8/16/2019 APLICACION ESCORRENTIA SUPERFICIAL
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HIDROLOGIA APLICACIÓN: ESCORREN TIA SUPERFICIAL
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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 4 90.15 COTA DE INICIO
COTA 12 89.70 COTA DE INICIO
COTA 6 89.90 COTA DE INICIO
COTA 9 89.65 COTA DE INICIO
COTA 10 89.60 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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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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ECUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL 8
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
Dt: min.TIEMPO DE RETORNO EN AÑOS
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
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HIDROLOGIA APLICACIÓN: ESCORRENTIA SUPERFICIAL
ECUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL 10
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
PERIODOS DE DURACION: t, min
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
Dt: min.TIEMPO DE RETORNO EN AÑOS
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
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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.
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HIDROLOGIA APLICACIÓN: ESCORRENTIA SUPERFICIAL
ECUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL 14
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
PERIODOS DE DURACION: t, min
INTENSIDAD TOTAL - METODO SCSESTACION EL LIMON (JAEN)
10 25 50 100 200
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HIDROLOGIA APLICACIÓN: ESCORREN TIA SUPERFICIAL
ECUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL 15
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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HIDROLOGIA APLICACIÓN: ESCORREN TIA SUPERFICIAL
ECUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL 16
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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HIDROLOGIA APLICACIÓN: ESCORREN TIA SUPERFICIAL
ECUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL 17
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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