Estudio Hidráulico-hidrológico (1)

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ESTUDIO HIDRULICO-HIDROLGICO

Instituto Tecnolgico de Cancn

Carreteras

Exposicin:`Estudio Hidrulico-Hidrolgico

Profesor: Oscar Crdenas

Integrantes:Couoh Medina EnriqueCobi Lizama ErnestoAlfaro Cervantes MiguelBarrera Martnez Ivar

Colaboracin:Betanzos Cazarin Patricia

ESTUDIO HIDROLGICO

DefinicinEs el conjunto de trabajos de campo y gabinete que definen el diseo hidrulico y longitudes mnimas de la estructura.

Este comprende informacin fisiogrfica y e hidrolgica, el reconocimiento del campo, levantamiento topogrfico, el procesamiento de la informacin, y los anlisis hidrulicos e hidrolgicos. Requisitos para la ejecucin del estudioEl proyecto geomtrico de la carretera y las secciones transversales de la construccin.

El estudio geolgico de la zona.

La fotografas areas de la zona donde se estructurara.

Si existen otros puentes y de ser posible, obtener los estudios topohidrulicos, hidrolgicos.Ejecucin del estudioRecopilacin de informacin

Informacin fisiogrfica(cartas topogrficas, geolgicas, hidrolgicas, edafolgicas)

Informacin hidrolgica

(ubicacin de las estaciones pluviomtricas y pluviogrficas.

Reconocimiento del campoLevantamiento topogrfico:

Planta generalPlanta detalladaPerfil de construccinPerfil detalladoPendiente y secciones hidrulicasPuentes sobre el cauce de estudioCroquis de localizacin

Obtencin de datos de campoDurante el reconocimiento de campo y particularmente cuando no exista o sea deficiente la informacin fisiogrfica e hidrolgica, se recaban entre otros los siguientes datos. Tipo y magnitud delas alteraciones topogrficas que causen escurrimientos.Alteraciones y causas, incluyendo cualquier cambio de las caractersticas de los suelos.Tipo, dimensiones, geometra y ubicacin de las obras construidas dentro de la cuenca.Tipo y dimensiones de los cuerpos arrastrados sobre el fondo principal del cauce.Los niveles alcanzados por el nivel del agua.Programacin del levantamiento topogrfico Para realizar el levantamiento topogrfico se toman en cuenta dos caractersticas importantes:

Cambios de direccin del cauce:Sirve para determinar los cambios existentes que presenta la direccin de corriente en una distancia predeterminada para definir obras auxiliares y proteccin de la misma.

Ubicacin de las secciones hidrulicas. Ha de evitarse ubicarlas en sitios donde existan pozas naturales o por extraccin de materiales.Procesamiento de la informacin

Caractersticas fisiogrficas

las caractersticas que se deben determinar son:rea de la cuenca:Es la superficie de terreno que contribuye al escurrimiento dirigindola hacia el cauce principal delimitado por la lnea imaginaria ubicados en la parte de mayor elevacin topogrfica.Pendiente media:Es el punto medio del cauce o corriente de mayor longitud dentro de la cuenca.Coeficientes de rugosidad:Permiten determinar la velocidad y el gasto de flujo para cada uno de los tramos de las secciones hidrulicas consideradas.Coeficiente de escurrimiento de la cuenca:Permite inferir la infiltracin del agua en el suelo, y la relacin entre el agua que escurre y se precipita.

Caractersticas HidrolgicasLa precipitacin esta caracterizada por la intensidad de las lluvias y su distribucin en el tiempo. Determinadas a partir de los datos obtenidos de las estaciones pluviomtricas y pluviogrficas, sirven para estimar los escurrimientos que sern tiles en la obra.

El escurrimiento esta caracterizado por los gastos mximos anuales medidos en las estaciones hidromtricas.

Los proyectos hidrolgicos son necesarios para el desarrollo deinfraestructuras, o su reforma, y en los procesos deurbanizacinresidencial oindustrial.

Conocer las zonas inundables o las afecciones sobre los ros son requisitos imprescindibles antes de empezar cualquier proyecto,tambin son necesarios en la realizacin deestudios de impacto ambiental cuando afectan a cualquier cauce.

Existen varios mtodos para el estudio de los anlisis hidrolgicos y se clasifican en los siguientes :

METODOS EMPIRICOS :

Son los que se han desarrollado por medio de la correlacin mltiple y se emplean para obtener una idea preliminar sobre el gasto de diseo, o bien , cuando no se conocen las caractersticas de la precipitacin en la zona correspondiente a la cuenca en estudio .

MTODO DE CREAGER

La aplicacin de este mtodo permite la estimacin de los caudales mximos diarios en cuencas sin informacin, para diferentes periodos de retorno, tomando el rea de la cuenca como el parmetro de mayor incidencia en la ocurrencia de caudales mximos.METODOS SEMIEMPIRICOS :

Suponen que la duracin de la tormenta coinciden con el tiempo de pico del escurrimiento , que la intensidad de la lluvia es uniforme sobre toda la cuenca .Hacen intervenir adems la intensidad de la lluvia en la relacin que define el gasto mximo . Los mtodos mas utilizados por la secretaria de comunicacin y transporte son :

Mtodo de Chow Este mtodo sirve para calcular el gasto mximo correspondiente a un periodo de retorno Dependiendo de las caractersticas del suelo de la cuenca en estudio , este se clasifica dentro de alguno de los siguientes tipos .

Tipo A : Suelos con potencial de escurrimiento mnimo . Incluye gravasy arenas de tamao medio o mezclas de ambas .

Tipo B : Suelo con infiltracin media inferior a la del tipo A . Incluye reas finas , limos orgnicos e inorgnicos , mezclas de arena y limo .

Tipo C : Suelos con infiltracin media inferior a la del tipo B. Comprende arenas muy finas , arcillas de baja plasticidad , mezclas de arena , limo y arcilla.

Tipo C : Suelos con potencial de escurrimiento maximo . Incluye Principalmente arcillas de alta densidad , suelos poco profundos con subhorizontes casi impermeables cerca de la superficie

Mtodo de ChowCONAGACOMISION NACIONAL DEL AGUA

WWW.CNA.GOB.MX

El escurrimiento es la parte de la precipitacin que fluye sobre el terreno, o que va a partes subterrneas, y eventualmente, hacia mares u ocanos.

EscurrimientoFactores :IntensidadDuracinDistribucinFrecuenciaPrecipitacinAgua en el suelo RadiacinTemperatura

Velocidad del vientoHumedad relativaTamaoPendiente

1.-Calcular el escurrimientoExisten varios tipos de suelo y para cada uno se determina su escurrimiento y su rea, y asi se determina su numero de escurrimiento

Datos

2.-Precipitacin en exceso

3.- Factor de escurrimiento

4.- Tiempo de retraso

5.- Factor de reduccin de picoSe calcula entre la duracin de la tormenta selecciona/el tiempo de retraso

El gastoEs el volumen de fluido que pasa a travs de cierta seccin transversal en una unidad de tiempo

Mtodos empricos

Mtodo de CreagerMtodo de creagerEl mtodo de creager es el mtodo emprico ms utilizado, que se basa en la asociacin grfica de los gastos mximos por unidad de rea con diferentes periodos de retorno, medido en cuencas hidrolgicas de todo el mundo. Los puntos graficados quedan comprendidos debajo de una curva envolvente de todos ellos, cuya ecuacin es la siguiente:

Donde:q=gasto unitario, [(m/s)/km] A=rea de la cuenca, (km)

C=parmetro adimensional que depende de la regin hidrolgica en que se encuentre la cuenca en estudio y que puede obtenerse en la publicacin envolventes de gastos mximos observados y probables en la repblica mexicana, que edita la comisin nacional del agua, dependencia que dividi la repblica mexicana en 37 regiones hidrolgicas,y utilizando la ecuacin de creager,elabor para cada regin las curvas envolventes para perodos de retorno de 5,10,20,50,100,1000 y 10000 aos.Para calcular el gasto mximo correspondiente a un periodo de retorno ,se procede de la siguiente manera:Con el rea de la cuenca (A),en kilmetros cuadrados,se entra en la grfica correspondiente ala regin hidrolgica donde se localice la cuenca en estudio,hasta cortar verticalmente la curva correspondiente al perodo de retorno (Tr) establecido; desde este punto una linea horizontal permite determinar el gasto unitario (q) correspondiente.Con el gasto unitario obtenido como se describe en la fraccion anterior y el rea de la cuenca determinada como se indica en la fraccion C.1. del manual M-PRY-CAR-1-06-003,pensamientos de informacin, se calcula el gasto mximo para el periodo de retorno considerado con la siguiente frmula:

QTr=qADonde:QTr=gasto mximo para el periodo de retorno Tr establecido, (m/s)

q= gasto unitario para el periodo de retorno Tr establecido,obtenido para la regin hidrollogica donde se ubique la cuenca en estudio, [(m/s)/km]

A=rea de la cuenca, (km)