APLICACION ESCORRENTIA SUPERFICIAL

8/16/2019 APLICACION ESCORRENTIA SUPERFICIAL

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HIDROLOGIA APLICACIÓN: ESCORREN TIA SUPERFICIAL

ECUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL 1

APLICACIÓN: ESCORRENTÍA SUPERFICIAL

Para la presente aplicación de escorrentía superficial, utilizaremos el Método Racional,

el cual nos da la siguiente fórmula:

Donde:

Procederemos a calcular cada uno de los parámetros antes mencionados en base a

un plano el cual será nuestro ejercicio de aplicación; para finalmente determinar el

caudal de escorrentía superficial y su respectiva distribución en el área de estudio.

I. CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE COBERTURA

1.1. CACULO DE C* (PONDERADO)


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II. CÁLCULO DE INTENSIDAD

2.1. CALCULO DEL TIEMPO DE CONCENTRACIÓN

2.1.1. PLANO


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2.1.2. DETERMINAMOS PUNTOS DE INICO Y DE LLEGADA(DESEMBOCADURA)

En la presente aplicación identificamos:

COTA 1 90.15 COTA DE INICIO






COTA 14 88.70 COTA DE LLEGADA

2.1.3. DIRECCIONES DE FLUJO DE ESCORRENTÍA SUPERFICIAL

Identificados ya los puntos de inicio y de llegada, se procede a determinar

todas las posibles direcciones de flujo de escorrentía superficial.

Se presenta la siguiente tabla:


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HIDROLOGIA APLICACIÓN: ESCORRENTIA SUPERFICIAL


DIRECCIONES DE FLUJO DE ESCORRENTIA SUPERFICIAL

N° RecorridoLONGITUD POR TRAMOS ELEV.MAYOR ELEV. MENOR delta H

m m.s.n.m. m.s.n.m. m

01 1 -5 - 8 - 9 - 13 - 14(D)1_5 5_8 8_9 9_13 13_14(D) PTO (1) PTO (14)

1,45110 115 90 110 90 90,15 88,70

02 1 -2 - 6 - 5 - 8 - 9 - 13 - 14(D) 1_2 2_6 6_5 5_8 8_9 9_13 13_14(D) PTO (1) PTO (14) 1,4590 110 90 115 90 110 90 90,15 88,70

03 1 -2 - 3 - 7 - 10 - 14 (D)1_2 2_3 3_7 7_10 10_14(D) PTO (1) PTO (14)

1,4590 90 110 115 110 90,15 88,70

04 4 - 3 - 7 - 10 - 14(D)4_3 3_7 7_10 10_14(D) PTO (4) PTO (14)

1,4550 110 115 110 90,15 88,70

05 4 - 11 - 15 - 14(D)4_11 11_15 15_14(D) PTO (4) PTO (14)

1,45225 110 50 90,15 88,70

06 12 - 8 - 9 - 13 - 14(D)12_8 8_9 9_13 13_14(D) PTO (12) PTO (14)

1,00110 90 110 90 89,70 88,70

07 12 - 13 - 14(D)12_13 13_14(D) PTO (12) PTO (14)

1,0090 90 89,70 88,70

08 6 - 7 - 10 - 14(D)

6_7 7_10 10_14(D) PTO (6) PTO (14)

1,2090 115 110 89,90 88,70

09 9 - 10 - 14(D)9_10 10_14(D) PTO (9) PTO (14)

0,9590 110 89,65 88,70

10 10 - 11 - 15 - 14(D)10_11 11_15 15_14(D) PTO (10) PTO (14)

0,9050 110 50 89,60 88,70


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2.1.4. TIEMPO DE CONCENTRACIÓN (tc) POR ROWE

2.1.5. TIEMPO DE CONCENTRACIÓN (tc) POR KIRPICH

CALCULO DEL TIEMPO DE CONCENTRACION

N° RECORRIDOL delta H S tc

m km m m/m Rowe: horas - min Kirpich

1 1 -5 - 8 - 9 - 13 - 14(D) 515 0,515 1,45 0,00282 0,3800 22,800 22,878

21 -2 - 6 - 5 - 8 - 9 - 13 -

14(D)695 0,695 1,45 0,00209 0,5372 32,233 32,342

3 1 -2 - 3 - 7 - 10 - 14 (D) 515 0,515 1,45 0,00282 0,3800 22,800 22,878

4 4 - 3 - 7 - 10 - 14(D) 385 0,385 1,45 0,00377 0,2716 16,293 16,349

5 4 - 11 - 15 - 14(D) 385 0,385 1,45 0,00377 0,2716 16,293 16,349

6 12 - 8 - 9 - 13 - 14(D) 400 0,400 1,00 0,00250 0,3275 19,648 19,714

7 12 - 13 - 14(D) 180 0,180 1,00 0,00556 0,1302 7,812 7,839

8 6 - 7 - 10 - 14(D) 315 0,315 1,20 0,00381 0,2317 13,899 13,946

9 9 - 10 - 14(D) 200 0,200 0,95 0,00475 0,1500 8,999 9,030

10 10 - 11 - 15 - 14(D) 210 0,210 0,90 0,00429 0,1620 9,721 9,754

TIEMPO DE CONCENTRACIÓN (Tc)

Kirpich Rowe

min horas min

MAXIMO 32,342 0,537 32,233


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2.2. CÁLCULO DE LA INTENSIDAD

Para la determinación de Intensidad de Precipitación, aplicaremos dos métodos, los

cuales son: METODO DE F. BELL Y METODO DE “SCS”.

2.2.1. APLICACIÓN DEL METODO DE F. BELL

Para la aplicación del método, debemos tomar en consideración que los valores de

precipitación a considerar serán los de la Estación El Limón (Jaén).

Los valores de precipitación serán los de Precipitación Máxima en 24 horas y se

muestran a continuación:

INFORMACIÓN PLUVIOMENTRICA

Periodo: 1996 – 2014

Información mensual: precipitación Max 24h - (mm)

Estación: El limón latitud: 05°55´05´´ Dpto.: Cajamarca

N° 241 Longitud: 79° 19´ 03´´ Prov.: Jaén

Categoría: CO Altitud: 1132.6 Dist.: Poma huaca

Parámetro: precipitación máxima en 24h (mm)

PRECIPITACIONES MAXIMAS EN 24h ANUAL

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 200845.4 21.6 34.5 55.8 52.6 31.8 55.4 24.1 18.4 43.0 41.7 33.2 63.8

PRECIPITACIONES MAXIMAS EN 24h ANUAL2009 2010 2011 2012 2013 2014

28.2 91.3 41.5 51.0 25.6 25.5

De los valores mostrados, se determinó el nivel de confianza mediante tres

distribuciones, y la precipitación máxima para diversos tiempos de retorno, los cuales

se muestran a continuación:

DISTRIBUCIONTR CONFIABILIDAD

5 10 25 50 100 200 CALC S-K

GUMBEL 54,13 64,57 77,77 87,56 97,77 106,96 0,0753 0,30

NORMAL 56,31 64,16 72,53 77,94 82,81 87,26 0,0981 0,30

LN2P 53,88 64,66 78,54 89,06 99,71 110,57 0,0839 0,30

De estos valores de precipitación, para el método indicado se empleará el Tiempo de

Retorno de 10 años, del cual de las distribuciones mostradas el de mayor valor es

LN2P con un valor de Precipitación máxima en 24 horas de 64.66 mm.


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Para la aplicación del método se emplearán las siguientes fórmulas para la

determinación de la Intensidad de Precipitación:

Donde: Asumiendo que , podemos determinar el valor de Intensidad dePrecipitación Unitario:

La Intensidad Real será:

VALORES DE INTENSIDAD UNITARIA - MET. BELLP(t=1h, TR=10)= 1,00

Dt: min.TIEMPO DE RETORNO EN AÑOS

10 25 50 100 200

5 3,70 4,41 4,95 5,49 6,0210 2,77 3,30 3,70 4,11 4,51

15 2,26 2,69 3,02 3,35 3,67

20 1,93 2,30 2,58 2,86 3,1425 1,70 2,03 2,28 2,52 2,77

30 1,53 1,83 2,05 2,27 2,4935 1,40 1,67 1,87 2,07 2,28

40 1,29 1,54 1,73 1,91 2,1045 1,20 1,43 1,61 1,78 1,96

50 1,13 1,34 1,51 1,67 1,83

55 1,06 1,27 1,42 1,57 1,7360 1,01 1,20 1,35 1,49 1,64

65 0,96 1,14 1,28 1,42 1,5670 0,91 1,09 1,22 1,35 1,49

75 0,87 1,04 1,17 1,30 1,4280 0,84 1,00 1,12 1,24 1,3785 0,81 0,96 1,08 1,20 1,3190 0,78 0,93 1,04 1,15 1,2795 0,75 0,90 1,00 1,11 1,22

100 0,73 0,87 0,97 1,08 1,18105 0,70 0,84 0,94 1,04 1,15

110 0,68 0,81 0,91 1,01 1,11115 0,66 0,79 0,89 0,98 1,08

120 0,65 0,77 0,86 0,96 1,05


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0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120

I N

T E N S I D A D D E P R E C I P I T A C I O N U N I T A R I A : I u

PERIODOS DE DURACION: t, min

INTENSIDAD UNITARIA - METODO DE BELLESTACION EL LIMON (JAEN)

10 25 50 100 200


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VALORES DE INTENSIDAD TOTAL - MET. BELL

P(t=1h, TR=10)= 24,97


10 25 50 100 200

5 92,47 110,20 123,61 137,02 150,44

10 69,21 82,48 92,51 102,55 112,59

15 56,41 67,22 75,40 83,59 91,77

20 48,26 57,52 64,52 71,52 78,52

25 42,55 50,71 56,88 63,05 69,2330 38,28 45,62 51,17 56,73 62,28

35 34,95 41,65 46,71 51,78 56,85

40 32,25 38,44 43,12 47,79 52,47

45 30,03 35,78 40,14 44,49 48,85

50 28,15 33,54 37,62 41,71 45,79

55 26,53 31,62 35,47 39,32 43,17

60 25,13 29,95 33,60 37,24 40,89

65 23,90 28,49 31,95 35,42 38,89

70 22,81 27,18 30,49 33,80 37,11

75 21,83 26,02 29,19 32,36 35,52

80 20,96 24,97 28,01 31,05 34,09

85 20,16 24,03 26,95 29,87 32,80

90 19,43 23,16 25,98 28,80 31,62

95 18,77 22,37 25,09 27,81 30,54

100 18,16 21,64 24,27 26,91 29,54

105 17,59 20,97 23,52 26,07 28,62

110 17,07 20,34 22,82 25,30 27,77

115 16,58 19,76 22,17 24,57 26,98

120 16,13 19,22 21,56 23,90 26,24


10/17



20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120

I N T E N S I D A D D E P R E C I P I T A C I O N : m m / h o r a


INTENSIDAD TOTAL - METODO DE BELLESTACION EL LIMON (JAEN)

10 25 50 100 200


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2.2.2. APLICACIÓN DEL METODO SCS

Para la aplicación del método, debemos tomar en consideración que los valores de

precipitación a considerar serán los de la Estación El Limón (Jaén).

Los valores de precipitación serán los de Precipitación Máxima en 24 horas y se

muestran a continuación:INFORMACIÓN PLUVIOMENTRICA

Información mensual: precipitación Max 24h - (mm)

Estación: El limón latitud: 05°55´05´´ Dpto.: Cajamarca

N° 241 Longitud: 79° 19´ 03´´ Prov.: Jaén

Categoría: CO Altitud: 1132.6 Dist.: Poma huaca

Parámetro: precipitación máxima en 24h (mm)

PRECIPITACIONES MAXIMAS EN 24h ANUAL1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

45.4 21.6 34.5 55.8 52.6 31.8 55.4 24.1 18.4 43.0 41.7 33.2 63.8

De los valores mostrados, se determinó el nivel de confianza y la precipitación máxima

para diversos tiempos de retorno, los cuales se muestran a continuación:

DISTRIBUCIONTR CONFIABILIDAD

5 10 25 50 100 200 CALC S-K

GUMBEL 54,13 64,57 77,77 87,56 97,77 106,96 0,0753 0,301

NORMAL 56,31 64,16 72,53 77,94 82,81 87,26 0,0981 0,301

LN2P 53,88 64,66 78,54 89,06 99,71 110,57 0,0839 0,301

De estos valores de precipitación, para el método indicado se empleará el Tiempo de

Retorno de la distribución LN2P, los cuales se muestran resaltados.

Para la aplicación del método se emplearán las siguientes fórmulas para la

determinación de la Intensidad de Precipitación:

Donde:

PRECIPITACIONES MAXIMAS EN 24h ANUAL2009 2010 2011 2012 2013 2014

28.2 91.3 41.5 51.0 25.6 25.5


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VALORES DE INTENSIDAD - MET. SCS

I tr


10 25 50 100 200

5 80,42 97,69 110,77 124,02 137,52

10 53,06 64,45 73,08 81,82 90,73

15 41,60 50,53 57,30 64,15 71,14

20 35,01 42,52 48,22 53,98 59,86

25 30,62 37,19 42,17 47,22 52,36

30 27,45 33,34 37,80 42,32 46,93

35 25,02 30,39 34,46 38,59 42,79

40 23,10 28,05 31,81 35,61 39,49

45 21,52 26,14 29,64 33,18 36,80

50 20,20 24,54 27,82 31,15 34,54

55 19,08 23,17 26,28 29,42 32,62

60 18,11 22,00 24,94 27,92 30,97

65 17,26 20,96 23,77 26,61 29,51

70 16,51 20,05 22,74 25,46 28,23

75 15,84 19,24 21,82 24,42 27,08

80 15,24 18,51 20,99 23,50 26,06

85 14,69 17,85 20,24 22,66 25,13

90 14,20 17,25 19,56 21,89 24,28

95 13,74 16,69 18,93 21,19 23,50

100 13,33 16,19 18,36 20,55 22,79

105 12,94 15,72 17,83 19,96 22,13

110 12,59 15,29 17,34 19,41 21,52

115 12,26 14,89 16,88 18,90 20,96

120 11,95 14,51 16,46 18,42 20,43


13/17



VALORES DE INTENSIDAD - MET. SCS

1.12 * I tr

Dt: min.

TIEMPO DE RETORNO EN AÑOS

10 25 50 100 200

5 90,07 109,41 124,06 138,90 154,03

10 59,43 72,18 81,85 91,64 101,62

15 46,59 56,60 64,18 71,85 79,68

20 39,21 47,62 54,00 60,46 67,04

25 34,29 41,66 47,23 52,88 58,64

30 30,74 37,34 42,34 47,40 52,57

35 28,02 34,04 38,60 43,22 47,92

40 25,87 31,42 35,63 39,89 44,23

45 24,10 29,28 33,20 37,17 41,21

50 22,63 27,48 31,16 34,89 38,69

55 21,37 25,95 29,43 32,95 36,54

60 20,28 24,63 27,93 31,27 34,68

65 19,33 23,48 26,62 29,81 33,05

70 18,49 22,46 25,47 28,51 31,62

75 17,74 21,55 24,43 27,36 30,33

80 17,07 20,73 23,51 26,32 29,18

85 16,46 19,99 22,67 25,38 28,14

90 15,90 19,31 21,90 24,52 27,19

95 15,39 18,70 21,20 23,74 26,32

100 14,93 18,13 20,56 23,02 25,53

105 14,50 17,61 19,97 22,35 24,79

110 14,10 17,12 19,42 21,74 24,11

115 13,73 16,67 18,91 21,17 23,47

120 13,38 16,25 18,43 20,63 22,88

Los valores de intensidad mostrados, se dan en mm/h.


14/17



10,00

30,00

50,00

70,00

90,00

110,00

130,00

150,00

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120

I N T E N S I D A D D E P R E C I P I T A C I O N : m m / h o r

a


INTENSIDAD TOTAL - METODO SCSESTACION EL LIMON (JAEN)

10 25 50 100 200


15/17



III. CÁLCULO DE ESCORRENTÍA SUPERFICIAL

3.1. CALCULO DE “Q”, qe

Haciendo uso del método Racional, determinamos el cálculo de Q.

CalleLongitud

(m)

1_4 230

5_7 180

8_11 230

12_15 230

1_12 335

2_6 1109_13 110

3_14 335

4_15 335

LT (m) 2095

C 0,850

Tc32,342 minutos

0,54 horas

IBell 36,624 mm/h

SCS 29,451 mm/h

A 7,700 ha

Q 0,66584 m3/s

LT 2095 m

qe 0,00031782 m3/s/m

qe 0,31782 lps/m


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3.2. DISTRIBUCIÓN DE CAUDALES EN CADA TRAMO

TramoW calle Li qe qtramo

m m lps/m lps

1_2 8,00 90,00 0,31782 28,60413

2_3 8,00 90,00 0,31782 28,60413

3_4 8,00 50,00 0,31782 15,89118

5_6 10,00 90,00 0,31782 28,60413

6_7 10,00 90,00 0,31782 28,60413

8_9 10,00 90,00 0,31782 28,60413

9_10 10,00 90,00 0,31782 28,60413

10_11 10,00 50,00 0,31782 15,89118

12_13 8,00 90,00 0,31782 28,60413

13_14 8,00 90,00 0,31782 28,60413

14_15 8,00 50,00 0,31782 15,89118

1_5 8,00 110,00 0,31782 34,96060

5_8 8,00 115,00 0,31782 36,54972

8_12 8,00 110,00 0,31782 34,96060

2_6 8,00 110,00 0,31782 34,960609_13 8,00 110,00 0,31782 34,96060

3_7 12,00 110,00 0,31782 34,96060

7_10 12,00 115,00 0,31782 36,54972

10_14 12,00 110,00 0,31782 34,96060

4_11 8,00 225,00 0,31782 71,51032

11_15 8,00 110,00 0,31782 34,96060

IV. CONCLUSIONES

El tramo que presenta mayor caudal es: 4 – 11, cuyo caudal es 71.51 lps.

El tramos que presenta menor caudal es: 3 – 4, 10 -11 y 14 – 15, cuyo caudal

es: 15.89 lps.


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El caudal acumulado mayor es: 313.69195 lps, en el tramo 13 – 14.

15,89118

1 2 3 4

15,89118

5,72083

22,88330 15,89118

34,96060 34,96060 34,96060

34,96060 57,84391 56,57261

5 6 7

71,51032

34,96060 56,57261 71,51032

86,44803 28,60413

36,54972 36,54972

157,95836 121,72646

15,89118

8 9 10 11

15,89118

121,72646 71,51032

221,52309 28,60413 15,89118

34,96060 34,96060 34,96060 34,96060

34,96060 256,48369 185,29119 122,36211

15,89118

12 13 14 122,36211 15

138,25329

LEYENDA

q tramo

q aporte

q total

DISTRIBUCION DE CAUDALES EN CADA TRAMO

28,60413 28,60413

5,72083

28,60413 34,32495

28,60413 28,60413

57,84391

86,44803 28,60413

28,60413 28,60413

157,95836

34,96060

28,60413

28,60413 313,69195

221,52309 28,60413

28,60413 28,60413

256,48369

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