El hidrograma muestra la variación del caudal de un río u otro cuerpo de agua con el tiempo. Los hidrogramas unitarios representan la respuesta hidrológica de una cuenca a una unidad de precipitación y se usan para calcular la respuesta a lluvias de diferentes duraciones e intensidades. Existen métodos como el racional y el del hidrograma unitario para determinar hidrogramas y caudales máximos a partir de las características físicas de una cuenca.
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El hidrograma muestra la variación del caudal de un río u otro cuerpo de agua con el tiempo. Los hidrogramas unitarios representan la respuesta hidrológica de una cuenca a una unidad de precipitación y se usan para calcular la respuesta a lluvias de diferentes duraciones e intensidades. Existen métodos como el racional y el del hidrograma unitario para determinar hidrogramas y caudales máximos a partir de las características físicas de una cuenca.
El hidrograma muestra la variación del caudal de un río u otro cuerpo de agua con el tiempo. Los hidrogramas unitarios representan la respuesta hidrológica de una cuenca a una unidad de precipitación y se usan para calcular la respuesta a lluvias de diferentes duraciones e intensidades. Existen métodos como el racional y el del hidrograma unitario para determinar hidrogramas y caudales máximos a partir de las características físicas de una cuenca.
El hidrograma muestra la variación del caudal de un río u otro cuerpo de agua con el tiempo. Los hidrogramas unitarios representan la respuesta hidrológica de una cuenca a una unidad de precipitación y se usan para calcular la respuesta a lluvias de diferentes duraciones e intensidades. Existen métodos como el racional y el del hidrograma unitario para determinar hidrogramas y caudales máximos a partir de las características físicas de una cuenca.
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HIDROGRAMA
El hidrograma es un gráfico que muestra la variación en el tiempo
de alguna información hidrológica tal como: nivel de agua, caudal, carga de sedimentos, entre otros. para un río, arroyo, rambla o canal, si bien típicamente representa el caudal frente al tiempo; esto es equivalente a decir que es el gráfico de la descarga (L3/T) de un flujo en función del tiempo. Estos pueden ser hidrogramas de tormenta e hidrogramas anuales, los que a su vez se dividen en perennes y en intermitentes.
Permite observar:
las variaciones en la descarga a través de una tormenta, o
a través del año hidrológico:
el pico de escorrentía (caudal máximo de la avenida);
el flujo de base o aporte de las aguas subterráneas al flujo; o,
las variaciones estacionales de los caudales si se grafica
un período de uno o varios años.
Un mm de precipitación significa que en una superficie de un m²
ha caído un litro de agua de lluvia (1L/m²).
Los hidrogramas son útiles, entre otras cosas, para comparar los tiempos de descarga y caudales pico de varias corrientes o cuencas hidrográficas, para así conocer las diferencias entre sus capacidades de respuesta ante avenidas.
Hidrograma Unitario: Curva básica de respuesta a una unidad de
precipitación que describe la forma en que una cuenca devuelve un ingreso de lluvia distribuido en el tiempo. Se basa en el principio de que dicha relación entrada-salida es lineal, es decir, que pueden sumarse linealmente. Se construye con base en un "Hidrograma en S" que a su vez se construye desglosando varias tormentas y sus hidrogramas reales producidos.
Hidrograma Sintético: Hidrograma unitario estimado de acuerdo
con fórmulas que incluyen parámetros PREGUNTAS físicos de la cuenca en estudio como área, ¿Qué es el hidrograma unitario? longitud del cauce ¿Qué es el hidrograma sintético? principal, pendiente promedio y otros. Son los hidrogramas sintéticos más conocidos: el Triangular del USDA, el de Schneider, el de Clark. Determinación del hidrograma de descarga de una cuenca En el mes de febrero de 2017, en En algunos casos es necesario Bolivia usaron la técnica de determinar el volumen total “bombardeo a las nubes” contra la del escurrimiento superficial sequía, gracias al apoyo de Venezuela generado por una lluvia en un en materia de capacitación y tiempo determinado. Sin transferencia de tecnología. embargo es más frecuente el caso en que se requiere conocer el caudal máximo instantáneo de una determinada avenida. Otras veces se requiere un conocimiento completo del hidrograma, es decir la variación en el tiempo del caudal en una determinada sección en la cual se pretende construir una obra hidráulica o proteger un bien existente.
Los métodos que se utilizan para estos cálculos son:
El racional.
Método del hidrograma unitario.
Modelos matemáticos de cuencas hidrográficas.
Tránsito hidráulico a través de cauces utilizando
las ecuaciones de Saint-Venant en 1D.
MÉTODO RACIONAL (HIDROLOGÍA)
El método racional se utiliza en hidrología para determinar el
Caudal Instantáneo Máximo de descarga de una cuenca hidrográfica.
La fórmula básica del método racional es:
Esta fórmula empírica, por su simplicidad, es aun utilizada para el cálculo de alcantarillas, galerías de aguas pluviales, estructuras de drenaje de pequeñas áreas, a pesar de presentar algunos PARA REFORZAR inconvenientes, superados por procedimientos de cálculo más complejos. También se usa en https://www.youtube.co ingeniería de carreteras para el m/watch?v=nqrshLMNb5 cálculo de caudales vertientes 4 de la cuenca a la carretera, y así poder dimensionar las obras de drenaje necesarias, siempre que la cuenca vertiente tenga un tiempo de concentración no superior a 6 horas.
MÉTODO DEL HIDROGRAMA UNITARIO
El método del hidrograma unitario es uno de los métodos
utilizados en hidrología, para la determinación del caudal producido por una precipitación en una determinada cuenca hidrográfica.
Si fuera posible que se produjeran dos lluvias idénticas sobre una
cuenca hidrográfica cuyas condiciones antes de la precipitación también fueran idénticas, sería de esperarse que los hidrogramas correspondientes a las dos lluvias también fueran iguales. Esta es la base del concepto de hidrograma unitario. En la realidad es muy difícil que ocurran lluvias idénticas; esta pueden variar su duración; el volumen precipitado; su distribución espacial; su intensidad.
Un hidrograma unitario es un hidrograma (Q = f (t)) resultante de
un escurrimiento correspondiente a un volumen unitario (1 cm, mm, plg,... de lluvia por la cuenca) proveniente de una lluvia con una determinada duración y determinadas características de distribución en la cuenca hidrográfica. Se admite que los hidrogramas de otras lluvias de duración y distribución semejantes presentarán el mismo tiempo de base, y con ordenadas de caudales proporcionales al volumen de fluido.
Se puede construir un hidrograma unitario a partir de los datos de
precipitación y de caudales referentes a una lluvia de intensidad razonablemente uniforme y sin implicaciones resultantes de lluvias anteriores o posteriores. El primer paso es la separación del escurrimiento subterráneo del escurrimiento superficial directo. Se calcula el volumen defluido (representada por el área ABCD de la figura) y se determinan las ordenadas del hidrograma unitario dividiendo las ordenadas del hidrograma directo, por la altura de escurrimiento distribuido sobre la cuenca, hdistribuido, expresado en cm.
El hidrograma unitario resultante corresponde al volumen de
un centímetro de escurrimiento. El paso final es la selección de la duración específica de una lluvia, con base en el análisis de los datos de la precipitación. PARA REFORZAR Períodos de baja intensidad de precipitación en el comienzo y al final de la lluvia deben ser https://www.youtube.co despreciados, ya que no m/watch?v=GFv6AlQecN contribuyen sustancialmente al Y escurrimiento.
PROBLEMA RESUELTO
1. El HU de una cuenca para una lluvia de 1 h de duración es:
Se pide, obtener el HU de esa cuenca para una lluvia de 2 h de duración.
RESOLUCIÓN: Por definición, δ2h(t) es la respuesta de la cuenca
frente a una lluvia neta de intensidad 0,5 mm/h y duración 2 h. Por tanto, el hidrograma que genera esta lluvia neta, por aplicación de la teoría de HU, se obtiene superponiendo dos δ1h, desfasados 1 hora entre ellos (con lo que se tendrá la respuesta de la cuenca a una lluvia neta de duración 2 h e intensidad 1mm/h), y multiplicando el resultado por la relación de intensidades:
La operación se presenta en la siguiente tabla:
A efectos ilustrativos, aunque en realidad es más costoso, otra
alternativa para obtener δ2h(t) sería emplear el hidrograma en S de la cuenca, que, por definición, es la respuesta de la cuenca a una lluvia neta de intensidad unitaria y duración infinita, que resulta creciente hasta estabilizarse un tiempo igual al tiempo de concentración de la cuenca desde el inicio de la lluvia. Conviene, asimismo, recordar que el tiempo de concentración se corresponde con el tiempo transcurrido entre el final de una lluvia neta y el final del hidrograma superficial de respuesta (en este caso resulta ser igual a 5 horas, puesto que el δ1h dura 6 horas).
En este caso, primeramente hay que obtener el hidrograma en S,
S(t), superponiendo un número suficiente de δ1h convenientemente desfasados para alcanzar la estabilidad de la respuesta. Como el tiempo de concentración de la cuenca es de 5 h, bastará con sumar seis δ1h desfasados 1 hora entre ellos para alcanzar la estabilidad de la respuesta.
A partir del hidrograma en S, por aplicación de la teoría de HU,
δ2h(t) se obtiene como:
Los resultados, en forma tabular, son los siguientes:
PROBLEMA PROPUESTO
1. La curva tiempo-área acumulada de una cuenca
prácticamente impermeable es la siguiente:
Se pide obtener el HU de 90 minutos.
2. La capacidad de infiltración de una cuenca se ha estimado en 10 mm/h. El HU de 2 h de esta cuenca es el siguiente:
Se pide obtener: 1.- Tiempo de concentración de la cuenca. 2.- Superficie de la cuenca. 3.- Si llueve durante un día con intensidad de 15 mm/h y, a continuación, cae un chaparrón de 60 mm en 2 horas, obtener el caudal pico del hidrograma superficial generado.
