ESTIMACIN DE CAUDALES DE DISEO

TORMENTA O LLUVIA DE DISEOPara dimensionar los elementos bsicos de las obras de drenaje de una urbanizacin, se supondr que sobre la cuenca se recibe una Lluvia de Diseo, que ser el evento de mayor magnitud durante un periodo de tiempo dado.

Luego se debe transformar la Precipitacin en Escurrimiento, concentrndolo en un determinado punto en donde se desea estimar el Caudal para efectos de diseo de obras.

Se aceptar que los elementos puedan verse sobrepasados en su capacidad de diseo, pero se verificar que no causen problemas graves.

PRECIPITACIONCorresponde a la cantidad de agua cada como lluvia, granizo o nieve, midiendo despus la altura de la lamina de agua acumulada. La unidad de medida es el milmetro.INTENSIDAD DE PRECIPITACINEs la medida de la cantidad de agua cada por unidad de tiempo. (ej. mm/hr)1 mm de espesor en un 1 m2 de rea corresponde a :0,001m x 1m x1 m = 0,001 m3 = 1 litro

Si consideramos un tiempo igual a 1 hora se tiene que :1 mm/hr/m2 = 1 lt/hr/m2 = 2,778 lts/seg/hectreaREGISTROS DE PRECIPITACINSe obtienen a partir de:

Pluvimetros: entregan mediciones discretas en el tiempo.

Pluvigrafos: entregan mediciones continuas en el tiempo.

MTODO RACIONALCaudal a la salida de la cuenca (m3/s)

Coeficiente de Escorrenta de la superficie

Intensidad de Precipitacin (mm/hr)

rea tributaria de la cuenca (Km2)ESTIMACIN DE CAUDALESREA TRIBUTARIA, ACorresponde a la superficie que realmente tributa sobre el punto que se estudia. Es un mtodo muy simple y aceptado universalmente para la determinacin de caudales en cuencas urbanas y rurales pequeas inferiores a 1.000 hectreas

COEFICIENTE DE ESCORRENTA CCorresponde a la capacidad que posee una superficie para permitir el escurrimiento de agua superficial. Se valora de 0 a 1.Debe estimarse un coeficiente ponderado segn las superficies de cada tipo de ocupacin del suelo, estimando las reas de cada uno de ellos.Para Zonas Urbanas...

Tipo SuperficieValor CCalle de hormign 0,80 0,95Calle de asfalto0,70 0,95Calle de adoquines0,70 0,85Entrada de autos0,75 0,85Techos 0,75 0,95Prado arenoso plano0,01 0,10Prado arenoso con pendiente0,15 0,20Prado arcilloso plano0,13 0,17

Para Zonas Rurales...

Caracterst.BajoNormalAltoExtremoVegetacin90% rea cubierta con vegetacin0,04 - 0,06Regular a Buena 50% con vegetac.0,06 0,08Poca veget. menos del 20%0,08 0,12Sin vegetacin escasa0,12 0,16Pendiente o RelieveMuy plano con pend. menor 5%0,08-0,14Con cerros y pend. entre 5 y 10%0,14 - 0,20Montaoso con pend. 1030%0,20 0,28Escarpado pend, sobre 30%0,28 0,35Tipo de SueloAlta capac. de absorcin0,04 - 0,06Limos arenosos bien drenados0,06 0,08Suelos arcillosos mal drenad.0,08 0,12Suelo rocoso sin infiltracin0,12 0,16Capac. de Almacenam.Alta capac. Almacenam.0,04 0,06Almac.normal a medio0,06 0,08Almac. bajo0,08 0,10Sin humed. que almac.0,10 0,12

CAMBIOS EN LA ESCORRRENTA

INTENSIDAD DE PRECIPITACIN iPara estimar este parmetro, se hace uso de las Curvas IDF (Intensidad- Precipitacin- Frecuencia)

Las Curvas IDF se establecen en base a un anlisis estadstico de las lluvias registradas en Pluvigrafos de la zona. Permiten caracterizar las tormentas en un lugar.As, para conocer la Intensidad, se debe estimar de antemano la Duracin y la Frecuencia de la Lluvia de Diseo.

DURACIN DE UNA LLUVIALa duracin total est relacionada con el tiempo de concentracin (tc) de la cuenca aportante, de modo de seleccionar una duracin que genere el mximo escurrimiento.Para el diseo de elementos de conduccin, dado que se debe considerar la intensidad mxima al inicio de la tormenta, se recomienda:tc Duracin 2*tcPara el dimensionamiento de obras de almacenamiento (estanques o lagunas), deben considerarse duraciones largas, tpicamente 24 hrs.

Tiempo de ConcentracinEs el tiempo que demora la gota de lluvia ms alejada en llegar al punto de salida de la cuenca. De esta forma se asegura que toda la superficie aporte al escurrimiento.El tiempo T1, correspondiente al caudal mximo y es el tiempo mnimo en el cual se drena toda la cuenca. Valor que coincide con el tiempo de concentracin tc.

En zonas urbanas....Considerar 5 minutos de la cubierta ms alejada a la calle.

Las velocidades en las cunetas y/o las tuberas deben calcularse en base a las frmulas hidrulicas.

En terrenos relativamente uniformes, se considera aceptable asumir una velocidad promedio entre 0,5 a 1,0 m/s.

En zonas rurales....Se recomienda para este caso la frmula de Kerby:

FRECUENCIA O PERIODO DE RETORNOEs un concepto analtico que refleja la probabilidad de ocurrencia de los sucesos, es decir, los aos en que se espera el retorno del evento.

Se selecciona de acuerdo al riesgo de falla que se est dispuesto a asumir para el sistema o elemento a dimensionar.

Finalmente, una vez estimada la Duracin y la Frecuencia de la Lluvia, se obtiene de la Curva IDF correspondiente, la Intensidad.

Este valor, aplicado a las reas involucradas, con sus coeficientes de escorrenta respectivos, permitir cuantificar el Caudal de Diseo, usando para estos efectos, el Mtodo Racional.

Para el diseo de elementos de la Red Secundaria, se recomienda adoptar las Curvas IDF propuestas en el Plan Maestro de Aguas Lluvias.

CURVAS DEL PLAN MAESTRO DE AGUAS LLUVIAS DE CONCEPCIN

CURVAS DEL PLAN MAESTRO DE AGUAS LLUVIAS DE CONCEPCIN