Msc. RICARDO NARVAEZ A.

TRANSITO DE ONDAS DE AVENIDA

Ms. RICARDO NARVAEZ ARANDA

DOCENTE DEL CURSO

INGENIERIA CIVIL INGENIERIA CIVIL INGENIERIA CIVIL INGENIERIA CIVIL UPAOUPAOUPAOUPAOCURSO : ESTRUCTURAS HIDRAULICASCURSO : ESTRUCTURAS HIDRAULICASCURSO : ESTRUCTURAS HIDRAULICASCURSO : ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

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Se trata de conocer cmo evoluciona un hidrograma a medida que discurre a lo largo de un cauce o a travs de un deposito o embalse

Tambin se habla de transito de avenidas, o se utiliza la expresin transitar una avenida.

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Calcular el trnsito de un hidrograma es obtener el hidrograma del punto C a partir del hidrograma del punto A.

La utilidad prctica del procedimiento es evidente. Por ejemplo el carcter catastrfico de una avenida estrelacionado directamente con la altura del pico del hidrograma (EL CAUDAL MAXIMO), de modo que es fundamental calcular cmo es ese pico va disminuyendo a medida que nos movemos aguas abajo.

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Estudiar el movimiento de una onda de avenida a travs de un tramo del ro, de tal forma que se pueda determinar el hidrograma en el extremo de aguas abajo conociendo el hidrograma en el extremo de aguas arriba.

Se emplea en el anlisis de cuencas compuestas

Ambos fenmenos se producen simultneamente y no son fsicamente separables. 6Msc RICARDO NARVAEZ A.

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Mtodos hidrulicos

Mtodos hidrolgicos.Transito de avenidas en embalsesTransito hidrolgico en ros Mtodo de PulsMtodo de MuskingumMtodo de Muskingum-Cunge

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S(t) : volumen almacenado en el tramo en el instante t.I(t ) : caudal que entra al tramo en el instante t.Q(t): caudal que sale del tramo en el instante t.

Resuelven las siguientes ecuaciones:Ecuacin de continuidad:

)()()(

tQtIdt

tdS=

dS(t) = I (t)dt - Q(t)dt

Funcin de almacenamiento:

Es una ecuacin del tipo Q=Q(S,I) que permite calcular el caudal que sale del tramo en un instante t, en funcin del volumen almacenado y del caudal entrante al tramo en ese mismo instante. En la formulacin de esta ecuacin es en la que se diferencian unos mtodos de otros.

Q(t) y S(t) son incgnitas, por lo que se necesitan dos ecuaciones para poder realizar el clculo. I(t) es el hidrograma de entrada al tramo, que es conocido

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RESOLUCION DE LAS ECUACIONES

1- Discretizacin del tiempo en intervalos t:La ecuacin de continuidad se expresa en funcin de esa discretizacin.

Agrupando todos los trminos conocidos:

Si definimos N, como la funcin de almacenamiento:

luego la ecuacin anterior se transforma en:

S= I(t) t - Q(t) t

tQQtII

SS jjjj

jj ++

= ++

+ )(2

)()( 1

1

1

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+

+=

+

+++

22

)(

2

111 jjjjjj Q

t

SIIQ

t

S

+

=

2

Q

t

SN

j

jj

jj QII

NNN +

==+

+2

)( 11

Para calcular Qj+1, relacin N con Q .

Para desarrollar esta funcin se usan:

La relacin entre la cota de la superficie de agua y el almacenamiento en el embalse puede determinarse planimetrando mapas topogrficos o mediante estudios topogrficos de campo

La relacin cota-caudal se deduce de las ecuaciones hidrulicas que relaciona altura y caudal, como las ecuaciones de descarga para varios tipos de vertederos y de estructuras de salida.

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LAMINACION EN UN EMBALSE

El mximo del hidrograma de salida se produce cuando el caudal de entrada y el de salida se igualan I = Q.

El mximo del caudal de salida se produce cuando se da el mximo almacenamiento, puesto que existe la relacin: Q = Q (S).

Cuando se produce el mximo almacenamiento se verifica: 0=dt

dS

QIQIdt

dS=== 0

Flujo de entrada

Flujo de Salida

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Tipos de ecuacin Q = f (H): *Vertedero sin compuertas:

* Descarga de fondo:

H: cota de la superficie del embalse Hu: cola del umbral) del aliviadero L: longitud del aliviaderoC: coeficiente de vertido

H: cola de la superficie del embalse He: cola del eje del desageAd: seccin del desageCd: coeficiente de desage

2

3

)( uHHCLQ =

)(2 edd HhgACQ =

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* Vertedero con compuerta

H1: altura de carga de agua con respecto al fondo de abertura.H2=altura de carga de agua con respecto a la parte superior de la abertura

)(23

2 2/32

2/3

1 HHgCLQ =

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Determine el hidrograma de salida Qs(t) resultante de la avenida mxima probable (AMP) en un embalse, a partir de los siguientes datos:

rea de la superficie libre del embalse al nivel de la cresta del vertedor = 0.8 Km2

rea de la superficie libre cuando el NA se encuentra 3 m por encima de la cresta del vertedor = 1.0 Km2

Tipo de vertedor: tulipa (Morning Glory)

Ecuacin del vertedor: Qs = 64h3/2

Caudal precedente a la AMP = 5 m3/s

El hidrograma de entrada esta dada en la siguiente tabla

t (h) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Qe (m3/s) 5 8 15 30 85 160 140 95 45 15 10

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