Hidro unitario, Apuntes de Hidráulica

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Hidrograma UnitarioHidrograma Unitario

Por Laura Ibáñez Castillo

HidrogramaHidrograma

-^

Un hidrograma es una gráfica continua tiempo contra gasto

-^

Un hidrograma es una gráfica continua tiempo contra gasto (volumen / unidad de tiempo) producido por una lluvia decualquier magnitud para una duración específica. Unhidrograma puede ser el resultado de un proceso de aforosen un río.

HIDROGRAMA DE TORMENTA (^20000) Gasto en ft3/sec

0 15000100005000

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Tiempo en horas

Gasto en ft3/sec

Hidrograma en tiempo realHidrograma en tiempo real

igual aigual aigual aigual a

Lluvia Efectiva en tiempo real *Hidrograma Unitario

_+

Flujo Base_

Componentes de unComponentes de un

hidrogramahidrograma

• Flujo

superficial

ó

Escurrimiento

directo

(pudiendo

incluir

interflujo)

directo

(pudiendo

incluir

interflujo)

• Flujo

Base

o

Flujo

subterráneo

somero

Esc. directo Flujo base

Factores Climáticos queFactores Climáticos que

Influyen en el hidrogramaInfluyen en el hidrograma • Intensidad de la lluvia• Duración de la lluvia• Distribución espacial de la lluvia

sobre

la

cuenca

sobre

la

cuenca

Factores Fisiográficos queFactores Fisiográficos queInfluyen en el hidrogramaInfluyen en el hidrograma • Tamaño y forma del área drenada• Distribución de la red de corrientes• Pendientes de laderas y cauces• Almacenamientos

naturales

o

artificiales

que

amortiguan

artificiales

que

amortiguan

avenidas

Proceso LluviaProceso Lluvia-

-Escurrimiento

Escurrimiento

Esquema del proceso LluviaEsquema del proceso Lluvia-

EscurrimientoEscurrimiento

L l u v i a I n t e r c e p c ió n

p o r v e g e t a c ió n

E v a p o r a c ió n

y^

E V T *

A l m a c e n a m ie n t o

e n

p e q u e ñ a s

d e p r e s io n e s

A l m a c e n a m ie n t o

a m o r t ig u a d o r

I n f i lt r a c ió n^ F lu joS u p e r f ic ia lI n t e r f lu jo

F lu jo

S u p e r f ic ia l D i r e c t o

A g u a

S u b t e r r á n e a F lu jo

B a s e D i r e c t o

Q^ e n

h id r o g r a m a s

o

Q^ e n

h id r o g r a m a s

o

e s c u r r i m ie n t o

e n

c o r r ie n t e s

• P a r a

u n a

t o r m e n t a

d e

d u r a c i ó n

m e n o r

a^

2 4

h o r a s

( d í a

n u b la d o )

l a^

E V T

p u e d e

s e r

d e s p r e c ia b l e.

R e p r e s e n t a

p o r

m u c h o

a p r o x i m a d a m e n t e

2 %.

S i

l o

q u e

s e

h a c e

e s

u n^

b a l a n c e

h id r o ló g i c o

s e m a n a l,

m e n s u a l

y / o

a n u a l s í d e b e

s e r c o n s id e r a d a.

Lluvia Exceso o EscurrimientoLluvia Exceso o Escurrimiento

Directo o Lluvia efectivaDirecto o Lluvia efectiva

•^

Lluvia Bruta = Almacenamiento en

-^

Lluvia Bruta = Almacenamiento en depresiones + evaporación + infiltración +escurrimiento superficial

-^

Lluvia Exceso = Lluvia Bruta – (infiltración +Almacenamiento en depresiones), ó, +Almacenamiento en depresiones), ó,

-^

Lluvia Exceso = Lluvia Bruta – pérdidas

• Almacenamiento amortiguador puede ser incluído en

escurrimiento superficial; EV y EVT despreciadas.

Lluvia Exceso o EscurrimientoLluvia Exceso o Escurrimiento

DirectoDirecto

Lluvia Exceso o Escurrimiento Directo oLluvia Exceso o Escurrimiento Directo o

Lluvia Efectiva = Lluvia Bruta – infiltració* *Finalmente el contingente más grande de las pérdidas será

formado por la infiltración. formado por la infiltración.

Supuestos del HidrogramaSupuestos del HidrogramaUnitario (Aparicio, p. 209)Unitario (Aparicio, p. 209)^

Excesos de Lluvia de igual duración producen hidrogramas contiempos bases equivalentes sin importar la intensidad de lalluvia

Las ordenadas del escurrimiento directo para una tormenta deuna duración dada se suponen directamente proporcionales(lineales) a los volúmenes de exceso de lluvia. Por lo tanto el^ doble de exceso de lluvia produce el doble de las ordenadas del doble de exceso de lluvia produce el doble de las ordenadas del hidrograma.

Superposición de causas y efectos. El hidrograma que resulte deun periodo de lluvias puede superponerse a hidrogramasresultantes de lluvias previas o posteriores.

Representación GráficaRepresentación Gráfica

tiempo al pico y tiempo basetiempo al pico y tiempo base

Duración de la

Tiempo alpico

lluvia exceso

Tiempo Base

Flujo base

Método TradicionalMétodo Tradicional

Separar flujo base de flujo directo

Cálculo del volumen de escurrimiento directo. Medir el volumentotal bajo el hidrograma

Cálculo de la altura de precipitación efectiva : dividir Vol. Esc.Directo entre area de la cuenca y obtenerlo en mm o cm o pulgadas

4. Derivar las ordenadas del hidrograma unitario dividiendo las

ordenadas del hidrograma total entre la altura precipitación efectiva ordenadas del hidrograma total entre la altura precipitación efectiva del punto 3

5. Determinar duración efectiva separando lluvia efectiva e infiltración

y viendo la duración de la lluvia efectiva (en este momento hacerlocon el indice de infiltración media,

φ

)

Indice de Infiltración Media,Indice de Infiltración Media,

10 8 6 4

φ= 2.5 mm/hr

Lluvia exceso=6 mm

Infiltración=

Duración lluviaExceso= 4horas

4 2 0

0-

2-

4-

6-

8-

Infiltración= 17 mm