Caudales Máximos

CAUDALES MXIMOS
INTRODUCCIN
El clculo de los caudales es un factor muy importante al momento de

disear: dimensiones de un cauce, sistemas de drenaje, muros de
encauzamiento para proteger ciudades y plantaciones, alcantarillas,
vertederos de demasas y al momento de determinar la luz de un
determinado puente. Cabe mencionar que se debe calcular el caudal
de diseo, que para estos casos, son los caudales mximos.
La estimacin de caudales mximos asociados a determinados periodos
de retorno de diseo es fundamental en muchas aplicaciones de la
ingeniera hidrulica, ya que la magnitud del caudal de diseo es
funcin directa del periodo de retorno que se le asigne el que a su vez
depende de la importancia de la obra y de la vida til de esta
CAUDALES MXIMOS: Para disear
Las dimensiones de un cauce
Sistemas de drenaje:
Muros de encauzamiento para proteger ciudades y

plantaciones
Alcantarillas
Vertederos de demasas
Luz en puentes
METODOS PARA CALCULAR CAUDALES MXIMOS
Mtodo del
Mtodo Mtodos Mtodos Mtodos
nmero de
directo empricos estadsticos hidrolgicos
curva
Mtodo Racional
Donde:
Q: Caudal mximo [m3/s]
C: Coeficiente de escorrenta
I: Intensidad de la Lluvia de Diseo, con duracin igual al tiempo de concentracin
de la cuenca y con frecuencia igual al perodo de retorno seleccionado para el diseo
(Curvas de I-D-F) [mm/h]
A: rea de la cuenca. [Ha]
Estimando velocidades
Usando valores obtenidos por
Ramser:
En cuencas agrcolas, con
pendientes menos de 5% y con largo
dos veces el promedio de su ancho
.
Usando frmulas empricas:
Determinacin del coeficiente de
escorrenta
En la tabla N 03 se presentan valores del coeficiente de escorrenta en
funcin de la cobertura vegetal, pendiente y textura.
En la tabla N 04 Se muestran de coeficientes de escorrenta para zonas urbanas,
los cuales son bastantes conservadores, para que puedan ser usados para diseo.
Cuando la cuenca se compone de superficies de distintas caractersticas,
el valor de C se obtiene como una media ponderada es decir:
Donde:
C = coeficiente de escorrenta ponderado
= coeficiente de escorrenta para el rea
= rea parcial i
= nmero de reas parciales
Avenida:
Una avenida es la elevacin del nivel
de un curso de agua significativamente
mayor que el flujo medio. Durante la
crecida, el caudal de un curso de agua
aumenta en tales proporciones que el
lecho del ro puede resultar
insuficiente para contenerlo.
Iquitos
Las intensas lluvias causaron el
colapso de las alcantarillas en la
ciudad selvtica, que originaron
inundaciones en las viviendas.
El mtodo fue desarrollado utilizando datos de un gran nmero de cuencas
experimentales y se basa en la siguiente relacin.
( )2
=
+ 4
Donde:
P= precipitacin total registrada
= precipitacin neta
= abstraccin inicial o umbral de escorrenta
El SCS despus de estudiar un gran nmero de pequeas cuencas estableci una

relacin para estimar S a partir del nmero de curva N, mediante la siguiente
ecuacin:
1000
= 10

Estimacin del caudal mximo
Es el resultado de una serie de estudios llevados a cabo por SCS, sobre las
intensidades, duraciones y cantidades de lluvia que deben de ser empleadas
al calcular el gasto de pico de una avenida de determinado periodo de
retorno.
El proceso para el clculo del caudal mximo utilizando la metodologa del SCS, es como sigue:
Paso 1: Se determinan las siguientes caractersticas fisiogrficas de la cuenca:
Paso 2: Se calculan las lluvias de duracin 6 horas y periodos de retorno de acuerdo a las avenidas
del proyecto. Lo anterior, con base en las curvas P- D- Tr, construidas para la cuenca del proyecto.
Pas 3: Con base en el nmero N de la cuenca, se calcula la escorrenta para cada una de las lluvias
determinadas en el paso anterior, por medio de la ecuacin.
Dnde:
Q= escorrenta total acumulada

P= lluvia de duracin 6 horas y determinado periodo de retorno, mm
N= Numero de curva
Paso 4:De la tabla N 06, en funcin de la magnitud del tiempo de
concentracin se determina el valor del gasto unitario (q), interpolando
linealmente si es necesario.
Por ltimo, se multiplican el gasto unitario (q), la escorrenta (Q), y

Paso 5:
el rea dela cuenca (A), para obtener el gasto mximo en , esto es:
METODOS ESTADISTICOS
Los mtodos estadsticos se basan en considerar que el caudal

mximo anual, es una variable aleatoria que tiene una cierta
distribucin. Para utilizarlos se requiere tener como datos, el
registro de caudales mximos anuales, cuanto mayor sea el
tamao del registro, mayor ser tambin la aproximacin del
clculo del caudal de diseo, el cual se calcula para un
determinado periodo de retorno.
Dentro de los mtodos estadsticos encontramos lo mtodos de

Gumbel y Nash .
METODO DE GUMBEL
Para calcular el intervalo de confianza, aquel dentro del cual puede variar Qmax dependiendo
del registro disponible se hace lo siguiente:
a. Si = 1-1/T, varia entre0.2 y 0.8, el

intervalo de confianza se calcula con la frmula:
b. Si >0.90, el intervalo se calcula como:
El caudal mximo de diseo para un cierto periodo de retorno ser igual al caudal
mximo ms el intervalo de confianza:
METODO DE NASH
Los parmetros a y b se estiman utilizando el mtodo de mnimos cuadrados, con la
ecuacin lineal Q= a+ bX, utilizando las siguientes ecuaciones:
CONCLUSION
EN EL ESTUDIO DE PROYECTOS REALES ES RECOMEDABLE EL USO

DE VARIOS DE LOS METODOS PRESENTADOS Y LUEGO PODER
ANALIZAR LOS RESULTADOS OBTENIDOS
BIBLIOGRAFA
Ministerio de Transporte y Comunicaciones. 2003.

Disponible en : http://transparencia.mtc.gob.pe/idm_docs/P_recientes/970.pdf
MOPU. Clculo hidrometereolgico de caudales mximos en pequeas cuencas naturales. [en

lnea]. Madrid: Alanmer, 1987 [fecha de consulta: 13 de noviembre 2016].
Disponible en: http://www.carreteros.org/normativa/drenaje/pdfs/c_hidrometeorol.pdf
ISBN 151870214
VELAZQUES, Sergio. Curso de hidrologa: Caudales mximos 3, transito de avenidas. [En lnea].
2011. [fecha de consulta: 14 de noviembre 2016].
Disponible en:
http://documents.mx/documents/curso-de-hidrologia-caudales-maximos-iii-transito-de-
avenidas-por-sergio-velasquez-mazariegos-svelasqucatieaccr-svelasqucatieaccr2011.html
VILLON, Mximo. Hidroesta 2 clculos hidrolgicos: Manual del usuario. 1a. ed. Lima: Ediciones
Villn, 2012. 384 p.
ISBN: 9789968514163

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El clculo de los caudales es un factor muy importante al momento de

Las dimensiones de un cauce

Muros de encauzamiento para proteger ciudades y

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Q= escorrenta total acumulada

Por ltimo, se multiplican el gasto unitario (q), la escorrenta (Q), y

Los mtodos estadsticos se basan en considerar que el caudal

Dentro de los mtodos estadsticos encontramos lo mtodos de

a. Si = 1-1/T, varia entre0.2 y 0.8, el

EN EL ESTUDIO DE PROYECTOS REALES ES RECOMEDABLE EL USO

Ministerio de Transporte y Comunicaciones. 2003.

MOPU. Clculo hidrometereolgico de caudales mximos en pequeas cuencas naturales. [en

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