exacto, perorequiere de un cierto criterio para trazar el plano deisoyetas. Se puede decir que si la precipitacin es de tipoPrecipitacin - pgina (81)orogrfico, las isoyetas tendern a seguir unaconfiguracin parecida a las curvas de nivel.

Con base en lo anterior, el escurrimiento se clasifica entres tipos: Escurrimiento superficial (Q) Escurrimiento subsuperficial (Qs). Escurrimiento subterrneo (Qg)En la figura 4.1, se muestra un esquema donde se indica larelacin entre la precipitacin y el escurrimiento total.Escurrimiento superficial, es aquel que proviene de laprecipitacin no infiltrada y que escurre sobre la superficiedel suelo. El efecto sobre el escurrimiento total esinmediato, y existir durante la tormenta e inmediatamentedespus de que esta termine.La parte de la precipitacin total que da lugar a esteescurrimiento, se denomina precipitacin en exceso (hp).Escurrimiento subsuperficial, es aquel que proviene deuna parte de la precipitacin infiltrada. El efecto sobre elescurrimiento total, puede ser inmediato o retardado. Si esinmediato se le da el mismo tratamiento que alescurrimiento superficial, en caso contrario, comoescurrimiento subterrneo.Escurrimiento subterrneo, es aquel que proviene delagua subterrnea, la cual es recargada por la parte de laprecipitacin que se infiltra, una vez que el suelo se hasaturado.

Meteorolgicos, se pueden considerar la forma, el tipo, laduracin y la intensidad de la precipitacin, la direccin yla velocidad de la tormenta, y la distribucin de la lluviaen la cuenca.Fisiogrficos, se pueden considerar las caractersticasfsicas de la cuenca (superficie, forma, elevacin,pendiente), tipo y uso del suelo, humedad antecedente delmismo.

Forma y tipo de la precipitacinLa manera de como se origina la precipitacin, y la formaque adopta la misma, tiene gran influencia en laEscurrimiento - pgina (139)distribucin de los escurrimientos en la cuenca. As porejemplo, si la precipitacin es de origen orogrfico,seguramente ocurrir en las zonas montaosas en la partealta de la cuenca, por lo que los escurrimientos seregularizarn notablemente durante su recorrido, y setendrn valores relativamente bajos del caudal en ladescarga.El efecto de la forma de la precipitacin, se manifiestaprincipalmente en el tiempo de concentracin de losescurrimientos. Si la precipitacin cae en forma de lluvia,con intensidad y duracin suficiente, el escurrimientosuperficial se presentar casi de inmediato, no ocurriendolo mismo cuando la precipitacin es en forma de nieve,donde la respuesta de la cuenca, ser ms lenta debido altiempo necesario para que se produzca el deshielo

Intensidad de precipitacinCuando la intensidad de lluvia excede a la capacidad deinfiltracin del suelo, se presenta el escurrimientosuperficial, observndose para incrementos posteriores enla intensidad de lluvia, aumento en el caudal transportadopor el ro. Esta respuesta, sin embargo, no es inmediata,pues existe un retardo debido al tamao de la cuenca, alalmacenamiento en las depresiones y al efecto reguladorde los cauces.Duracin de la precipitacinLa capacidad de infiltracin del suelo disminuye durante laprecipitacin, por lo que puede darse el caso, quetormentas con intensidad de lluvia relativamente baja,produzcan un escurrimiento superficial considerable, si suduracin es extensa. En algunos casos, particularmente enlas zonas bajas de la cuenca, para lluvias de muchaduracin el nivel fretico puede ascender hasta lasuperficie del suelo, llegando a nulificar la infiltracin,aumentado por lo tanto, la magnitud del escurrimiento.Se ha observado, que los caudales que se presentan en ladescarga de una cuenca, son mximos cuando el tiempoque tardan en concentrarse (tiempo de concentracin), essimilar a la duracin de la tormenta que los origina.

Distribucin de la lluvia en la cuencaEs muy difcil, sobre todo en cuencas de gran extensin,que la precipitacin se distribuya uniformemente, y con lamisma intensidad en toda el rea de la cuenca.El escurrimiento resultante de cualquier lluvia, depende dela distribucin en tiempo y espacio de sta. Si laprecipitacin se concentra en la parte baja de la cuenca,producir caudales mayores, que los que se tendran situviera lugar en la parte alta, donde el efecto regulador delos caudales, y el retardo en la concentracin, se manifiestaen una disminucin del caudal mximo de descarga.

Direccin y velocidad de la tormentaLa direccin y velocidad con que se desplaza la tormenta,respecto a la direccin general del escurrimiento, en elsistema hidrogrfico de la cuenca, tiene una influencianotable en el caudal mximo resultante y en la duracindel escurrimiento superficial. En general, las tormentasque se mueven en el sentido de la corriente, producencaudales de descarga mayores, que las que se desplazanhacia la parte alta de la cuenca.Otras condiciones meteorolgicasAunque la lluvia es el factor ms importante que afecta ydetermina la magnitud de un escurrimiento, no es el nicoque debe considerarse. Existen condicionesmeteorolgicas generales que influyen, aunque de unamanera indirecta en el escurrimiento superficial, como esel caso de la temperatura, la velocidad del viento, lahumedad relativa, la presin baromtrica, etc.

Superficie de la cuencaDebido a que la cuenca, es la zona de captacin de lasaguas pluviales que integran el escurrimiento de lacorriente, su tamao tiene una influencia, que se manifiestaHidrologa - pgina (142)de diversos modos en la magnitud de los caudales que sepresentan. Se ha observado que la relacin entre el tamaodel rea y el caudal de descarga no es lineal. A igualdad delos dems factores, para cuencas mayores, se observa unadisminucin relativa en el caudal mximo de descarga,debido a que son mayores, el efecto de almacenaje, ladistancia recorrida por las aguas, y por lo tanto, el tiempode regulacin en los cauces naturales.Otro factor importante, que afecta la relacin entre elcaudal y la superficie de la cuenca, es que la mximaintensidad de lluvia, que puede ocurrir con cualquierfrecuencia, decrece conforme aumenta la superficie quecubre la tormenta, por lo que para cuencas mayores, setendrn intensidades de precipitacin (referidas a lasuperficie de la cuenca), y caudales especficos dedescarga menores.

Forma de la cuencaPara tomar en cuenta, cuantitativamente la influencia quela forma de la cuenca, tiene en el valor del escurrimiento,se han propuesto ndices numricos, como es el caso delfactor de forma y el coeficiente de compacidad.El factor de forma, expresa la relacin entre el anchopromedio y la longitud de la cuenca, medida esta ltimadesde el punto mas alejado hasta la descarga. El anchopromedio se obtiene, a su vez, dividiendo la superficie dela cuenca entre su longitud. Para cuencas muy anchas ocon salidas hacia los lados, el factor de forma puederesultar mayor que la unidad.Los factores de forma inferiores a la unidad, correspondena cuencas mas bien extensas, en el sentido de la corriente.El coeficiente de compacidad, es indicador de laregularidad geomtrica de la forma de la cuenca. Es larelacin entre el permetro de la cuenca, y la circunferenciade un crculo con igual superficie que el la de la cuenca.

Elevacin de la cuencaLa elevacin media de la cuenca, as como la diferenciaentre sus elevaciones extremas, influye en lascaractersticas meteorolgicas, que determinanprincipalmente las formas de la precipitacin, cuyo efectoen la distribucin se han mencionado anteriormente. Por logeneral, existe una buena correlacin, entre laprecipitacin y la elevacin de la cuenca, es decir, a mayorelevacin la precipitacin es tambin mayor.

PendienteLa pendiente media de la cuenca, es uno de los factoresque mayor influencia tiene en la duracin delescurrimiento, sobre el suelo y los cauces naturales,afectando de manera notable, la magnitud de las descargas;influye as mismo, en la infiltracin, la humedad del sueloy la probable aparicin de aguas subterrnea alHidrologa - pgina (144)escurrimiento superficial, aunque es difcil la estimacincuantitativa, del efecto que tiene la pendiente sobre elescurrimiento para estos casos.Tipo y uso del sueloEl tamao de los granos del suelo, su ordenamiento ycomparacin, su contenido de materia orgnica, etc, sonfactores ntimamente ligados a la capacidad de infiltraciny de retencin de humedad, por lo que el tipo de suelo,predominante en la cuenca, as como su uso, influye demanera notable en la magnitud y distribucin de losescurrimientos.Estado de humedad antecedente del sueloLa cantidad de agua existente en las capas superiores delsuelo, afecta el valor del coeficiente de infiltracin. Si lahumedad del suelo, es alta en el momento de ocurrir unatormenta, la cuenca generar caudales mayores debido a ladisminucin de la capacidad de infiltracin.Otros factoresExisten algunos factores de tipo fisiogrfico, que influyenen las caractersticas del escurrimiento, como son porejemplo, la localizacin y orientacin de la cuenca, laeficiencia de la red de drenaje natural, la extensin de lared hidrogrfica y otros de menor importancia.

El uso de este mtodo, tienen una antigedad de ms de100 aos, se ha generalizado en todo el mundo. En mayode 1989, la universidad de Virginia, realiz unaConferencia Internacional, en conmemoracin delCentenario de la Frmula Racional.El mtodo puede ser aplicado a pequeas cuencas dedrenaje agrcola, aproximadamente si no exceden a 1300has 13 km2.En el mtodo racional, se supone que la mximaescorrenta ocasionada por una lluvia, se produce cuandola duracin de sta es igual al tiempo de concentracin (tc).Cuando as ocurre, toda la cuenca contribuye con el caudalen el punto de salida. Si la duracin es mayor que el tc,contribuye asimismo toda la cuenca, pero en ese caso la