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Modelamiento hidrológico de eventos extremos, aplicado aplicado al diseño de de un vertedo vertedo excedencias
1. Intr Introd oduc ucc ción ión
La presente monografía, tiene por objetivo fundamental la determinación de crecidas máximas asociadas a diferentes periodos de retorno para el posterior di del vertedor de excedencias de la presa Cuenca B.
Ante esta situación se desarrolla un modelo hidrológico de eventos que perm simular los caudales extraordinarios del río de Cuenca B, a partir de dato precipitaciones máximas diarias.
Con esta esta finalidad, se ha ha desarrollado desarrollado un modelo modelo hidrológico en el HEC HMS 4.0 del Corps Corps Of Engineers, Engineers, emplean empleando do la metodolo metodología gía del Soil Soil Conservation Conservation Se de Número de Curva CN, y posteriormente se ha generado la crecida de diseño.
HEC-HMS es un modelo lluvia-escorrentía lluvia-escorrentía que se basa en estructurar la cuenca o en subcuen subcuencas cas asociad asociadas as a los cauces cauces de la red fluvial fluvial,, se realizó realizó la transform transform lluvia escorrentía y finalmente se obtuvo las crecidas de diseño, la amortiguación d onda de crecida para el diseño del vertedor de excedencias excedencias obteniéndose obteniéndose result satisfactorios. 2. Objetivos 2.1 Objetivo Objetivo General General
Desarrollar un modelo hidrológico de eventos para el diseño de un vert de excedencias
2.2 Objetivos Objetivos Específicos Específicos
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Useful periodos Not useful riodos Analizar las las lluvias de diseño para diferentes diferentes pe de retorno Construir los hietogramas mediante el método de los bloques alternos Analizar los los eventos extraordina extraordinarios rios para diferentes diferentes periodos periodos de retorn
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La importancia de los modelos radica, entre otros aspectos, en la simulación y predic de los fenómenos físicos a corto, mediano y largo plazo. Asimismo a través de los mod podemos obtener relaciones causa-efecto, sin haber realizado cambios en los siste reales. Las capacidades de simulación varían en términos de tiempo y espacio modelos observan los pasos o escalas de tiempo, mientras que otros pueden usar med de corto tiempo y simular un período de tiempo relativamente corto - como en el ca una inundación repentina. You're Reading a Preview
Un modelo hidrológico es pues una representación simplificada de un sistema real com Unlock full access with a free trial. llamado prototipo, bajo forma física o matemática. De manera matemática, el sistema está representado por una expresión analítica. Download With Free Trial
En un modelo hidrológico, el sistema físico real que generalmente representamos ’cuenca hidrográfica’ y cada uno de los componentes del ciclo hidrológico. De Sign up to vote onen thismateria title manera un modelo matemático nos ayudará a tomar decisiones de hidrol Useful Not useful entradas por lo que es necesario tener conocimiento de (inputs) al sistema y sa (outputs) a partir del sistema, para verificar si el modelo es representativo del prototipo salida de los modelos hidrológicos varía dependiendo de las metas y objetivos del mo
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Por supuesto, esto depende de los objetivos antes mencionados y los objetivos del mo en sí mismo.
Los modelos hidrológicos son entonces representaciones simplificadas de los siste hidrológicos reales, a partir del cual podemos estudiar la relación causa-efecto de cuenca a través de los datos de entrada y salida, con los cuales se logra un m entendimiento de los procesos físicos hidrológicos que tienen lugar dentro de la cue Además nos permite simular y predecir el comportamiento hidrológico de los proc físicos en la cuenca. Generalmente los modelos hidrológicos se basan sobre los siste existentes y difieren en términos de su manejo y la magnitud de los componentes integran el proceso hidrológico.
En el proceso de escurrimiento de la lluvia en sí, tenemos que empezar a pensar cuenca como un todo - una sola entidad. La precipitación (por lo general una se tiempo) pasa a ser un modelo. Una vez que la lluvia ha sido "aprobada" para el mode modelo debe determinar ahora el destino de la precipitación - generalmente en inte de tiempo distintos. Así que para cada paso de tiempo, escuchamos palabras com interceptación, almacenamiento en la superficie, la evapotranspiración, la escorrentía y nombrar sólo algunos. Todos estos son ejemplos de funciones comunes de las cue hidrográficas que se simulan en el modelo de la cuenca. You're Reading a Preview
En un sentido general, dos de las funciones más comunes dentro de un intervalo de tie Unlock full access with a free trial. son: Free Trial 1) la determinación Download del excesoWith de precipitación y
2) el movimiento del exceso de precipitación en la superficie de la tierra al c Sign up to vote on this title receptor o canal. Useful Not useful
En el nivel más básico, se puede decir: "si una unidad de la precipitación cae en la cue a continuación, una cierta cantidad se infiltra y una cierta cantidad se convertirá en seg
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4. Desarrollo 4.1 Ubicación
El área del proyecto, se encuentra ubicada en el Departamento de Cochaba provincia Tiraque, municipio Tiraque, canton Koari. El sitio de la presa se encuen unos 80 km de la Ciudad de Cochabamba, siguiendo la carretera antigua Cochaba – Santa Cruz, hasta el lugar denominado las “Chuku Chukus”, entrando aproximadamente 6 km hacia el noreste por un camino vecinal.
Geográficamente la cuenca se encuentra ubicada entre las siguientes coordenada Longitud oeste:
65º33‘ 53” - 65º34‘55”
Latitud sur:
17º27´10” - 17º25´25”
En coordenadas UTM: UTM Este X:
227594 - 225708
UTM Norte Y:
8068537 – 8071717
4.2 Información disponible
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4.2.1 Cartografía y Topografía
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La información cartográfica básica utilizada para realizar el estudio hidrológico carta geográfica del Instituto Geográfico Militar (IGM) 6441 I Tiraque A, a es Download With Free Trial 1:50000. Se cuenta con el levantamiento topográfico planimétrico y altimétrico del embalse sitio de cierre. Sign up to vote on this title
4.2.2 Imágenes satelitales
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La presa derivadora se encuentra situada aproximadamente 500 m aguas abajo sitio de presa Cuenca B.
La altitud de la cuenca B- varía desde los 3.876.50 msnm en el sitio de la presa, h los 4.436 msnm en los cerros Yana Punta (límite norte de la cuenca), Jatun Cay (limite este de la cuenca) y Jatun Huasa (limite oeste de la cuenca).
En el cuadro N°1, se presentan las características morfométricas más importante la Cuenca, que han sido obtenidas con ayuda del paquete computacional ArcSwa ArcGis v9.3, las mismas han sido elaboradas utilizando imágenes satelitales del se Fig. 1. Delimitación de cuenca B hasta la presa derivadora
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0.26
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Pendiente media del rio
0.11
Fig. 2. Estaciones pluviométricas de interes
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4.4 Crecidas – caudales máximos
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Cuadro N°2. Precipitaciones máximas diarias anuales Estación Tiraque
Latitud Sud: 17°25’31" S Año
P (mm)
1957 1958 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977
25 26 37 36 28 52 44 26 24 32 45 29 34 29.6 26 43.5 29.9 49.5
Longitud Oeste: 65°43’28" W Año
P (mm)
1975 43.5 1976 29.9 1977 49.5 1978 32.7 1979 45.5 1980 26.5 1982 39.6 1983 24.6 1984 28.6 1985 37.5 1987 42.6 1988 63.4 1989 45.2 1990 25.6 You're Reading a Preview 1991 29.8 1993 40.2 Unlock full access with a free trial. 1994 31.5 1995 28.2
Altitud: 3304 msn Año
P
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
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4.4.2 Lluvias extremas
Para la determinación de eventos extremos, laSign serie devote 49 on años ha sidoextrapo up to this title para periodos de retorno de 2, 10, 25, 50, 100 500 años utilizando useful la distri yUseful Not Gumbel. Los valores obtenidos de periodos de retorno y precipitaciones máx extremas con diferentes probabilidades de recurrencia se presentan en el cuadro
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De acuerdo a la ubicación, riesgo de falla y pérdidas económicas que representar eventual colapso de la presa por avenidas extremas se toma como crecida de di la correspondiente a una lluvia de periodo de retorno Tr=500 años (probabilidad %), que tiene un valor de 64.8 mm.
Para el cálculo de la crecida de diseño se ha aplicado el software HEC-HMS v4. Corps of Engineers del Ejército de los Estados Unidos (Ver modelo Fig. 3), utiliz la opción del método NEH4 y número de curva (CN) del Soil Conservation Servi CN interpreta el comportamiento del complejo suelo – vegetación de la cuenca tormentas y se usa para la transformación de precipitaciones en escorrentía super
La lluvia de diseño se ha discretizado obteniendo las curva IDF (Intensidad-Dura Frecuencia) (ver Fig. 3) y aplicando el método de los bloques alternos para obten hietograma de cálculo de la crecida. Figura 3. Curvas IDF
150.00 Año500
125.00 ) h / 100.00 m m ( D 75.00 A D I S 50.00 N E T N I
Año 100 Año 75 Año 50 Año 25
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Año 10 Año 5 Año2
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20
25
30
35
40
45
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La Cuenca B ha sido dividida en 4 subcuencas, incluyendo a la subcu
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Fig. 4 Diagrama del modelo de las subcuencas para la cuenca B
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Una vez que se han introducido todos los valores del modelo al HECHMS, como ser área las subcuencas, el hietograma deDownload diseño, elWith número curva, etc, se procede al calcul Free de Trial las crecidas cuyos resultados se muestran en las figuras 5, 6 y 7. Figura N° 5. Hidrogramas de salida Presa de Yanakhocha Sign up to vote on this title
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Figura N° 7. Hidrogramas de salida presa Cuenca – B
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Por tanto, el caudal de diseño del vertedor de excedencias de la presa Cuenca B es de m3/s y su altura de rebalse, de 0.706 m. Se presenta en la figura 6 los hidrogramas de en y salida del embalse Cuenca B.
5. Conclusiones y Recomendaciones
Aplicando el software HEC HMS se obtenido el caudal de máximas crecidas de 8.3 m3 para el diseño del vertedor de excedencias en la presa de Cuenca B, para un period retorno de 500 años. Asi mismo se ha desarrollado las lluvias de diseño por el método de los bloques altern diferentes periodos de retorno los mismos que fueron introducidos al programa.
Únicamente hay que indicar que la densidad o el número de estaciones meteorológicas muy importante en la determinación de las crecidas de diseño que son las que pe registrar la distribución temporal de las tormentas, en el presente estudio se considera el más desfavorable que la lluvia se produce al mismo tiempo en toda la cuenca, puesto qu existe otra estación dentro de la cuenca de estudio ni en la cabecera ni en la parte baja d cuenca. You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
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