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Avenida Hidrologia
Avenida Hidrologia
Avenida Hidrologia
OLIVER NORUEGA
INGENIERO
UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
PAMPLONA NORTE DE SANTANDER
2015
INTRODUCCIN
Una vez que en cierta cuenca la lluvia inicia, desearamos ser capaces de inferir
con tiempo suficiente, de qu manera dicha precipitacin se traducir en
escurrimiento, lo que permitira tomar medidas preventivas suficientes para mitigar
los efectos indeseables de las inundaciones. Desafortunadamente, transcurridas
unas pocas horas de iniciada la lluvia, solamente conocemos descripciones
verbales de su intensidad. En tales casos la modelacin basada en las tcnicas
clsicas resulta imposible, debido principalmente a que stas no permiten
cuantifcar a las variables verbales que describen el fenmeno.
AVENIDAS
las avenidas son un tipo de movimiento en masa que se desplazan generalmente
por los cauces de las quebraddas, llegando a transportar volumenes importantes
de sedimentos y escombros on velocidades peligrosas para los habitantes e
infraestructuras ubicados en las zonas de acumulacion, de cuencas de montaas
suceptibles de presentar este tipo de fenomenos.
La idea fundamental de este mtodo es relacionar el gasto mximo (Q) con el rea
de la cuenca (Ac).
La frmula de Creager para la "Envolvente Mundial" de escurrimientos, es la
siguiente:
Donde:
Q= Gastos de la avenida mxima en m3/s.
C= l Parmetro adimensional que depende de la regin hidrolgica en que se
encuentre la cuenca en estudio y que puede obtenerse en la publicacin
envolventes de Gastos Mximos
A= rea de la cuenca en Km2.
METODO RACIONAL
La mayora de los mtodos empricos se han derivado del mtodo racional y en la
literatura americana se le menciona en Kuichling (1989) . No obstante otros
autores citan que los principios
bsicos de este mtodo fueron desarrollados por Mulvaney en Irlanda en 1851.
donde
Qp = es el gasto pico o mximo, en m3/s
C= es el coeficiente de escurrimiento, adimensional
i=es la intensidad de lluvia para una duracin que es igual al tiempo
deconcentracin, en mm/h;
A=es el rea de la cuenca, en km2
La intensidad de lluvia (i) se determina con el auxilio de las curvas intensidad-
duracin-periodo de retorno (i-d-Tr). La seleccin de la magnitudde la intensidad (i)
se fundamenta con laestimacin de la frecuencia y de la duracin.
La hiptesis fundamental de este mtodo es que la tormenta tiene una duracin
suficientemente grande para ermitir que cualquier gota de agua llegue hasta la
salida de la misma. La mnima duracin para la intensidad de lluvia seleccionada
ser igual al tiempo de concentracin (tc) y su valor se determina con las
expresiones siguientes:
donde
tc=es el tiempo de concentracin, en horas.
L=es la longitud del cauce principal de la cuenca, en metros.
V=es la velocidad media del agua en el cauce principal, en m/s.
donde :
tc= es el tiempo de concentracin, en horas.
L=es la longitud del cauce principal de la cuenca, en metros.
S=es la pendiente del cauce principal.
El valor del coeficiente de escurrimiento(C), depende del tipo de rea de drenaje.
MTODO DE GUMBEL
Para calcular el caudal mximo para un periodo de retorno determinado se usa
la ecuacin:
Siendo:
Donde:
Qmax= Caudal mximo para un periodo de retorno determinado, en m3/s.
N= nmero de aos de registro.
Qi=Caudales mximos anuales registrados, en m3/s.
MTODO DE NASH.
a=yc=-
Con un cambia de variable:
Donde:
Donde:
A=coeficiente que vara de 0.7 a 1.5, dependiendo del nmero de aos que se
tengan en el registro. Cuantos ms aos de registro haya, menor ser el valor del
coeficiente. Si N es mayor de 40 aos, se toma el valor de 0.7.
Cs=coeficiente de asimetra, que se obtiene mediante
alguna de las siguientes expresiones:
Cs = 2Cv, para avenida producidas por deshielo.
Cs = 3Cv, para avenida producidas por tormentas.
Cs = 5Cv, para avenida producidas por tormentas en cuencas ciclnicas.
Cv= coeficiente de variacin, que se obtiene mediante la siguiente ecuacin.
Los procesos de urbanizacin son cada vez mayores en el mundo. En los ltimos
aos, se ha acelerado el desplazamiento de personas hacia las ciudades, en
particular en las regiones menos desarrolladas. La proporcin de la poblacin
mundial que vive en zonas urbanas aument, desde un tercio en 1960 hasta el
47% (2.800 millones de personas) en 1999.
En los pases en desarrollo, la proporcin de personas que viven en ciudades casi
se ha duplicado desde 1960 (desde menos del 22% hasta ms del 40%), mientras
que en las regiones ms desarrolladas, la proporcin ha aumentado desde el 61%
hasta el 76%.
La caracterstica principal de las cuencas urbanas est representada por el
incremento de la impermeabilizacin y la reduccin de la infiltracin debido al
revestimiento del suelo como consecuencia de la construccin de nuevos edificios,
pavimentacin de veredas, calles y avenidas, y la remocin de la cobertura
vegetal. Estos factores incrementan el volumen y la velocidad de escorrenta
produciendo caudales pico mayores en comparacin con la cuenca no intervenida.
Efectos Hidrolgicos de la Urbanizacin
Los procesos de urbanizacin impactan fuertemente sobre el medio natural, ya
que generan un aumento de la cobertura impermeable de los suelos y de su
capacidad de drenaje. Estas modificaciones originan importantes cambios en el
comportamiento hidrolgico de las cuencas con respecto a las condiciones previas
al desarrollo.
La Hidrologa Urbana y su Evolucin Histrica
La hidrologa urbana es la rama de la hidrologa que estudia la hidrologa de las
zonas urbanas y metropolitanas, en donde predominan las superficies casi
impermeables y el relieve artificial de terreno, analizando en particular el efecto del
desarrollo urbano (UNESCO-WMO, 2001).
a) Etapa sanitarista o higienicista
De los conductos pluviales primitivos que se describen en la literatura, los
desages subterrneos de la antigua Roma son los mejor conocidos. Sobre la
base de escritos de la poca, se sabe que la conexin directa de las casas a
dichos desages no era prctica generalizada.