29/08/2013
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CURSO:
HIDROLOGIA GENERAL
DOCENTE:
ING CARLOS LUNA LOAYZA
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CURSO:
HIDROLOGIA
CALCULO DE LA PRECIPITACION NETA MEDIANTE EL METODO DE
LA S.C.S.
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7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.1.- INTRODUCCIN
Supongamos que disponemos de un hietograma que refleja laprecipitacin cada, obteniendo directamente de un pluvigrafo.El objetivo es separar la parte de esa precipitacin que hagenerado escorrenta directa.
A esta parte la llamamos Pneta, Pefectiva o Pen exceso
La P que no genera escorrenta queda como retencin superficialy/o infiltracin. Posteriormente esta agua terminarevapotranspirndose o llegando a la escorrenta subterrnea.
7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.1.- INTRODUCCIN
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7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.1.- INTRODUCCIN
La capacidad de infiltracin del suelo va disminuyendo con el
tiempo, por esta razn al separar de un hietograma que constituye
una P neta, se realiza siguiendo una curva descendente, que refleja
la disminucin de la capacidad infiltracin.
Este mtodo supone que el suelo retine una cierta cantidad ciada al
principio (ejemplo 23 mm.) y despus de eso el porcentaje que
genera escorrenta va aumentando con el tiempo (Figura 1b)
Al igual que en el caso anterior se tiene en cuenta que la capacidad
de abstraccin del suelo disminuye con el tiempo, pero en esta
hiptesis en todos los incrementos de tiempo se genera escorrenta
y en proporcin creciente.
7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.2.- PROCEDIMEINTO DE CALCULO
El procedimiento establecido por la SCS se expone de acuerdoa los criterios indicados en la versin espaola.
a.- Clculo para un nico dato de pluviometra
Los pasos son los siguientes:
a.1.- Clculo del umbral de escorrenta Po
Es un dato que aparece tabulado en funcin del uso de la
superficie (bosque, cultivo, etc.) de la pendiente y del tipo
del suelo (A, B, C D desde el ms arenoso y permeable al
ms arcilloso e impermeable)
Finalmente hay que modificarlo si los das anteriores han
sido muy secos o muy hmedos.
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7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.2.- PROCEDIMEINTO DE CALCULO
a.2.- Clculo de la Precipitacin neta PnetaSe utiliza la siguiente expresin:
Donde:
P = Precipitacin total registrada
Pn = Precipitacin neta
Po = Abstraccin inicial o umbral de escorrenta
( )24
on
o
P PP
P P
=
+
7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.2.- PROCEDIMEINTO DE CALCULO
a.2.- Clculo de la Precipitacin neta PnetaEjemplo:
Calcular la precipitacin neta de una precipitacin diaria
total de 31 mm.
Solucin.
Supongamos que hemos consultado las tablas y hemos
obtenido un valor de Po de 12 mm, entonces tendramos:
( ) ( )2 23 1 1 24 .6
4 3 1 4 * 1 2
4 .6 .
on
o
n
P PP
P P
P m m
= = =
+ +=
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7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.2.- PROCEDIMEINTO DE CALCULO
El procedimiento establecido por la SCS se expone de acuerdo a
los criterios indicados en la versin espaola.
b.- Clculo para un hietograma completo
El proceso es el mismo, peros se trabaja con las
precipitaciones acumuladas:
b.1.- Clculo del umbral de escorrenta Po
Supongamos que hemos consultado las tablas y hemos
obtenido un valor de Po = 43 mm.
7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.2.- PROCEDIMEINTO DE CALCULO
b.2.- Clculo de la Precipitacin P
A partir de los datos de precipitacin (P), se calcula la
precipitacin acumulada (P), como se indica en la siguiente
tabla:
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7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.2.- PROCEDIMEINTO DE CALCULO
b.3.- Clculo de la Precipitacin neta PnetaSi Pt es menor que la abstraccin inicial (que para el caso
del ejemplo la hemos evaluado en 43 mm)
La precipitacin neta Pn es 0 (Caso de las primeras horas) Si la precipitacin total cada hasta ese momento (Pt)supera la abstraccin inicial aplicaremos la formula (1),
siendo la siguiente expresin:
En el ejemplo, para la hora 3 la aplicacin de la formulasera
( )24
o
no
P PP
P P
=
+
( )25 9 4 31 .1 1
5 9 4 * 4 3nP
= =
+
7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.2.- PROCEDIMEINTO DE CALCULO
b.3.- Clculo de la Precipitacin neta Pneta
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7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.2.- PROCEDIMEINTO DE CALCULO
b.4.- Clculo de la Precipitacin acumulada PnHay que desacumular esos datos en la ltima columna,
simplemente restando cada valor de la columna Pn del
anterior.
Como resultado final obtenemos que han generado
escorrenta superficial de 31.7 mm de un total de 143 mm,
el cual se ha distribuido de acuerdo a la ltima columna.
Su representacin grfica se presenta en la figura 1b
7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.2.- PROCEDIMEINTO DE CALCULO
b.4.- Clculo de la Precipitacin acumulada Pn
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7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.2.- PROCEDIMEINTO DE CALCULO
b.4.- Clculo de la Precipitacin acumulada Pn
7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.3.- EVALUACION DEL Po
Este valor se consulta en tablas que con diversa variaciones
aparece en manuales y documentacin tcnica.
Este valor depende de las siguiente caractersticas:
Tipo y utilizacin de la superficie (rea pavimentada,cultivos densos, bosques, )
La pendiente del suelo El tipo de suelo mas o menos permeable (Dividido encuatro categoras A, B, C, D)
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7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.3.- EVALUACION DEL Po
Ejemplo:
En un caso real podemos considerar diversas parte
75% Bosque espeso, suelo tipo B Po = 47 25 % Barbecho, pendiente < 3%, suelo tipo C Po = 11
Solucin
Determinando la media ponderada as:
4 7 * 0 . 7 5 1 1 * 0 . 2 5 3 8oP = + =
7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.3.- EVALUACION DEL Po
Las tablas que proporcionan el valor de Po suponen un
grado de humedad del suelo medio. Si los das anteriores a
la precipitacin estudiada se produjeron precipitaciones
abundantes, las abstracciones (retenciones superficiales,
infiltracin, ) seran menores, por lo que el valor de Po ser
menor al proporcionado por la tabla.
Anlogamente lo contrario si los das anteriores no ha
llovido nada, el suelo est seco y todas las abstracciones
seran mayores, hay que corregir el valor de Po
aumentndolo.
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7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.3.- EVALUACION DEL Po
7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.3.- EVALUACION DEL Po
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7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.3.- EVALUACION DEL Po
7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.3.- EVALUACION DEL Po
A partir de la tabla ltima se ha elaborado las siguientes
relaciones, que proporcionan unos resultados muy similares
a los de dicha tabla.
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7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.3.- EVALUACION DEL Po
Para usar las tablas indicadas anteriormente, la relacin entre
ambos (Po en mm y CN) es inmediata.
Donde:
CN = Po para condiciones de humedad media
Po = Condicin de humbral
2 5 4 0 0
2 5 40 . 2 0
2 5 0 00 . 2 0 2 5 4
o
o
C NP
PC N
=+
=
7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.3.- EVALUACION DEL Po
Las tablas de los valores de CN, son los presentados en las tablas
anteriores y corresponde a valores medios de la humedad de los
das anteriores. Para el caso de das anteriores si son secos o
hmedos podemos aplicar las siguientes expresiones:
Donde:
CN(II) = Po para condiciones de humedad previa II
(Normal) (obtenido de tablas)
CN(I) = Po para condiciones de humedad previa I (seco)
CN(III) = Po para condiciones de humedad previa III
(hmedo)
( ) ( )( )
( ) ( )( )
4 . 2
1 0 0 . 0 5 8 *
4 2 3
1 0 0 . 1 3 *
C N I IC N I
C N I I
C N I IC N I I I
C N I I
=
=
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7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.3.- EVALUACION DEL Po
Si las anteriores expresiones convertimos los valores CN en
Po, utilizando las equivalencias obtendremos las siguientes
expresiones:
Donde:
Po(II) = Po para condiciones de humedad previa II
(Normal)
Po(I) = Po para condiciones de humedad previa I
(seco)
Po(III) = Po para condiciones de humedad previa III
(hmedo)
( ) ( )( ) ( )
2 . 3 8 *
0 . 4 3 *
o o
o o
P I P I I
P I I I P I I
=
=
7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.3.- EVALUACION DEL Po
Ejemplo:
Calcular el umbral de escorrenta (Po) para las siguientes
condiciones:
Cultivo en Hilera Sierra Pendiente 8% Caractersticas hidrolgicas R Tipo suelo C
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7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.3.- EVALUACION DEL Po
Solucin:
Cultivo en Hilera Sierra Pendiente 8% Caractersticas hidrolgicas R Tipo suelo C
Po (II) = 8 mm Condiciones iniciales secas
7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.3.- EVALUACION DEL Po
Solucin:
Cultivo en Hilera Sierra Pendiente 8% Caractersticas hidrolgicas R Tipo suelo C
Po (II) = 8 mm Condiciones iniciales secas
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7.0 DETERMINACION PRECIPITACION NETA7.3.- EVALUACION DEL Po
Solucin:
Correccin a valores normales (humedos)
Po (I) = Po (II)*2.31
Po (I) = 8*2.31 = 18.48 mm