TEMA 10: Transformación lluvia - escorrentía ÍNDICE ntroducción Introducción Metodo del...

TEMA 10: Transformación lluvia - escorrentíaTEMA 10: Transformación lluvia - escorrentía

ÍNDICEÍNDICE

• Introducciónntroducción

• Metodo del hidrograma unitarioMetodo del hidrograma unitario

• Método de las isocronasMétodo de las isocronas

• IntroducciónIntroducción

Transformación lluvia – escorrentía ?Transformación lluvia – escorrentía ?

Visión práctica ?Visión práctica ?

Aplicaciones?Aplicaciones?

Q = f(P)Q = f(P)


ÍNDICEÍNDICE





• Método del Hidrograma UnitarioMétodo del Hidrograma Unitario

Primer principio:Primer principio:

En una cuenca vertiente, la duración de la EscorrentíaEn una cuenca vertiente, la duración de la EscorrentíaSuperficial que corresponda a aguaceros de la mismaSuperficial que corresponda a aguaceros de la mismaduración temporal y distribución espacial de la lluviaduración temporal y distribución espacial de la lluvianeta, es prácticamente independiente de la duraciónneta, es prácticamente independiente de la duracióndel aguacero, siempre y cuando la duración de éstedel aguacero, siempre y cuando la duración de éstesea inferior a 1/3 ó 1/5 del tiempo de concentración sea inferior a 1/3 ó 1/5 del tiempo de concentración de la cuencade la cuenca



Primer principio:Primer principio:

Q

t

ta = Tc / 5

ta = Tc / 3



Segundo principio:Segundo principio:

Las ordenadas homólogas de los hidrogramas de Las ordenadas homólogas de los hidrogramas de Escorrentía Superficial correspondientes a aguaceros Escorrentía Superficial correspondientes a aguaceros unitarios con distribución temporal y espacial idénticasunitarios con distribución temporal y espacial idénticasson directamente proporcionales a sus intensidadesson directamente proporcionales a sus intensidadescorrespondientescorrespondientes



Segundo principio:Segundo principio:

Q

t

Q2 = Q1 I2 / I1Q2

Q1

I

ta



Tercer principio:Tercer principio:

El hidrograma de Escorrentía Superficial correspondienteEl hidrograma de Escorrentía Superficial correspondientea aguaceros de larga duración se obtiene representándoloa aguaceros de larga duración se obtiene representándolocomo sucesión de aguaceros unitarios y sumando las como sucesión de aguaceros unitarios y sumando las ordenadas correspondientes a una misma abcisaordenadas correspondientes a una misma abcisa


TEMA 10: Transformación Lluvia - escorrentíaTEMA 10: Transformación Lluvia - escorrentía


Tercer principio:Tercer principio:

Q

I

t

ta ta ta

I1

I2 I3

T = ta + ta + ta

Con ta < Tc / 5 (3)

Q1

Q2 Q3


Determinación del H.U.Determinación del H.U.

• Disponibilidad de aforos: Disponibilidad de aforos: SISI H.U. H.U. NO NO H.U. sintéticos: H.U. sintéticos:

- Snyder- Snyder- SCS- SCS- isocronas- isocronas




• A partir del Pluviograma HietogramaA partir del Pluviograma Hietograma

P

t t

I




• Hietograma Hietograma neto (coef. de esc.)Hietograma Hietograma neto (coef. de esc.)

t

I

t

I




• Hietograma neto Separación comp. Hidrogr.Hietograma neto Separación comp. Hidrogr.

t

In

t

Q

E. Sup.

E. Sub.




• Hietograma neto Separación comp. Hidrogr.Hietograma neto Separación comp. Hidrogr.

t

In

t

Q

E. Sup.

ta




• Hietograma Unitario: Hietograma Unitario: Si tSi taa < T < Tcc/5 ó T/5 ó Tcc/3/3

t

In

t

Q

E. Sup.

ta

In media

a

iini

median t

tII

mediana

3

ItQ

cmsmq

q




• Hietograma Unitario: Hietograma Unitario: Si tSi taa > T > Tcc/3 Hidrograma /3 Hidrograma complejocomplejo

t

In

ta

Dividir el hietograma tal queDividir el hietograma tal que

5Tt cΔt

oc

a n.erint.num

5Tt




• Hietograma Unitario: Hietograma Unitario: Si tSi taa > T > Tcc/3 Hidrograma /3 Hidrograma complejocomplejo

t

In

ta

Δt

t

Q

q

Δt

H.U. de Δt de duración



Mecanismos difusivos:Mecanismos difusivos:

• IInn no es constante en tiempo ni en no es constante en tiempo ni en espacioespacio• La cuenca real es irregularLa cuenca real es irregular• El hidrograma de caudales incluye:El hidrograma de caudales incluye:

Esc. Sup., Esc. Subt., Esc.Hipo.Esc. Sup., Esc. Subt., Esc.Hipo.Q Q Q

Q1

Q2

Q3

Q = Q1+Q2+Q31 2

21



Composición de hidrogramas: Composición de hidrogramas: Hidrograma de duración THidrograma de duración T

In

taQ

t

5Tt c

a

q

1 cm

H.U. de ta de duración




In

taQ

t

5Tt c

a

q


T = ta + ta + ta

In1

In2 In3




In

taQ

t

5Tt c

a

q


T = ta + ta + ta

In1

In2 In3

Q1 = q · In1 · ta




In

taQ

t

5Tt c

a

q

H.U. de ta de duración desplazado

T = ta + ta + ta

In1

In2 In3

Q1 = q · In1 · ta




In

taQ

t

5Tt c

a

q

T = ta + ta + ta

In1

In2 In3

Q1 = q · In1 · ta Q2 = q · In2 · ta




In

taQ

t

5Tt c

a

q

T = ta + ta + ta

In1

In2 In3

Q1 = q · In1 · ta Q2 = q · In2 · ta

H.U. de ta de duración desplazado




In

taQ

t

5Tt c

a

q

T = ta + ta + ta

In1

In2 In3

Q1 = q · In1 · ta Q2 = q · In2 · ta

Q3 = q · In3 · ta




In

taQ

t

5Tt c

a

q

T = ta + ta + ta

In1

In2 In3




In

taQ

t

5Tt c

a

q3

In1

q1q4

q2

1 cm




In

taQ

t

5Tt c

a In1

In1 ta q2

1 cm

In1 ta q3

In1 ta q1

In1 ta q4




In

taQ

t

5Tt c

a In1

q2

1 cm

q3

q1

q4

In2




In

taQ

t

5Tt c

a In1

1 cmIn2

In2 ta q2

In2 ta q3

In2 ta q1

In2 ta q4




In

taQ

t

5Tt c

a In1

1 cmIn2

q2

q3

q1q4

In3




In

taQ

t

5Tt c

a In1

1 cmIn2 In3

In3 ta q2

In3 ta q3

In3 ta q1

In3 ta q4




In

ta

Q

t

5Tt c

a In1

1 cmIn2 In3

Q1

Q6

Q2Q5

Q3Q4

Q1=In1 ta q1

Q2=In1 ta q2+In2 ta q1

Q3=In1 ta q3+In2 ta q2+In3 ta q1

Q4=In1 ta q4+In2 ta q3+In3 ta q2

Q5=In2 ta q4+In3 ta q3

Q6=In3 ta q4

T = ta + ta + ta




Forma matricial

4

3

2

1

a3n

a2na3n

a1na2na3n

a1na2na3n

a1na2n

a1n

6

5

4

3

2

1

q

q

q

q

tI

tItI

tItItI

tItItI

tItI

tI

Q

Q

Q

Q

Q

Q

qtIQ an


ÍNDICEÍNDICE






• Método racional: Zona drenada poco Método racional: Zona drenada poco extensaextensa

1) Dividir el tiempo de 1) Dividir el tiempo de Concentración en nConcentración en nIntervalos iguales:Intervalos iguales:tt11, t, t22, t, t33 …. t …. tnn

2) Trazar isocronas2) Trazar isocronas

3) Calcular las áreas3) Calcular las áreasentre isocronas Aentre isocronas Aii

4) Q4) Qii = c = cii I A I Aii /3.6 /3.6

t5

t4

t3

t2

t1A1

A2

A3

A4

A5

A6

t6




Ejemplo: Ejemplo: c = 0.36c = 0.36 I = 10 mm/hI = 10 mm/h TTcc = 6 h = 6 h

ttaa = 1 h = 1 h

QQ11 = 0.36 10 2 /3.6 = 2 m = 0.36 10 2 /3.6 = 2 m33/s/s

t5

t4

t3

t2

t12

5

14

15

12

5

t6

QQ22 = 0.36 10 5 /3.6 = 5 m = 0.36 10 5 /3.6 = 5 m33/s/s

QQ33 = 0.36 10 14 /3.6 = 14 m = 0.36 10 14 /3.6 = 14 m33/s/s

QQ44 = 0.36 10 15 /3.6 = 15 m = 0.36 10 15 /3.6 = 15 m33/s/s

QQ55 = 0.36 10 12 /3.6 = 12 m = 0.36 10 12 /3.6 = 12 m33/s/s

QQ66 = 0.36 10 5 /3.6 = 5 m = 0.36 10 5 /3.6 = 5 m33/s/s




t5

t4

t3

t2

t12

5

14

15

12

5

t6

Q1

Q2

Q5

Q6

Q4

Q3

tt1 t2 t3 t4 t5 t6 tb

ttbb = t = taa + T + Tcc

7 = 1 + 67 = 1 + 6Q

I

ta



• Cuenca pequeñaCuenca pequeña

A = 5 kmA = 5 km22

c = 0.36c = 0.36I = 10 mm/hI = 10 mm/hTTcc = 1 h = 1 h

ttaa = 4 h = 4 h


ttaa = 2 h = 2 h

I

t

t

2010

2 4

2 4 6 8 10 12 14

A = 5 kmA = 5 km22

QQmaxmax = c I A/3.6 = 0.36 20 5/3.6 = 10 m = c I A/3.6 = 0.36 20 5/3.6 = 10 m33/s/sQ

ttbb = t = taa + T + Tcc = 2 + 1 = 3 = 2 + 1 = 3

ttaa > T > Tcc

ttaa > T > Tcc

QQmaxmax = c I A/3.6 = 0.36 10 5/3.6 = 5 m = c I A/3.6 = 0.36 10 5/3.6 = 5 m33/s/s

QQmaxmax

QQmaxmax ttbb = t = taa + T + Tcc = 4 + 1 = 5 = 4 + 1 = 5



• Cuenca medianaCuenca mediana

A = 150 kmA = 150 km22


ttaa = 4 h = 4 h


ttaa = 2 h = 2 h

I

t

t

2010

2 4

2 4 6 8 10 12 14

A = 150 kmA = 150 km22

QQmaxmax = c I A t = c I A taa /(3.6 T /(3.6 Tcc) = ) =

0.36 20 150 2/(3.6 12) = 0.36 20 150 2/(3.6 12) = 50 m50 m33/s/s

Q

ttbb = t = taa + T + Tcc = 2 + 12 = 14 = 2 + 12 = 14

ttaa < T < Tcc

ttaa < T < Tcc

QQmaxmax = c I A t = c I A taa/(3.6 T/(3.6 Tcc) = ) =

0.36 10 150 4/(3.6 12) = 50 m0.36 10 150 4/(3.6 12) = 50 m33/s/s

QQmaxmax QQmaxmax

ttbb = t = taa + T + Tcc = 4 + 12 = 16 = 4 + 12 = 16

16


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