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UNIVERSIDAD “CESAR VALLEJO” - TRUJILLO

Facultad de Ingeniería
Escuela Profesional de Ingeniería Civil

TEMA : MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO (AFOROS).


NOMBRE DEL CURSO : HIDROLOGÍA

PROFESOR : Dr. Ing. CORONADO ZULOETA, Omar

SECCIÓN : 2

FECHA : TRUJILLO 7 DE NOVIEMBRE DEL 2018 – II

INTEGRANTES CODIGO

OBSERVACIONES:

1.- ……………………………………………………………………………………………………………………………………

2.- ……………………………………………………………………………………………………………………………………

3.- ……………………………………………………………………………………………………………………………………

NOTA:
……............................. ...........................................

TRABAJO: EN NUMERO EN LETRA FIRMA DEL PROFESOR


MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

PRESENTACIÓN

Informe Nº 1 - 2018-II- UCV

De : LOS ALUMNOS

Al : Ing. CORONADO ZULOETA, Omar


Asunto : “MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO (AFOROS)”
Fecha : Trujillo 07 de Noviembre b del 2018-II

Reciba usted un cordial saludo Ing. a nombre de todos los integrantes del grupo,
nos es de grato gusto presentarle el siguiente trabajo de campo asignado por su
persona ya que nos permite formarnos como Ingenieros Civiles y a su vez
aprender sobre “MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO (AFOROS)”: consta de una
INTRODUCCIÓN donde nos da una noción previa del tema a desarrollar, EL
OBJETIVO GENERAL nos brinda una idea clara de lo que se propuso investigar,
LA JUSTIFICACION este tema se realizó con la finalidad de cómo desarrollar
hoy en día un marco adecuado en lo que se basa la medición del escurrimiento
y registro de aforos. MARCO TEÓRICO se explica cada uno de los conceptos
de los temas de investigación, la PRÁCTICA EN CAMPO, donde se muestra el
desarrollo aplicando métodos para medir el caudal. Finalmente, las
CONCLUCIONES las cuales responde a los objetivos específicos planteados al
inicio de nuestro tema de investigación y sus respectivos ANEXOS, que son
imágenes en base al trabajo desarrollado.

Atentamente

…………………………………………
Los alumnos

HIDROLOGÍA Página 2
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

INTRODUCCIÓN

La medida de caudal en conducciones cerradas, consiste en la determinación de


la cantidad de masa o volumen que circula por la conducción por unidad de
tiempo. Los instrumentos que llevan a cabo la medida de un caudal se
denominan habitualmente caudal metros o medidores de caudal, constituyendo
una modalidad particular los contadores, los cuales integran dispositivos
adecuados para medir y justificar el volumen que ha circulado por la conducción.

La hidrometría, es la rama de la hidrología que estudia la medición del


escurrimiento. Para este mismo fin, es usual emplear otro término denominado
aforo. Aforar una corriente, significa, determinar a través de mediciones, el
caudal que pasa por una sección dad y en un momento dado.

HIDROLOGÍA Página 3
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

1. OBJETIVOS

1.1. OBJETIVO GENERAL

 Realizar la medición de caudal mediante los diferentes


métodos de aforos. (flotadores- volumétrico-
vertederos-correntómetro o molinete)

1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

 Investigar sobre los métodos más utilizados para


medición del escurrimiento y registros de aforos.
 Determinar el caudal de cualquier canal mediante los
métodos de medición. : Flotador, Vertedero,
Volumétrico y Molinete.

2. JUSTIFICACIÓN

El presente trabajo se realizó porque es de suma importancia


conocer los distintos métodos que existen para medir el caudal,
ya que es de suma importancia tener conocimiento sobre ello,
para más adelante poder construir alguna obra hidráulica.

HIDROLOGÍA Página 4
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

3. MARCO TEÓRICO:

MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO (AFOROS)

3.1. DEFINICIÓN DE MATERIALES DE CONSTRUCIÓN:

 ESCURRIMIENTO

La expresión escurrimiento superficial suele referirse al volumen de


las precipitaciones que caen sobre una cuenca, menos la retención
superficial y la infiltración. El escurrimiento superficial o directo es
función de la intensidad de la precipitación y de la permeabilidad
de la superficie del suelo, de la duración de la precipitación, del tipo
de vegetación, de la extensión de la cuenca hidrográfica
considerada, de la profundidad del nivel freático y de la pendiente
de la superficie del suelo. Significado e importancia del
escurrimiento De acuerdo con las partes de la superficie terrestre
en las que se realiza el escurrimiento superficial es un componente
del ciclo hidrológico el cual resulta de la lluvia y/o caudal lateral que
no llega a infiltrarse sobre la superficie de la tierra.

Términos que se emplean para la medida del escurrimiento.

 COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO

ES la relación entre la cantidad de agua escurrida y la cantidad


de agua precipitada. Se expresa en porcentaje. Para ello, el
INEGI (1993) propone un método que toma en cuenta la
permeabilidad de rocas y suelos, la densidad de la cubierta
vegetal y la variación espacial de la lluvia.

 NIVEL DE AGUA

Es la altura del agua de los ríos en la sección en que se mide.


Se expresa en unidades lineales.

 VELOCIDAD

HIDROLOGÍA Página 5
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

Es la relación del espacio recorrido por el agua de las corrientes


en un tiempo determinado. Se puede hablar de velocidad
media, superficial o a diferentes profundidades. Se expresa en
m/seg.

 GASTO O CAUDAL
Es el volumen de agua que pasa por determinada sección del
río en un intervalo de tiempo. Resulta de multiplicar la velocidad
del agua por el área de la sección donde se midió dicha
velocidad. Se refiere a gasto o caudal instantáneo, máximo,
mínimo y medio. Se expresa enm3/seg.

 AVENIDA
Es el aumento del caudal del río debido a la intensidad o
frecuencia de las precipitaciones. Puede durar horas o días. No
necesariamente causa inundaciones.

3.2. FUENTES DE ESCURRIMIENTO:

El escurrimiento, en una cuenca este se divide en:

 ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL O ESCORRENTÍA.

Es la parte del agua que escurre sobre el suelo y después por


los cauces de los ríos. Factores que afectan el escurrimiento
superficial. El escurrimiento superficial, depende
fundamentalmente de dos tipos de factores:

 Meteorológicos: se pueden considerar la forma, el tipo,


la duración y la intensidad de la precipitación, la dirección
y la velocidad de la tormenta, y la distribución de la lluvia
en la cuenca.

 Fisiográficos: se pueden considerar las características


físicas de la cuenca (superficie, forma, elevación,

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

pendiente), tipo y uso del suelo, humedad antecedente de


mismo.

3.3. ¿QUÉ ES UN AFORO?

Los aforos se realizan en estaciones hidrométricas (en puentes de


aforo y usando molinete) o se puede medir la corriente de cualquier
río de manera individual. Estos aforos se hacen a través de cierto
intervalo de tiempo (horas, días, etc.), con cuyos datos se construyen
gráficas de gasto (m3/s) contra tiempo (h), llamadas hidrogramas.

3.3.1. TIPOS DE AFOROS:

Existen diversos métodos, para determinar el caudal de una


corriente de agua, cada uno aplicable a diversas condiciones,
según el tamaño de la corriente o según la precisión con que
se requieran los valores obtenidos. Los métodos más
utilizados son:

 AFOROS CON FLOTADORES.

Metodología.
Como ya hemos expresado, este método de aforo con
flotadores se utiliza generalmente cuando no se dispone de
un molinete o correntómetro, o cuando se producen
excesivas velocidades en el cauce, con los consiguientes
peligros para las personas operadoras y para los equipos.
La metodología consiste en:

- Seleccionar un tramo recto del cauce entre 15 y 20


metros de longitud.
- Determinar el ancho del cauce y las profundidades de
éste en tres partes diferentes de la sección mojada
transversal.

HIDROLOGÍA Página 7
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

- Calcular el área de la sección transversal. Para ello se


emplea la expresión:
A= B x H
Donde:
a, b, c son las profundidades del cauce.
B = ancho del cauce.
A = área buscada.
H = altura promedio de (a + b + c)/3.

Cálculo de la velocidad.
Para medir la velocidad en cauces naturales pequeños, se
escoge un tramo recto del curso de agua y de alrededor de
5 a 10 m; se deja caer el flotador al inicio del tramo que está
debidamente señalizado y situado en el centro del curso
del agua en lo posible y se toma el tiempo inicial t1; luego
se toma el tiempo final t2, cuando el flotador alcanza el
extremo final del tramo que también se halla debidamente
marcado; y sabiendo la distancia recorrida y el tiempo que
el flotador demora en alcanzar el extremo final del tramo,
se calcula la velocidad del curso de agua según la siguiente
fórmula:

v = (L/T) • k (velocidad))

Siendo:
L = Longitud del tramo (aproximadamente 10 m.).
T = Tiempo de recorrido del flotador entre dos puntos del
tramo L (segundos) = t2 – t1.
k = relación existente entre la velocidad media de la
sección y la superficial, para este tipo de cauces.

 Cálculo del caudal.


De la misma manera, se lleva a cabo la determinación
del gasto hidráulico mediante la expresión clásica:

Q = A x V)

Donde:
Q = Caudal
A = Área

HIDROLOGÍA Página 8
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

V = Velocidad

 AFOROS VOLUMÉTRICOS.

Es aplicable en la medición de pequeños caudales y se


realiza midiendo el tiempo de llenado (T) de un recipiente
de volumen conocido (V), donde se colecta la descarga,
como se muestra en la figura (4.1), determinando el caudal
mediante la ecuación:

𝐕
Q= )
𝐓

NOTA: Las medidas con recipiente, se deben repetir 3


veces, y en caso de tener resultados diferentes, sacar un
promedio, ya que se puede cometer pequeños errores al
introducir el recipiente bajo el chorro.

 AFOROS QUÍMICOS.

Esta técnica se usa en aquellas corrientes que presenten


dificultades para la aplicación del método área velocidad o
medidas con estructuras hidráulicas, como en corrientes
muy anchas o en ríos torrenciales.
Los trazadores pueden ser de tres tipos:
1. Químicos: de esta clase son la sal común y el dicromato
de sodio.

HIDROLOGÍA Página 9
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

2. Fluorescentes: como la rodamina.


3. Materiales radioactivos: los más usados son el yodo
132, bromo 82, sodio.
La sal común puede detectarse con un error de 1% para
concentraciones de 10 ppm (partes por millón). El
dicromato de sodio puede detectarse a concentraciones de
0.2 ppm y los trazadores fluorescentes con
concentraciones de 1/1011. Los trazadores radioactivos
se detectan en concentraciones muy bajas (1/1014). Sin
embargo, su utilización requiere personal muy
especializado.

El método de los trazadores puede implementarse de


dos maneras:

a) Inyectar rápidamente un volumen de trazador.

HIDROLOGÍA Página 10
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

b) Inyección a caudal constante.

 AFOROS CON VERTEDEROS.

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

Este método consiste en interponer una cortina en el cauce


con el fin de represar el agua y obligarla a pasar por una
escotadura (vertedero) practicado en la misma cortina

 Los vertederos, son los dispositivos más utilizados para


medir el caudal en canales abiertos, ya que ofrecen las
siguientes ventajas:
 Se logra precisión en los aforos.
 La construcción de la estructura es sencilla.
 No son obstruidos por los materiales que flotan en el
agua.
 La duración del dispositivo es relativamente larga.
 Para utilizar este tipo estructura, sólo se requiere
conocer la carga del agua sobre la cresta del vertedero,
y para la obtención del caudal, utilizar su ecuación de
calibración. La carga h, sobre el vertedero se debe
medir a una distancia de 3h a 4h aguas arriba del
vertedero.
 Existen varias fórmulas halladas en forma experimental,
siendo las siguientes, las que se más se usan en aforos
de cursos de agua:
 Vertedero rectangular, de cresta aguda, con
contracciones

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

 AFOROS CON CORRENTÓMETROS O MOLINETES.


Para este método se emplea el correntómetro o molinete.
Estos son aparatos que miden la velocidad, en un punto
dado del curso del agua. Esta velocidad es medida en los
instrumentos, por medio de un órgano móvil, que detecta la
velocidad de la corriente y transmite las indicaciones de un
interruptor encargado de cerrar un círculo eléctrico, cuando
ha dado un cierto número de vueltas sobre un contador o
contométro (de impulsiones de sonido, señales luminosas,
digitales, etc.)
Hay muchos tipos de correntómetros; unos son de eje
vertical, sin hélice, donde el elemento móvil son pequeñas
copas (como en un anemómetro), otros son de eje
horizontal y el elemento móvil es una hélice, como los
correntómetros OTT.

Molinete de Eje Vertical

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

Molinete de Eje Horizontal

Los correntómetros son vendidos con una certificación de


calibración, sobre el que figura la fórmula que debe
utilizarse para calcular las velocidades, a partir del número
de vueltas por segundo de la hélice determinada, la cual,
puede ponerse bajo la forma:

V = an * b

Donde:
𝒗 = 𝒗𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒓𝒓𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆, 𝒎/𝒔.
𝒏 = 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒖𝒆𝒍𝒕𝒂𝒔 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒉é𝒍𝒊𝒄𝒆 𝒑𝒐𝒓 𝒔𝒆𝒈𝒖𝒏𝒅𝒐
𝒂 = 𝒑𝒂𝒔𝒐 𝒓𝒆𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒉é𝒍𝒊𝒄𝒆 𝒆𝒏 𝒎
𝒃 = 𝒗𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒍𝒍𝒂𝒎𝒂𝒅𝒂 𝒅𝒆 𝒇𝒓𝒐𝒕𝒂𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐, 𝒆𝒏 𝒎/𝒔.

CONDICIONS DE LA SECCIÓN DE AFORO


El aforo con correntómetro consiste en explorar el campo
de velocidades, en la sección en la que, se quiere medir el
caudal líquido. La ubicación ideal de una sección es aquella
donde:

 Los filetes líquidos son paralelos entre sí.


 Las velocidades sean suficientes, para una buena
utilización del correntómetro.
 Las velocidades son constantes para una misma
altura de la escala limnimétrica.
La primera condición exige a su vez:

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

 Un recorrido rectilíneo estre dos riberas o márgenes


francas.
 Un lecho estable.
 Un perfil transversal relativamente constante, según
el perfil en longitudinal.

Es evidente, que toda irregularidad del lecho del río (


piedras, vegetación arbustiva, bancos de arena), altera las
condiciones del flujo, y constituye un factor desfavorable
para las medidas. Estas influencias, son más notables en los
cursos de agua más pequeños, es por eso, que es más fácil
aforar con una misma precisión relativa, un gran río que uno
pequeño, y un río en altas aguas que otro en estiaje.

FORMAS DE AFORO

a) A pie: se usa cuando el curso de agua es pequeño, poco


profundo y fondo resistente. Para esto, se coloca una
cinta graduada de un margen a otro, y se va midiendo la
velocidad a diferentes profundidades, a puntos
equidistantes de un extremo a otro de la sección.
b) A cable: la sección se materializa con un cable tendido
de un extremo a otro, y el aforo se hace en bote.
c) Sobre una pasarela: cuando se trata de pequeños ríos,
se coloca una pasarela entre los pilones de un puente, el
aforador se coloca sobre la pasarela, y realiza la
medición de las velocidades desde allí.

4. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA DE CAMPO

 AFORO CON FLOTADORES

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

A. MATERIALES

-Barquito de papel
-lata de cerveza
-Tecnopor
-Cronómetro
-Calculadora
-wincha
-Estacas (palo de escoba)
-Cuaderno y lápiz

B. AFORO CON FLOTADOR – PROMEDIANDO


CAUDALES Y ANALITICAMENTE LAS ÁREAS

En este caso se va a realizar el cálculo de caudal por


cada flotador (corcho, pelota pim pom, pelota de
tecnopor) independientemente, al final se promediará los
3 caudales en lo cual se obtendrá un solo caudal como
resultado.

1. Medir la longitud (L) del tramo AB.

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

Se coloca la wincha de un extremo a otro desde el punto


de la sección A hasta un punto de la sección B.
El tramo de AB en nuestra área de trabajo es de 7m

TRAMO AB = 7m.

2. Medir con un cronómetro el tiempo que tarda en


desplazarse el flotador en el tramo AB.

 FLOTADOR LATA DE CERVEZA


 La lata se soltó en el agua desde el punto A, y
se dejó que recorra hasta el punto B.
 Durante su recorrido se midió el tiempo con el
cronómetro.

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

 Se trabajó con la lata 5 veces, por lo tanto, se


obtuvo 5 diferentes tiempos.

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

DATOS:
T1 = 8.75 seg. Se procede a eliminar el
T2 = 7.87 seg.
valor mayor y menos
T3 = 8.7 seg.
para luego
T4 = 8.59 seg.
promediarlos.
T5 = 8.45 seg.

seg. VALOR MAYOR Y MENOR ELIMINADOS VALORES VALIDOS


seg. 8.75 X 7.87 seg.
seg. 7.87 X 8.7 seg.
seg. 8.45 seg.
seg. PROMEDIO 8.34 seg.

3. Se calcula la velocidad superficial.

Velocidad superficial Velocidad = Longitud V= L V= 7 m


Tiempo T 8.34 seg.

V= 0.84 m
Velocidad superficial Velocidad = Longitud V= L V= 7 m seg.
Tiempo T 8.34 seg.

V= 0.84 m
seg.

4. Cálculo del área promedio de la SECCIÓN A.

Medir el ancho de la sección A. Luego dividirlas en 5


a 10 secciones.

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

En este caso se midió la profundidad cada 0.40m.

Midiendo el ancho de la sección cada 0.40m se


obtuvo 5 medidas de profundidad.

T= 2m

0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 m

0 0.18 0.26 0.23 0.17 0

MÉTODO ANALÍTICO – SECCIÓN A

Cálculo de áreas cada tramo, usando el metodo del trapecio

A1 = 0.036 m2
A2 = 0.088 m2
A3 = 0.098 m2
A4 = 0.08 m2
A5 = 0.034 m2

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

Calculo de área total de una sección:

A A = ∑ Ai

AA = 0.336

5. Cálculo del área promedio de la SECCIÓN B.

Midiendo el ancho de la sección cada 0.40m y uno de


0.50m, se obtuvo 5 medidas de profundidad.

T= 2.1 m

0.4 0.4 0.5 0.4 0.4 m

0 0.2 0.23 0.22 0.19

MÉTODO ANALÍTICO – SECCIÓN B

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

A1 = 0.04 m2
A2 = 0.086 m2
A3 = 0.1125 m2
A4 = 0.082 m2
A5 = 0.038 m2

Calculo de área total de una sección:

AB = ∑ Ai

AB = 0.3585

6. Cálculo de área promedio.

CÁLCULO DEL ÁREA PROMEDIO

A= AA +AB
2

A= 0.34725 m2

7. Cálculo de caudal de cauce.

Q= V*A

Q= 0.292 m3/s

Q= 291.69 L/s

 FLOTADOR BARQUITO DE PAPEL

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

El barquito de papel se soltó en el agua desde el


punto A, y se dejó que recorra hasta el punto B.

Durante su recorrido se midió el tiempo con el


cronómetro.

Se trabajó con barcos de papel 5 veces, por lo tanto,


se obtuvo 5 diferentes tiempos.

DATOS: Se procede a eliminar el


T1 = 9.82 seg. valor mayor y menos para
T2 = 9.94 seg. luego promediarlos.
T3 = 9.37 seg.
T4 = 10.46 seg.
T5 = 9.86 seg.

seg. VALOR MAYOR Y MENOR ELIMINADOS VALORES VALIDOS


seg. 10.46 X 9.82 seg.
seg. 9.37 X 9.94 seg.
seg. 9.86 seg.
seg. PROMEDIO 9.87 seg.

8. Se calcula la velocidad superficial.

Velocidad superficial Velocidad = Longitud V= L V= 7 m


Tiempo T 8.34 seg.

V= 0.84 m
seg.
HIDROLOGÍA Página 23
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

V= 7 m
9.87 seg.

V= 0.71 m
seg.

9. Cálculo del área promedio de la SECCIÓN A.

Medir el ancho de la sección A. Luego dividirlas en 5


a 10 secciones.

En este caso se midió la profundidad cada 0.40m.

Midiendo el ancho de la sección cada 0.40m se


obtuvo 5 medidas de profundidad.
T= 2m

0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 m

0 0.18 0.26 0.23 0.17 0

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

MÉTODO ANALÍTICO SECCIÓN A

Cálculo de áreas cada tramo, usando el metodo del trapecio

A1 = 0.036 m2
A2 = 0.088 m2
A3 = 0.098 m2
A4 = 0.08 m2
A5 = 0.034 m2

Calculo de área total de una sección:

A A = ∑ Ai

AA = 0.336

10. Cálculo del área promedio de la SECCIÓN B.

Midiendo el ancho de la sección cada 0.40m y uno de


0.50m, se obtuvo 5 medidas de profundidad.

T= 2.1 m

0.4 0.4 0.5 0.4 0.4 m

0 0.2 0.23 0.22 0.19

HIDROLOGÍA Página 25
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

MÉTODO ANALÍTICO – SECCIÓN B

A1 = 0.04 m2
A2 = 0.086 m2
A3 = 0.1125 m2
A4 = 0.082 m2
A5 = 0.038 m2

Calculo de área total de una sección:

AB = ∑ Ai

AB = 0.3585

11. Cálculo de área promedio.

CÁLCULO DEL ÁREA PROMEDIO

A= AA +AB
2

A= 0.34725 m2

12. Cálculo de
caudal de cauce.

HIDROLOGÍA Página 26
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

Q= V*A

Q= 0.247 m3/s

Q= 246.55 L/s

 FLOTADOR TECNOPOR

La pelota de tecnopor se soltó en el agua desde el


punto A, y se dejó que recorra hasta el punto B.

Durante su recorrido se midió el tiempo con el


cronómetro.

Se trabajó con el cuadrado de tecnopor 5 veces, por


lo tanto, se obtuvo 5 diferentes tiempos.

HIDROLOGÍA Página 27
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

DATOS:
T1 = 12.37 seg.
T2 = 11.47 seg.
Se procede a
T3 = 11.34 seg.
eliminar el valor
T4 = 10.34 seg.
mayor y menos para
T5 = 11.66 seg.
luego promediarlos.

seg. VALOR MAYOR Y MENOR ELIMINADOS VALORES VALIDOS


seg. 12.37 X 11.47 seg.
seg. 10.34 X 11.34 seg.
seg. 11.66 seg.
seg. PROMEDIO 11.49 seg.

13. Se calcula la velocidad superficial.

Velocidad superficial Velocidad = Longitud V= L V= 7 m


Tiempo T 8.34 seg.

V= 0.84 m
seg.
L V= 7 m
T 11.49 seg.

V= 0.61 m
seg.

14. Cálculo del área promedio de la SECCIÓN A.

Medir el ancho de la sección A. Luego dividirlas en 5


a 10 secciones.

En este caso se midió la profundidad a cada 0.40m.

HIDROLOGÍA Página 28
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

Midiendo el ancho de la sección cada 0.40m se


obtuvo 5 medidas de profundidad.
T= 2m

0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 m

0 0.18 0.26 0.23 0.17 0

HIDROLOGÍA Página 29
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

MÉTODO ANALÍTICO SECCIÓN A

A1 = 0.036 m2
A2 = 0.088 m2
A3 = 0.098 m2
A4 = 0.08 m2
A5 = 0.034 m2

A A = ∑ Ai

AA = 0.336

15. Cálculo del área promedio de la SECCIÓN B.

Midiendo el ancho de la sección cada 0.40m y uno de


0.50m, se obtuvo 5 medidas de profundidad.

T= 2.1 m

0.4 0.4 0.5 0.4 0.4 m

0 0.2 0.23 0.22 0.19

MÉTODO ANALÍTICO – SECCIÓN B

HIDROLOGÍA Página 30
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

A1 = 0.04 m2
A2 = 0.086 m2
A3 = 0.1125 m2
A4 = 0.082 m2
A5 = 0.038 m2

Calculo de área total de una sección:

AB = ∑ Ai

AB = 0.3585

16. Cálculo de área promedio.

CÁLCULO DEL ÁREA PROMEDIO

A= AA +AB
2

A= 0.34725 m2

17. Cálculo de caudal de cauce.

Q= V*A

Q= 0.212 m3/s

Q= 211.82 L/s

18. Cálculo de caudal final del cauce.

HIDROLOGÍA Página 31
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

Se procede a promediar los caudales obtenidos con


cada flotador.

CÁCULO DE CAUDAL FINAL

Qlata = 0.29169 m3/s


Qbarco = 0.24655 m3/s
Qtecnopor = 0.21182 m3/s

Promedio para encontrar Q


Q = 0.25002 m3/s

 AFORO VOLUMETRICO

C. MATERIALES

- Balde de 20 Ltrs. – Tubo de PVC

-Cronómetro -Calculadora

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

-Cuaderno y lápiz

1. Se trabajará con un depósito en el cual se sabe su volumen, en


este caso es un balde de 20 Litros.

2. Se acomoda el tubo en el lugar encausando toda el agua,


tratando de que no exista escape de agua por los costados.

3. Luego se coloca el balde debajo del tubo y se procede a tomar


el tiempo de llenado correspondiente.

HIDROLOGÍA Página 33
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

4. Se trabajó con el balde 5 veces, por lo tanto, se obtuvo 5 tiempos distintos.

Volumen de recipiente: 20 lt

Tiempo(seg) T mayoy y menor eliminados T válidos


T1 9.30 9.30
T2 9.29 9.29
T3 9.34 9.34
T4 9.50 9.50
T5 8.70 X
T6 8.79 8.79
T7 9.20 9.20
T8 9.90 X
T9 8.90 8.90
T10 8.99 8.99
PROMEDIO 9.16

5. Se procede a calcular el caudal con la siguiente fórmula.

HIDROLOGÍA Página 34
MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

FORMULA
=

Donde Q = Caudal, en l/s ó m3/s


V= Volumen del depósito, en l o m3
T = Tiempo en que se llena el depósito, en s

Cálculo de caudal

Q= 20 lt
9.16 seg.

Q= 2.18 lt/seg

 AFORO CON VERTEDERO RECTANGULAR

D. MATERIALES

- Vertedero

-Wincha -Calculadora

-Cuaderno y lápiz

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

1. Se acomoda el vertedero a lo ancho del cauce, y si se requiere


de otro material como piedras, palos, etc. Para evitar el escape
de agua por debajo.

2. Se espera a que rebalse el agua por la cresta del vertedero y


llegue a su máxima altura.

3. Se observa que la altura del agua en la cresta asciende.

4. Al llegar a su máxima altura en la cresta se procede a medir y


tomar el dato.

5. Se mide el ancho de la cresta del vertedero.

6. Se procede a calcular el caudal con los datos obtenidos y la


fórmula correspondiente.

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

DATOS:
L= 0.3 m
h= 0.15 m
n= 1

FORMULA

= , , 𝒏𝒉 𝒉
Donde: Q= Caudal, en m3/s
L= Longitud de cresta, en m
h= Carga sobre el vertedero, en m, medida de 3h a 4h
n= Número de contracciones

Cálculo de caudal

Q = 1,81(0.3 - 0.1(1)(0.12))*0.1^3/2

Q= 0.030

 CALIBRACIÓN DE VERTEDEROS

Para realizar la calibración de un vertedero, se debe hallar


la ecuación que realiza la carga sobre el vertedero h, con el
caudal Q.
Y se determina de la siguiente manera:

1. Se realiza varias pruebas con diferentes caudales para


determinar su respectivo h
2. Se tabula los datos en una tabla.

h (m) Q(m3/s)
0.050 0.006
0.070 0.010
0.100 0.017
0.120 0.022
0.150 0.030

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

3. A continuación, establecemos una correlación potencial


simple, de los datos h y Q, para determinar la ecuación
potencial Q = ahb

CALIBRACIÓN
0.035

0.030 Q = 0.4926h1.468
0.025

0.020

0.015

0.010

0.005

0.000
0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140 0.160

4. Determinada ya la ecuación potencial, tenemos que la


fórmula para determinar Q está directamente
influenciada por el valor de h.

5. Finalmente obtenemos que la formula ya está definida


para su utilización en nuestro vertedero

Q = 0.4926h1.468

 AFORO CON CORRENTÓMETRO

E. MATERIALES

- Correntómetro

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

-Wincha -Calculadora

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

-Cuaderno y lápiz

1. Se mide el ancho del río, luego se procede a dividir en un


número de tramos de acuerdo a las distancias mínimas entre
verticales recomendadas.

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

2. Se procede a hacer lecturas de velocidad en dos puntos: 0.20


y 0.80 de la profundidad con respecto a la superficie.

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

3. Finalmente, con los datos obtenidos en cada punto respectivamente, se procede a calcular el caudal del cauce con
el siguiente cuadro de resumen.

LECTURAS DE VELOCIDADES
Profundidad Promedio de Área de
Distancia Profundida Lectura de Lectura de Lectura de Promedio de la Velocidad Área de cada Caudal
de lectura la velocidad cada tramo
(m) d (cm) velocidad velocidad velocidad velocidad en area tramo (cm2) (m3/s)
(cm) por tramo (m2)
m/s (1) m/s(2) m/s (3)
0 0 0 0 0 0 0 0
0.35833333 27 0.27 0.09675
0.9 60 12 0.5 0.5 0.6 0.533
0.717
48 0.8 0.9 1 0.9
0.5 91.8 0.918 0.459
1.8 72 14.4 1.3 1.4 1.2 1.3
1
57.6 0.8 0.6 0.7 0.7
0.63333333 90 0.9 0.57
2.7 64 12.8 1.3 1.4 1.2 1.3
1.267
51.2 1.2 1.2 1.3 1.233
0.575 90 0.9 0.5175
3.6 68 13.6 1 1.2 1.1 1.1
1.15
54.4 1.2 1.1 1.3 1.2
0.575 87.3 0.873 0.5020
4.5 63 12.6 1.3 1.3 1.2 1.267
1.15
50.4 1.1 0.9 1.1 1.033
0.65 77.85 0.7785 0.5060
5.4 55 11 1.4 1.2 1.3 1.3
1.3
44 1.2 1.4 1.3 1.3
0.64166667 71.55 0.7155 0.4591
6.3 52 10.4 1.4 1.1 1.4 1.3
1.283
41.6 1.3 1.2 1.3 1.267
0.61666667 60.3 0.603 0.3719
7.2 41 8.2 1.2 1.3 1.4 1.3
1.233
32.8 1.2 1.1 1.2 1.167
0.46666667 52.65 0.5265 0.2457
8.1 38 7.6 0.9 0.9 1 0.933
0.933
30.4 0.9 0.9 1 0.933
0.4666667 17.1 0.171 0.0798
9 0 0 0 0 0 0 0
3.808 m3/s

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

CONCLUSIONES.

 Según la investigación que se realizó se sabe que los métodos más


utilizados para realizar la medición del escurrimiento o caudal de
cualquier cauce, los cuales se les llama aforos: Aforo con flotadores,
Aforo volumétrico, Aforo con correntómetro o molinete y el Aforo con
vertederos.

 En el campo se colocó en práctica 4 métodos que son: Aforo con


flotadores en donde se utilizó 3 materiales, los cuales son: corcho,
pelota pim pom y pelota de tecnopor. Aforo volumétrico, Aforo con
vertedero rectangular y Aforo con Correntómetro en los cuales se
registraron datos y resultados de la medición para su respectivo
caudal.

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA Y LINKOGRÁFICA.

 VILLÓN B. Máximo. “Hidrología” (1° Edic. febrero 2002) Pág., 143-160.

 https://prezi.com/8gj8ezibbr0e/33-medicion-de-escurrimientos-y-registros-de-
aforo/

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

ANEXOS
(SE ADJUNTA UN VIDEO DEL TRABAJO DE CAMPO)

AFORO CON FLOTADORES

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

AFORO VOLUMÉTRICO

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

AFORO CON VERTEDERO

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

AFORO CON CORRENTÓMETRO

Medición de ancho y medición de velocidades a 0.2 y 0.8 de ha

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MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO

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