Source: https://www.scribd.com/document/201521542/256-alternativa-Proyecto-Ejecutivo-Proteccion-Margen-Izquierda-Del-Rio-Lobos-Localidad-de-Javier-Rojo-Gomez-Tlapacoyan-V
Timestamp: 2018-12-16 21:54:54
Document Index: 95678123

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256_alternativa Proyecto Ejecutivo Proteccion Marg...
ALTERNATIVA DE PROYECTOEJECUTIVO
PROTECCIÓN DE LA MARGEN IZQUIERDA DEL
RIÓ BOBOS, LOCALIDAD DE JAVIER ROJO
GOMEZ, TLAPACOYAN, VER.
FELIX AXAYACATL RODRÍGUEZ RODRIGUEZ
ASESOR: ING RAUL MANJAREZ ANGELES
TLAPACOYAN. FELIX AXAYACATL RODRÍGUEZ RODRIGUEZ .INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ALTERNATIVA PROYECTO EJECUTIVO PROTECCIÓN MARGEN IZQUIERDA DEL RIÓ BOBOS. VER. LOCALIDAD DE JAVIER ROJO GOMEZ.
A mis amigos Tey. alentándome a seguir adelante. por su apoyo incondicional. Paty. Sandra. a Álvaro. A Jorge Colchero que me enseño grandes lecciones en esta etapa de mi vida. Magally y Ahmed. Guadalupe y Auri.DEDICATORIA Gracias a mis padres Félix Rodríguez y Ma. A mis hermanos Herlinda. A todas aquellas personas que siempre me apoyaron. a obtener una herramienta mas para enfrentarme a la vida. Miguel y David. . Zenaida Rodríguez por ser el ejemplo de superación personal y profesional.
. Ing. Gerencia Regional Golfo Norte Subgerencia de Operación. Ing. Ing. Raúl Manjarrez A. Ing. José Alberto García G. Joel Mendoza J. Ing. por su amistad: Ing. José Manuel Reyes G. Ing. Manuel Méndez M Ing. Ing. Hermilo Morales P. Guillermo Buendía E. Gerencia de Proyectos de Infraestructura Hidroagricola. Marcos Espinosa D. Jorge Camacho G. A la Comisión Nacional del Agua Subgerencia de Operación. Jorge Rodríguez G.AGRADECIMIENTO Por su colaboración y contribución para la elaboración de este trabajo. Ing.
Objetivos y alcances Datos Básicos Marco Físico Localización Orografía Hidrografía Geología Climatología Vías de Comunicación Aspectos Socioeconómicos Demografía Uso del Suelo CAPITULO 1 Normatividad Vigente CAPITULO 2 Estudios de campo para la elaboración de un proyecto ejecutivo de obras de protección 2.2.3.1 Conceptos Generales CAPITULO 3 Aspectos generales de Hidrologia. TLAPACOYAN.1.1 Precipitación Media (Método Polígonos de Thiessen) 3. VER.ALTERNATIVA DE PROYECTO EJECUTIVO PROTECCIÓN DE LA MARGEN IZQUIERDA DEL RIO BOBOS LOCALIDAD DE JAVIER ROJO GOMEZ. 2.2 Estudios de Geotecnia.Antecedentes .1 Conceptos Generales 2. INDICE INTRODUCCIÓN .1 Aforo de una corriente .1 Estudio Topográfico 2. 3.3 Registros Hidrométricos 3.1 Conceptos Generales 3.2.2 Registros Climatológicos 3.
3.2.4 Análisis de los datos 3.3.3 Modelo de Levediev 4.2.4 Análisis del río Bobos CAPITULO 5 Estudio Hidráulico 5. .1 Modelos lluvia escurrimiento CAPITULO 4 Estudio Hidrológico 4.1 Aplicación de los métodos estadísticos.5 Métodos estadísticos 3. TLAPACOYAN.6.2 Método Racional VenTe Chow 4.3 Método Hidrograma Triangular Unitario 4.3.4 Alimentación de Programa Matemático 5.4 Resultados Obtenidos 4.3 Tránsito de la avenida en el cauce 5.3 Resultados análisis hidrológico arroyo 1 y 2 5.2 Principio de la Conservación de la Energía 5.2 Análisis arroyo 1.3 Segunda Ley de Newton 5.2 Modelo Matemático 5.ALTERNATIVA DE PROYECTO EJECUTIVO PROTECCIÓN DE LA MARGEN IZQUIERDA DEL RIO BOBOS LOCALIDAD DE JAVIER ROJO GOMEZ.2.1 Método Racional Básico 4. VER.1 Métodos estadísticos existentes 3. 4.3 Método Hidrograma Triangular Unitario 4.5.5 Resultados obtenidos 5.1.2. 3.5.5.3 Análisis Arroyo 2 4.1.3.1 Análisis arroyo 2 5.2 Análisis Arroyo 1 4.1 Condiciones naturales del río Bobos 5.1 Recomendaciones para su elaboración 5.2 Método Racional VenTe Chow 4.2.2 Modelo de Nash 4.5.1 Modelo de Gumbel.1 Método Racional Básico 4.5. 4.3.5.2.2 Alternativa de solución del río Bobos 5.1.3.1 Principio de la Conservación de la Masa 5.6 Métodos relación lluvia escurrimiento 3.4 Resultados Obtenidos 4.2.
2.2.1.1 Obras de Defensa en ríos 7. VER.4.1 Socavación General CAPITULO 7 Obras de Defensa 7.ALTERNATIVA DE PROYECTO EJECUTIVO PROTECCIÓN DE LA MARGEN IZQUIERDA DEL RIO BOBOS LOCALIDAD DE JAVIER ROJO GOMEZ. 8.1 Diseño de Bordo de Protección 7.2 Determinación de características estables del cauce 6.4 Socavación 6.2. Talud del Terraplén 7.2.2.2.3 Corona del bordo CAPITULO 8 Conclusiones y Recomendaciones. CAPITULO 6 Características Estables 6.2. TLAPACOYAN.2. 6.3 Determinación de velocidades permisibles.2.2 Características del Bordo 7. ANEXO 1 ANEXO 2 ANEXO 3 ANEXO 4 BIBLIOGRAFIA .2 Bordo de Protección 7.Sección transversal del bordo 7.1 Conclusiones y recomendaciones.1 Determinación del gasto sólido 6.
VER.ALTERNATIVA DE PROYECTO EJECUTIVO PROTECCIÓN DE LA MARGEN IZQUIERDA DEL RIO BOBOS LOCALIDAD DE JAVIER ROJO GOMEZ. A N E X O I PLANOS TOPOGRAFICOS . TLAPACOYAN.
VER. TLAPACOYAN.ALTERNATIVA DE PROYECTO EJECUTIVO PROTECCIÓN DE LA MARGEN IZQUIERDA DEL RIO BOBOS LOCALIDAD DE JAVIER ROJO GOMEZ. A N E X O II ESTUDIO HIDROLOGICO .
VER. TLAPACOYAN. A N E X O III ESTUDIO DE GEOTECNIA .ALTERNATIVA DE PROYECTO EJECUTIVO PROTECCIÓN DE LA MARGEN IZQUIERDA DEL RIO BOBOS LOCALIDAD DE JAVIER ROJO GOMEZ.
TLAPACOYAN.ALTERNATIVA DE PROYECTO EJECUTIVO PROTECCIÓN DE LA MARGEN IZQUIERDA DEL RIO BOBOS LOCALIDAD DE JAVIER ROJO GOMEZ. VER. A N E X O IV CARACTERÍSTICAS ESTABLES .
A N E X O V PROYECTO EJECUTIVO . VER. TLAPACOYAN.ALTERNATIVA DE PROYECTO EJECUTIVO PROTECCIÓN DE LA MARGEN IZQUIERDA DEL RIO BOBOS LOCALIDAD DE JAVIER ROJO GOMEZ.
13 Tipos de cuenca Cuenca Hidrológica Pendiente media del cauce Pendiente del cauce principal correspondiente a la fórmula de Taylor Schuwarz Pluviógrafo Pluviómetro Diagrama esquemático de una Estación Pluviométrica Polígonos de Thiessen Esquema de Escurrimientos Sección del cauce Esquema General de avenidas Maximas Polígonos de Thiessen. 3 Ilustración No. 9 Ilustración No. Azolve del Arroyo 2 que desemboca en el riio Bobos. 11 Ilustración No. 8 Ilustración No. 4 Ilustración No. o bien diferentes avenidas Módulo de condiciones de frontera Sección con datos de la corrida del modelo: Cálculos hechos por el programa Módulo para obtener otros valores Esquema modelado del arroyo 2 y gastos asociados a cada tramo del arroyo Esquema modelado del arroyo 1 y gasto asociado a todo lo largo del arroyo 1 Ilustración No. Conjunto modelado por el programa: Modelo del río Bobos en estudio Gráfica de una sección Modulo de captura de la geometría de la sección Módulo para modelar diferentes gastos en diferentes partes del cauce. 10 Ilustración No.INDICE DE FIGURAS E ILUSTRACIONES FIG 1 FIG 2 FIG 3 FIG 4 FIG 5 FIG 6 Y 7 FIG 8 FIG. 5 Ilustración No. 2 Ilustración No. 6 Ilustración No. Pozo a cielo abierto margen izquierda río Bobos Estación climatológica Equipo para elaborar un aforo con molinete de mano Localización del río Bobos y su confluencia con los Arroyos 1 y 2 Gráficas para el método de Levediev Gráfica de la relación entre z y d/tr Perfil Hec Ras con contrapendiente. 1 Ilustración No. 12 Ilustración No.9 Y 10 FIG 11 FIG 12 FIG 13 FIG 14 FIG 15 FIG 16 FIG 17 FIG 18 FIG 19 FIG 20 FIG 21 FIG 22 Y 23 FIG 25 Y 26 Panorámica del río Bobos en la zona de estudio. Sondeo en el fondo del cauce. en la zona de estudio Plano de Referencia . 7 Ilustración No.
en zonas agrícolas y centros de población. Los sitios que mayor afectación tuvieron en 1999 ya sea por los niveles de inundación alcanzados por las aguas del río o bien por la acción erosiva de los escurrimientos en las márgenes del cauce y sobre la llanura de inundación fueron entre otras. Estas precipitaciones generaron importantes escurrimientos que produjeron graves inundaciones. Misantla y Colipa. se ven afectados en diferentes grados de magnitud por los eventos que estas precipitaciones generan. Martínez de la Torre. Tecolutla.Introducción I N T R O D U C C I Ó N En la temporada de lluvias durante el mes de octubre de 1999. las siguientes poblaciones: Javier Rojo Gómez. La región hidrológica 27 se localiza en el estado de Veracruz entre las latitudes Norte 19° 45’ y 21° 15’ y las longitudes Oeste de 96° 00’ y 98° 30’ y cubre una superficie de 26. Misantla.250 sobre el nivel medio del mar.839 km 2 . La Reforma. sobre todo en la planicie costera. Es ya en la planicie costera en donde por ambas márgenes del cauce del río Bobos (Nautla) se ubican tanto centros de población medianos y pequeños así como zonas agrícolas altamente productivas. La Defensa. que en temporada de lluvias normales y durante la ocurrencia de eventos hidrometereológicos extraordinarios. ­ 1 – . Bobos (Nautla). Jicaltepec y Nautla. Municipio del mismo nombre y conservando esta trayectoria hasta su desembocadura en el Golfo de México en el punto conocido como barra de Nautla. Cazones. San Rafael.916 km 2 corresponden a la cuenca del río Nautla o Bobos cuya área de captación inicia en las estribaciones del detalle orográfico conocido como Cofre de Perote a una altitud de 4. a partir de este punto el cauce del río presenta un recorrido de orientación hacia el norte cambiando su trayectoria hacia el noreste al pasar por las cercanías de la localidad de Tlapacoyan.1995 y el más reciente en octubre de 1999. Dentro de los eventos más severos que se tienen registrados en la cuenca del río. se presentaron precipitaciones extraordinarias en la zona norte del estado de Veracruz dentro de la región hidrológica 27 que se localiza en la parte central de la vertiente del Golfo de México y particularmente en las cuencas de los ríos Tuxpan. de los cuales 1. La Constancia. así como deslizamientos de tierras y rompimiento de cauces. son los que se originaron en los años de 1955.
así como la revisión de las características estables la corriente. así como de las estructuras que se encuentren dentro del cauce natural del río y cercanas al mismo. En base a la información proporcionada por la Gerencia Regional Golfo Centro de la Comisión Nacional del Agua se analizará y procesará la información con el fin de realizar los siguientes estudios necesarios para obtener los parámetros de diseño de la obra de protección: ü Estudio Hidrológico a fin de conocer a partir de las precipitaciones más desfavorables que han ocurrido en la zona y sus frecuencias de incidencia; los niveles de inundación que se puedan tener en la localidad y los gastos de escurrimiento del río Bobos.5 km.Introducción Objetivo Elaborar una alternativa de proyecto ejecutivo para la zona urbana localizada en la margen izquierda del río Bobos en la localidad de Javier Rojo Gómez que tiene como objetivo principal proteger contra inundaciones a la localidad en una longitud de 1. ü Estudio de funcionamiento Hidráulico del río en condiciones naturales y con la obra propuesta a partir de un gasto de diseño. ­ 2 – . ü Estudio topográfico detallado del cauce en el tramo en estudio. ü Estudio de geotecnia en la zona del proyecto.
así mismo se aprecia que el escurrimiento ha erosionado gran parte de la margen izquierda donde se ubica la localidad. después de los eventos de 1955 y 1995 donde se presentaron fuertes lluvias. las de octubre de 1999 fueron muy superiores. En esta localidad se presentaron grandes inundaciones en las partes bajas de la población. aguas arriba de la ciudad de Martínez de la Torre. sin embargo. Esta población se localiza en la margen izquierda del río Bobos. Por comentarios de vecinos del lugar. Se puede observar que una gran parte del material arrastrado se depositó en la zona central del cauce. alcanzando alturas de 2. Fig.0 metros en la zona urbana ocasionando grandes problemas para la población. Asimismo después de las lluvias de 1995 gente del mismo lugar a cambio de explotar los bancos de grava y arena se construyó un bordo para tapar el escurrimiento que se orientaba hacia la población.Introducción Problemática del río Bobos a la altura de la localidad de Javier Rojo Gómez. 1 Panorámica del Río Bobos en la zona de estudio. Veracruz. el agua rebasó la carretera federal con un tirante de 60 cm. ­ 3 – . con la creciente de octubre de l999 la obra de protección desapareció por completo.
las coordenadas 20°01’ de latitud norte y 97°06’ de longitud oeste aproximadamente.n.s. Tlapacoyan. colinda con las localidades de Ixtacuaco. San Francisco y El Gorrión.200 m. Martínez de la Torre.. MARCO FISICO Cuenca del río Bobos (Nautla) Tiene como corriente principal al río Bobos (Nautla). Misantla y Nautla. 2 que desemboca en el río Bobos. Hidalgo y San Luis Potosí.410 km 2 . ­ 4 – . Localización Geografica El estado de Veracruz se encuentra ubicado en la parte oriental de la Republica Mexicana. y ocupa el décimo lugar respecto a las demás entidades del país.m. aguas arriba de Martínez de la Torre. En la parte Centro Norte del estado se encuentra la localidad de Javier Rojo Gómez. los municipios afectados por esta corriente son.Introducción Fig. Las colindancias del estado son: al norte con el estado de Tamaulipas; al este con el Golfo de México; al sur y suroeste con el estado de Oaxaca; al sureste con los estados de Chiapas y Tabasco; al oeste con los estados de Puebla. en una longitud de 1. con una altitud promedio de 100 m. teniendo una extensión territorial de 84 ha. Su división municipal comprende 210 municipios en 72. 2 Azolve en el arroyo No.
con baja susceptibilidad a la erosión.m. a una altitud de 4.. aflorando al norte de Martínez de la Torre. por donde están ubicados los poblados de Pahuatlán del Valle y Tlacuilotepec. ­ 5 – . además de la laguna de Tamiahua. llanuras y lomeríos; subprovincia 14 Chiconquiaco.. comprende gran parte del norte del Estado. Se localiza a una altitud de 100 m. Su morfología es de lomeríos con pendientes suaves. principalmente luvisol y vertisol; El primero se caracteriza por ser de zonas templadas y el segundo por ser un suelo duro con una marcada estación seca y otra lluviosa. los tipos de suelos son variados. Tecolutla. de aquí se prolonga hacia Poza Rica y posteriormente a la planicie costera; el río Tuxpan se origina también en el estado de Hidalgo con la denominación de Pantepec.s. donde se localizan las elevaciones del eje Neovolcánico; su límite occidental lo constituye la Sierra Madre Oriental y hacia el oriente el Golfo de México. HIDROGRAFIA La localidad de Javier Rojo Gómez pertenece a la región hidrológica de nombre Tuxpan­Nautla y en especial a la cuenca del río Bobos (Nautla). que cubre el 6. JAVIER ROJO GOMEZ CABECERA MUNICIPAL TLAPACOYAN CARACTERISTICAS FÍSICAS OROGRAFÍA La localidad de Javier Rojo Gómez se asienta en la zona de transición de la llanura costera del Golfo Norte y la provincia fisiográfica del Eje Neovolcánico.150 mts.Introducción Clasificación Geoestadística de la Localidad. desde el límite de Tamaulipas hasta el sur de Papantla.n. Cazones y Tuxpan. Los ríos señalados desembocan en el Golfo de México y tienen su origen en mayor número fuera de la entidad.84% de la superficie Estatal. subprovincia 1. CLAVE 103 LOCALIDAD FCO. esta zona presenta una permeabilidad media en materiales consolidados. con el nombre de arroyo Borregos; el Tecolutla se forma en la sierra de Puebla y recibe en su trayecto los nombres de arroyo Zapata. En lo que se refiere a la hidrología subterránea. La región hidrológica Tuxpan­Nautla ocupa la porción noreste del territorio veracruzano y está integrada por las cuencas de los ríos Bobos (Nautla). Río Coyutla y Río Apulco; el Río Cazones nace en una porción montañosa de Hidalgo. inicia su formación en cofre de Perote. así el río Bobos (Nautla).
La laguna de Tamiahua. Las características del suelo de esta zona corresponden a un Vertisol. Pélico (Vp) y Crómico (Vc). La región “Tuxpan­ Nautla” tiene un gasto medio de 264. Calabozo. En sus inmediaciones existen zonas de inundación. del Frontón. Frijoles. sujetas a las avenidas del Río Pánuco. El horizonte A que presenta es profundo de textura arcillosa o migajón arcilloso. NOMBRE Bobos­Nautla Diamante CORRIENTES DE AGUA UBICACIÓN RH27 RH27 NOMBRE P. En la siguiente tabla se muestran las principales corrientes y los cuerpos de agua que se encuentran en la región hidrológica en cuestión. Burros. los recibe de los ríos Blanco. Wilson y Laguna de Tampico Alto. debido a su alto contenido de material fino que los hace compactos y masivos al estar secos y muy adhesivos y expansibles cuando se hallan húmedos. En ellas se encuentran islas de distintas proporciones. Pájaros y del Ídolo.32 m 3 /seg. ocupa el primer lugar en extensión con 23.Introducción Los aportes más importantes del río Nautla. se une con el Río Pánuco. estos cambios provocan la formación de grietas en su superficie de por lo menos un centímetro de ancho. ambos con Ph que varía de ligeramente ácido a ­ 6 – . Estas secuencias tienen intercalaciones de color gris azul. en algunos casos contienen calizas y coralinas y en otros conglomerados. del Toro. El Encanto L. Generalmente los Vertisoles Pélicos son de color gris oscuro y los Vertisoles Crómicos son de tonos pardos. Mata Caballos. es una de las más grandes de la República Mexicana. formados a partir de lutitas y areniscas. del oligoceno aflora una secuencia de lutitas y areniscas depositadas en un ambiente marino de aguas marginales profundas; las lutitas en ocasiones son arenosas y las areniscas tienen una textura que va de grano medio a fino y en algunos sitios arcillosa.1 % del gasto total. a través de los canales Chijol.58 km 2 . Beltrán y Arroyo Rancho Nuevo. Grande CUERPOS DE AGUA UBICACIÓN RH27 RH27 GEOLOGÍA En la región afloran rocas ígneas extrusivas básicas. Que corresponden al 44.318. como las de Juan Ramírez. Pahuatlán.
Los climas cálidos y húmedos con lluvias todo el año prevalecen.000 m. magnesio y potasio va de alta a muy alta; las planta disponen de grandes cantidades de los dos primeros elementos y poca del último. a partir de la sierra de Chiconquiaco. son los que comprenden mayor área. que se distribuyen en las llanuras costeras del Golfo Norte y del Golfo Sur. aproximadamente un 80% del territorio veracruzano.Introducción moderadamente alcalino. Geología de la localidad de Javier Rojo DENOMNACION ERA PERIODO To Cenozoico Terciario (T9) ROCA O SUELO Ígnea Extrusiva (Ie) CLIMA En la localidad se presentan climas que van de cálido húmedo con lluvias todo el año a cálido húmedo con abundantes lluvias en verano. Los climas cálidos húmedos. Temperatura En esta zona del estado se presentan diferentes tipos de climas y con ello. que es la más cercana a la zona de estudio en el periodo de 1961 a 1999. En estas regiones la temperatura del mes más frío es superior a 18°C y la media mayor de 22°C. ­ 7 – . además la sierra de los Tuxtlas en las estribaciones de la Sierra Madre Oriental una franja que va desde el Zapote hacia el sureste.000 mm. contienen sales solubles y sodio que limita su uso agrícola; otros como los de la Villa Tejada y Paso del Macho son poco profundos sin embargo. lo que impone mayor restricción para su manejo es el alto porcentaje de arcilla que los integra pues tiene un grado de humedad adecuado. Su contenido de materia orgánica es medio y la capacidad para absorber cationes de calcio.300 a 2. las inmediaciones de Nautla. Tecolutla y Coyutla. abarcando algunos municipios de Hidalgo y Puebla hasta Martínez de la Torre y Colipa. En resumen la formación geológica que presenta la localidad de Javier Rojo Gómez según la carta geológica se enlista en la siguiente tabla. las temperaturas promedio consignadas para el municipio de Martínez de la Torre oscilan entre 20 y 26° C. de otra forma si están secos o tienen exceso de agua es muy difícil introducir los implementos de labranza. En la siguiente tabla se muestran los registros de temperatura correspondiente a la estación meteorológica de Martínez de la Torre. localidades en las que la precipitación total anual va de los 1. diferentes tipos de temperaturas. a una altitud máxima de 1. Los vertisoles situados en las márgenes de los ríos Pánuco y Tamesí.
ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS DE LA POBLACIÓN Según lo indicadores socioeconómicos. Tabla de Precipitaciones Estación Periodo Martínez de la 1961­1999 Torre Precipitación Precipitación del Precipitación del Promedio año mas seco año más lluvioso 1. mango. la Localidad de Javier Rojo Gómez reporta un índice de marginación bajo que en términos cualitativos quiere decir una muy alta marginación. se siembra caña. 27 con las localidades de Nautla. siendo en verano donde se concentran las precipitaciones mensuales. de ahí se puede comunicar mediante la Carretera Federal No. ­ 8 – .3 23. Según el anuario estadístico del INEGI de 1995 existe un total de 380 viviendas habitadas.8 Precipitación En el municipio de Martínez de la Torre se presenta una precipitación promedio anual entre 2.000 y 2. las actividades correspondientes al sector primario lo constituyen la agricultura. café.400 mm 400 mm 4. En la localidad de Javier Rojo Gómez. plátano.Introducción Tabla de Temperaturas Estación Periodo Martínez de la 1961­1999 Torre Temperatura Temperatura del Temperatura del Promedio año más Frío año más caluroso 24.4 25. del cual el 57% de los ocupantes vive sin agua entubada; el 31% sin drenaje ni excusado y el 8% de ocupantes de viviendas vive sin energía eléctrica. Gutiérrez Zamora y Vega de Alatorre; al suroeste se comunica con el municipio de Tlapacoyan. Altotonga y Perote. pastizales y maíz.500 mm anuales.500 mm Vías de Comunicación La localidad de Rojo Gómez tiene comunicación inmediata al noreste con la cabecera municipal de Martínez de la Torre. mediante la misma carretera federal pudiéndose trasladar a las localidades de Teziutla.
el suelo es de uso federal donde realizan actividades agrícolas de temporal y de riego cultivándose caña.100 habitantes. además es apto para el uso pecuario. comercios. el uso del suelo es utilizado para habitaciones.Introducción DEMOGRAFÍA La población registrada en los censos y conteos realizados en los periodos de 1970­2000. Contiguo a la zona federal. para la localidad de Javier Rojo Gómez es de 2. por el Instituto Nacional de Estadística. Geografía e Informática (INEGI). USO DEL SUELO Referente al uso potencial del suelo en la Localidad de Javier Rojo Gómez. café. carreteras y de servicios. ­ 9 – . podemos mencionar lo siguiente: en la zona donde se ubicará la obra de protección. mango plátano. pastizales y maíz.
. dentro del plazo a que se refiere el primer párrafo del artículo anterior.. de la “Ley”.. se encuentre en el cauce o zona federal...las fajas de diez metros de anchura contiguas al cauce de las corrientes o al vaso de los depósitos propiedad nacional.” Tomando en cuenta lo que se menciona en el artículo 36 del Reglamento de Aguas Nacionales y para determinar el nivel de aguas máximas extraordinarias para el diseño de una obra de protección.. Capítulo 1 NORMATIVIDAD VIGENTE CAPITULO 1 NORMATIVIDAD VIGENTE El artículo 4° de la Ley de Aguas Nacionales que a letra dice ”.. están incompletos o contienen errores técnicos.” Basándonos en el artículo 36 del Reglamento de la Ley de Aguas Nacionales que a letra dice “.los estudios y proyectos a que se refiere el artículo 31 de este “Reglamento”..”. se interpreta como el que resulta de la corriente ocasionada por la creciente máxima ordinaria dentro de un cauce sin que en este se produzca desbordamiento. La creciente máxima ordinaria estará asociada con un periodo de retorno de cinco años. Si los proyectos presentados no se ajustan a las mismas. en el artículo 3º. El nivel de aguas máximas ordinarias se calculará a partir de la creciente máxima ordinaria que será determinada por “La Comisión Nacional del Agua”.” Es por tanto el objetivo de “La Comisión Nacional del Agua”.. solicitará que el interesado subsane los errores. corrija los proyectos o presente otros nuevos. Así mismo en el artículo 4º en su fracción I del Reglamento de la Ley de Aguas Nacionales que a letra dice “...el nivel de aguas máximas ordinarias a que se refiere la fracción VIII.. siempre y cuando como ya se citó anteriormente. se ajustarán a las normas oficiales mexicanas y especificaciones técnicas que al efecto emita “La Comisión Nacional del Agua”. quien la ejercerá directamente a través de “La Comisión Nacional del Agua.. el proporcionar las Normas técnicas Hidrológicas para determinar la magnitud del gasto máximo ordinario en corrientes superficiales. se cumplirá con las normas de diseño ­ 10 ­ . La amplitud de la ribera o zona federal será de cinco metros en los cauces con anchura mayor de cinco metros. del artículo 3º . entendiendo los límites de la zona federal según lo siguiente: De acuerdo a la Ley de Aguas Nacionales.. “La Comisión Nacional del Agua”. la autoridad y administración en materia de aguas nacionales y de sus bienes públicos inherentes corresponde al Ejecutivo Federal. medidas horizontalmente a partir del nivel de aguas máximas ordinarias.. tomando como apoyo a la Legislación Federal en Materia de Aguas en lo concerniente a la delimitación del cauce y zona federal en un sitio o tramo de la corriente; por lo anterior todo estudio y obra en corrientes de propiedad de la nación deberá ser validada por la Comisión Nacional del Agua.. de acuerdo con lo dispuesto en el reglamento de esta Ley.. fracción VIII que a letra dice “.
....................5 Aeropuertos..... 1........000 Ha ........................................... c) En caminos primarios que comunican poblados grandes (ciudades) .. c) Abastecimiento primario .......B00.........................­254 de fecha 2 de agosto de 1999..................................................................... 2..........000 Ha ............................................. c) Poblados grandes con mas de 1 000.............. 2............. e) Abastecimiento de Agua Potable ..........................000 a 10......... b) En caminos regionales que comunican poblados medianos ... a través de la Gerencia de Aguas Superficiales e Ingeniería de Ríos.................................... b) Poblados medianos entre 100.....................................................................2 Lateral libre en calles de poblados donde no se tolera encharcamiento de corta duración 1.....................000 Ha ..................................4 Zonas Urbanas: a) Poblados pequeños con menos de 100..000 habitantes .............1 inciso “d” debido a que se encuentra la carretera de acceso a la cabecera municipal de Martínez de la Torre.. b) Vías secundarias regionales ...... 2 ESTRUCTURAS DE CRUCE 2.......................... c) Para riego área mayor de 10........2 Puentes ferrocarrileros en: a) Vías locales aisladas (desvíos) .................................................. 1......................................................................... c) Carreteras que comunican poblados grandes (ciudades) ......... Para nuestro caso utilizaremos el Tr = 100 años............................04..................000 habitantes ..... Capítulo 1 NORMATIVIDAD VIGENTE indicadas por la Subdirección General Técnica................................................... b) Caminos regionales que comunican poblados medianos ....1 Lateral libre en calles de poblados donde se tolera encharcamiento de corta duración 1...........................................................................................................................4 Puentes para tuberías de petróleo y gas: a) Abastecimiento secundario local (subterráneos) ................... estaciones de Ferrocarril y Autobuses ...... correspondiente al apartado 6.... b) Abastecimiento regional ............................3 Zonas Agrícolas 1.........................................3 Puentes canales o tuberías de conducción de agua: a) Para riego área menor de 1.. lo cual es de mucha importancia asegurar la comunicación. ­ 11 ­ 2 2 5 2­5 5­10 1­10 10 5 25­50 50­100 500­1000 25­50 50­100 500­1000 10­25 25­50 50­100 50­100 100­500 25­50 50­100 100­500 10­25 25­50 50­100 .................1 Puentes carreteros en: a) Caminos locales que comunican poblados pequeños .............................................. dadas a conocer mediante Oficio No................................................................................................... c) Vías primarias del país ....... 2......................... b) Para riego área de 1.........000 habitantes ....... 3 ALCANTARILLAS PARA PASO DE PEQUEÑAS CORRIENTES a) En caminos locales que comunican poblados pequeños ..6 Cunetas y contracunetas en caminos y carreteras ................................................ Tr (AÑOS) TIPO DE OBRA HIDRÁULICA 1 DRENAJE PLUVIAL 1......05....000 y 1 000................................. d) Abastecimiento Industrial .............................................................
.............................. de 1... 5 b) Zonas áridas con régimen de escurrimiento errático ......................................................................... 50­100 d) Para protección a poblaciones pequeñas ................................................. 10 o Mayor c) Zonas de desbordamiento ..................1) más el gasto regulado para ese periodo de retorno o gasto de diseño del control si es superior..................................... o el regulado del diseño de la obra si es superior 5 DELIMITACION DE ZONAS DE PROTECCION EN OBRAS HIDRAULICAS A juicio de la CNA 6 ENCAUZAMIENTO DE CORRIENTES 6..................................................................... 10­25 b) Agrícola de extensión mediana............................ 50­100 e) Para protección a poblaciones medianas ..........1 Corrientes libres en la zona: a) Agrícola de pequeña extensión.......... b) No existe un tramo libre .....................................2 Corrientes con obras de control Además del tramo libre debe tenerse en cuenta el gasto regulado ...... Tramo libre idem que (6......................................................... de 10.............................2 Corrientes controladas: a) Existe un tramo libre .............................1 Corrientes libres en: a) Zonas semiáridas a húmedas ..................................000 Ha .............................. 100­500 f) Para protección a poblaciones grandes ...........000 Ha .............000 Ha en adelante ..............000 a 10.. Capítulo 1 NORMATIVIDAD VIGENTE 4 DELIMITACION DE ZONAS FEDERALES 4............. 5 o 10 en ambos................. menor a 1........................................... 500­1000 6......................................... Igual gasto diseño control ­ 12 ­ al de de ............................. Con base en la capacidad del cauce natural cavado 4......... 25­50 c) Agrícola de extensión grande..........................
........................... 25­100 (o mayor según su importancia) 9 PRESAS DE ALMACENAMIENTO 9......) ..... etc..... 50­100 8..................1 De jales ( lodo del procesamiento de minerales en minas) ............................................3 De agua para abastecimiento a poblaciones.............................. Se presenta en el siguiente cuadro ­ 13 ­ ...........................1 Presas pequeñas ...........................000 a 10...............................000 Ha) .......................... riego..................... 25­50 8...................... 10­25 8....000 Ha) .............................. 500­1000 8 OBRAS DE DESVIO TEMPORAL 8.2 Presas medianas .......000 Ha............................................. .... energía.2 Azolve del acarreo del suelo en cuencas ...................................................................... 50­100 b) Zona de riego pequeña ( 1........................................................ 500­1000 9...... Capítulo 1 NORMATIVIDAD VIGENTE 7 PRESAS DERIVADORAS a) Zona de riego pequeña ( menor de 1...........................3 Presas grandes ........................... 100­500 c) Zona de riego grande ( mas de 10........................................ 500­1000 9................................................................................................................4 Cauce con alivio en corriente ...............
abarcando la mitad del cauce y principalmente la margen que se pretende. 2.1 Estudio Topográfico: Tiene como objetivo determinar las características geométricas del cauce y terreno en estudio. Se dibujara la planta topográfica y configuración de la zona donde se localiza el río. indicándose estructuras existentes. Todas las secciones deberán estar referidas a la poligonal de apoyo e indicarse en las ­ 14 ­ . Dicha planta deberá estar referida a un sistema coordenado y apoyada en una poligonal.1 Conceptos Generales Planta Topográfica. asi como la ubicación de las casas y de los predios de importancia. en tres puntos por cada vértice. con el fin de precisar el ancho suficiente y necesario para realizar el funcionamiento hidráulico del río en condiciones naturales; asimismo obtendrá secciones transversales de la margen donde se localicen los problemas de erosión. utilizando para ello las secciones transversales. N = número de vértices de la poligonal. en el tramo en estudio.Capítulo 2 ESTUDIOS DE CAMPO CAPITULO 2 ESTUDIOS DE CAMPO PARA LA ELABORACIÓN DE UN PROYECTO EJECUTIVO DE OBRAS DE PROTECCIÓN. 2. así como linderos. Se obtendrán secciones transversales del cauce del río.50 metros. Secciones Transversales. Las tolerancias permitidas serán las siguientes: Tolerancia en cierre angular. confluencias con ríos o arroyos y todos los puntos de importancia que se consideren. a cada cuarenta (40) metros.1. Tolerancia en cierre lineal 1 : 25 000 Para este tipo de trabajos. límites de propiedad. equidistantes a cada doscientos (200) metros o bien secciones intermedias en tramos donde se presenten cambios bruscos del terreno. El levantamiento se dibujará a escala conveniente con curvas de nivel equidistantes a cada 0. etc. Estas deberán abarcar la zona del cauce y diez (10) metros en cada una de sus márgenes. se recomienda referenciar todos los vértices de la poligonal.­ Ta = 10 * N ; en donde: Ta = tolerancia en segundos. colindancias.
Nivelación Diferencial para liga de bancos de nivel.Capítulo 2 ESTUDIOS DE CAMPO mismas. Monumentación de la Poligonal de Apoyo. se deberán obtener plantas topográficas de detalle a escala 1 : 200. en el caso de que no exista un banco de nivel verificado por la Dependencia dentro de la zona en estudio. la monumentación deberá ser con tres (3) mojoneras para garantizar la referencia de dicho punto. De igual forma es necesario conocer las características y propiedades del material que conforma las paredes y el fondo del cauce para conocer el comportamiento de dicho material en el funcionamiento hidráulico del cauce. Dichos perfiles deben consignar el fondo del cauce. quedando obligados de monumentar el primero y último puntos de inflexión.I. monumentando dos (P. o bien aquella superficie que nos permita delimitar las descargas.). en forma terciada dos sí y dos no. Las secciones transversales estarán referidas a un sistema coordenado y apoyadas en la poligonal. Se ubicará sobre el trazo de la poligonal de apoyo.50 m.. Se obtendrá perfiles longitudinales por el eje del río. con curvas de nivel equidistantes a cada 0. 2.I. Los estudios de geotecnia tienen como objetivo principal conocer las características y propiedades físicas de los suelos sobre los que se desplantarán las obras de protección requeridas. ­ 15 ­ . Topografía de detalle en confluencias. En las zonas de confluencias con otros ríos o arroyos. Perfil Longitudinal. así como ambas márgenes. Mas aun los datos proporcionados son de gran importancia para poder definir los criterios de diseño del proyecto.2 Estudio de Geotecnia. los puntos de inflexión que referenciará. es decir.) y dejando de monumentar otros dos (P. En cada P. Se deberá efectuarse la nivelación diferencial para liga de bancos de nivel.I. Otro objetivo no menos importante de los trabajos geotécnicos por realizar es determinar las características y propiedades de los materiales existentes en la región que se pueden utilizar en la construcción de las obras. abarcando una superficie aproximada de media hectárea.
Sondeo en el fondo del cauce. corresponderán las pruebas a realizar que nos permiten conocer sus características físicas y propiedades. a continuación se mencionan algunas comunes: Para las muestras integrales: Análisis Granulométrico por mallas Contenido de agua Limites de consistencia Próctor SRH Compacidad relativa SRH con martinete ­ 16 ­ . Dependiendo del tipo de materiales que se encuentren en la zona de estudio. No. bordos y estructuras.Capítulo 2 ESTUDIOS DE CAMPO Fig. Localización preliminar y definitiva de los bancos de materiales Análisis de estabilidad de taludes (definitivos) del encauzamiento y/o rectificación del cauce. Análisis de capacidad de carga y de asentamientos en la zona de estructuras (si existiesen) y o en proyecto (solo en los definitivos). 3. bordos y diseño de la sección estable de los bordos. Especificaciones de colocación y compactación de materiales. Datos de Geotecnia requeridos en el desarrollo del proyecto y para la ejecución del mismo: · · · · · · Reconocimiento geológico superficial Sondeos en zonas de encauzamiento y /o rectificación.
Intemperismo acelerado (sanidad) En roca y rezaga Análisis petrografico Interperismo acelerado ­ 17 ­ . Peso volumétrico suelto y compactado.Capítulo 2 ESTUDIOS DE CAMPO Fig.4 Pozo a cielo abierto margen izquierda río Bobos Para la fracción de arenas: Granulometría para determinar el modulo de finura Densidad Porcentaje de absorción. Reactividad álcali ­ agregado. Pérdida por lavado en malla Nº 200. Impurezas en arenas (colorimetría).
ü Planta topográfica con curvas de nivel. ü Perfil longitudinal. y de la calidad de estos trabajos depende en gran medida los criterios para proponer el diseño de las obras.Capítulo 2 ESTUDIOS DE CAMPO Al igual que los estudios de topografía. La información de Topografía proporcionada para el diseño de las obras es la siguiente: ü Secciones transversales del km 0+000 al km 1+320 a cada 20 metros. se encuentran los formatos de dicha información. se encuentran los planos correspondientes La información de Geotecnia proporcionada para el diseño de las obras es la siguiente: ü Granulometría por mallas. En el anexo 1. ­ 18 ­ . los estudios de geotecnia son realizados en campo por personal especializado. En el anexo 3. En esta tesis dichos estudios y trabajos fueron realizados por la Gerencia Regional Golfo Centro y nos fueron proporcionados para su aplicación en la alternativa de diseño de cuyo objetivo es la presente tesis.
Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA CAPITULO 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA. ­ 19 ­ . es el área que puede aportar escurrimiento hacia la sección. Se aplicarán distintos métodos que conjuntamente con el conocimiento del problema permitan determinar el gasto y posteriormente elaborar proyectos racionales técnica y económicamente. Con el estudio Hidrológico se determinará el gasto de diseño de una corriente. De ahí la aclaración de que la definición es válida si la superficie fuera impermeable. 3. el punto de salida se encuentra en los límites de la cuenca y está en otra corriente o en el mar. basándose en los registros de escurrimientos o avenidas ocurridas. cuya forma en planta es semejante a la superficial.1 Conceptos Generales Cuenca: Es una zona de la superficie terrestre en donde (si fuera impermeable) las gotas de lluvia que caen sobre ellas tienden a ser drenadas por el sistema de corrientes hacia un mismo punto de salida. En la primera el punto de salida está dentro de los límites de la cuenca y generalmente es un lago; en las segundas. Ilustración No. 1 Tipos de cuenca Características de una cuenca: La cuenca de drenaje asociada a una sección dada de una corriente. La definición anterior corresponde a una cuenca superficial; asociada a cada una de estas existe también una cuenca subterránea. Desde el punto de vista de su salida existen fundamentalmente dos tipos de cuencas: endorreicas y exorreicas.
Ilustración No. la cual depende de la velocidad de respuesta de la cuenca al presentarse una tormenta. Parteaguas: Es la línea imaginaria formada por los puntos de mayor nivel topográfico y que separa la cuenca de las cuencas vecinas Área de la cuenca: Es la superficie de proyección horizontal delimitada por el parteaguas. mientras no se construyan obras de encauzamiento. más rápida será su respuesta a la precipitación. Las demás corrientes de una cuenca de este tipo se denominan corrientes tributarias. 2 Cuenca Hidrológica Entre más corrientes tributarias tenga una cuenca. las características de la cuenca interesan principalmente en dos aspectos: · · El volumen de escurrimiento producido por una tormenta dada. Las cuencas correspondientes a las corrientes tributarias o a los puntos de salida se llaman cuencas tributarias o subcuencas. Es natural cuando las corrientes estén sujetas a desbordamiento.Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA Desde el punto de vista de las relaciones lluvia­escurrimiento. es decir entre mayor sea el grado de bifurcación de un sistema de drenaje. Para una misma lámina de lluvia el volumen de escurrimiento directo es proporcional al área de la cuenca. Cauce de una corriente: Es el canal natural o artificial que tiene la capacidad necesaria para que escurran las aguas ordinarias. ­ 20 ­ . Corriente principal: Es la corriente que pasa por la salida de la misma; esta definición es aplicable a cuencas exorreicas. La forma del hidrograma.
Gasto máximo ordinario: Es el mayor gasto de los ordinarios de la muestra y que por su magnitud delimitan los datos de gastos máximos registrados de las avenidas de la corriente. frontera entre una y otra tendencia. ­ 21 ­ . generalmente incide con el periodo de retorno de 5 años de acuerdo al artículo 3° de la Ley de Aguas Nacionales. Periodo de Retorno (Tr): También es llamado intervalo de recurrencia o frecuencia y se define como el número promedio de años dentro del cual un evento dado es igualado o excedido. Avenida de una corriente: Es el incremento en el régimen de escurrimiento de la misma. relacionando los gastos con el tiempo. Se calcula con la siguiente fórmula: T r = n + 1 m Donde: m = Número de orden de una lista de mayor a menor de los años. Hidrograma de la avenida: Es la representación gráfica y continua del régimen de una avenida. Este gasto máximo ordinario.Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA Gasto de una corriente: Es el volumen de agua que pasa en un sitio y sección de la corriente en un momento dado. a condiciones de precipitaciones extremas generadoras de avenidas extraordinarias menos frecuentes. una que obedece a condiciones de precipitaciones importantes. n = Número de años. Pico de la avenida: Es el gasto máximo instantáneo registrado en el hidrograma de la avenida. expresado en metros cúbicos por segundo. generalmente valores anuales. expresado en metros cúbicos por segundo. Régimen de escurrimiento: En una corriente significa el comportamiento continuo del escurrimiento en un sitio dado durante un lapso que puede ser un año. Existen dos tendencias o comportamientos. hasta la salida de la misma. Gasto medio: Es el gasto constante equivalente al valor medio en un cierto lapso de tiempo e igual al volumen escurrido de agua entre el tiempo transcurrido. llegando a un máximo para luego abatirse hasta llegar de nuevo al valor del gasto base. Longitud del cauce principal (L): Es la distancia desde donde la corriente dentro de la cuenca esta bien definida. que son las más frecuentes y que dan origen a las avenidas ordinarias y la otra.
es necesario definir una pendiente media.. Fórmula para el cálculo de la pendiente media: é ê S = ê ê ê ë L l i + S i l i . Ilustración No. es necesario definir una pendiente media; para ello existen varios métodos. es la de una línea recta que. 3 Pendiente media del cauce b) Taylor y Schwarz. propone calcular la pendiente media como la de un canal de sección transversal uniforme que tenga la misma longitud y tiempo de recorrido del agua por el cauce.Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA Pendiente del cauce (S): Es uno de los indicadores mas importantes del grado de respuesta de una cuenca. + S i Donde: L = Longitud total del cauce li = Longitud del tramo i Si = Pendiente del tramo i lm = Longitud del i­esimo tramo Sm = Pendiente del i­esimo tramo ­ 22 ­ ù ú ú l m ú ú S i û 2 . apoyándose en el extremo de aguas debajo de la corriente.. hace que tengan áreas iguales entre el perfil del cauce y arriba y debajo de dicha línea. Dado que la pendiente varía a lo largo del cauce. dado que esta pendiente varía a lo largo del cauce.. de los cuales se mencionaran dos: a) La pendiente media.
4 Pendiente del cauce principal correspondiente a la fórmula de Taylor Schuwarz Clasificación de corrientes: a) Por el tiempo en que transporta el agua pueden ser: · Perennes. Estas corrientes transportan agua durante todo el año y siempre están alimentadas totalmente o en parte por el agua subterránea. es decir son efluentes. ­ 23 ­ . Corriente intermitente: Transporta agua durante la época de lluvias de cada año.Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA Ilustración No. · Intermitentes. En épocas secas el nivel freático queda por debajo del fondo del cauce y la corriente no transporta agua. alimentan a los almacenamientos de agua subterránea. cuando el nivel asciende hasta quedar por encima del fondo del cauce. Corriente efímera o influente: El nivel freático está siempre abajo del fondo del cauce y transporta agua inmediatamente después de la tormenta y en este caso. Viejas o de planicie. · Efímeras. Corriente perenne: El punto mas bajo del cauce se encuentra siempre abajo del nivel de aguas freáticas. b) Por su posición topográfica o edad geológica pueden ser: · · · Montaña Maduras o de transición. salvo cuando se presenta alguna tormenta.
Fig. Registros Climatológicos (pluviométricos) Precipitación: Desde el punto de vista de la ingeniería hidrológica. No. la precipitación es la fuente primaria del agua en la superficie terrestre. con velocidades de agua moderadas y sus cauces están formados básicamente por grava con algo de cantos rodados y arena. estos ríos se encuentran en cotas cercanas al nivel del mar.2. presentan numerosos meandros debido a las bajas velocidades del agua y su cauce se forma por arenas y finos. sus cauces generalmente están formados por cantos rodados con un poco de grava y casi nada de finos. tienen grandes pendientes y pocas curvas y debido a las altas velocidades que alcanza el agua. 3. En general. Ríos de montaña: Se caracterizan por tener cotas elevadas respecto al nivel del mar. Ríos de planicie: Por el contrario. Ríos de transición: Están en una situación intermedia entre los dos anteriores: presentan algunas curvas.Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA En un mismo cauce se pueden encontrar los tres tipos de ríos. y sus mediciones forman el punto de partida de la mayor parte de los estudios concernientes al uso y control de agua. 5 Estación climatológica ­ 24 ­ .
con la diferencia de que tienen un mecanismo para producir un registro continuo de precipitación. Este mecanismo esta formado por un tambor que gira a velocidad constante y sobre el se coloca un papel graduado. 5 Pluviógrafo Ilustración No. El registro que se obtiene del pluviógrafo se llama pluviograma. 6 Pluviómetro ­ 25 ­ . al alcanzarse esta capacidad se vacía automáticamente mediante un sifón. El área de captación A es normalmente diez veces mayor que el área del recipiente a. Ilustración No. con el objeto de que. En el recipiente se coloca un flotador que se une mediante un juego de varillas a una plumilla que marca las alturas de precipitación en el papel. y cuya área de captación es A. Pluviómetros: Están formados por un recipiente cilíndrico graduado de área transversal “a” al que descargan un embudo que capta el agua de lluvia.Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA Medición de la precipitación: Los aparatos más usuales en México para medir la precipitación son los pluviómetros y los pluviógrafos. por cada milímetro de lluvia. Pluviógrafos: Son semejantes a los pluviómetros. se deposite un centímetro en el recipiente. Se acostumbra colocar en el embudo un par de mallas para evitar la entrada de basura u otros objetos. En México se toman lecturas de los pluviómetros diariamente a las 8 de la mañana. El recipiente normalmente tiene una capacidad de 10 m de lluvia y.
3. como en su vecindad. Por geometría elemental. Para calcular la precipitación media de una tormenta cuando no se tienen registros en el lugar de estudio se propone utilizar el método de Polígonos de Thiessen: Este método consiste en lo siguiente: 1. en parte por el parteaguas de la cuenca. ­ 26 ­ . para ello se requiere de la medición en varias estaciones localizadas tanto dentro de ella.1. Con ello se forman triángulos en cuyos vértices están las estaciones pluviométricas. 2. las líneas correspondientes a cada triángulo convergerán en un solo punto.Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA Ilustración No. Unir mediante líneas rectas dibujadas dentro del plano de la cuenca las estaciones más próximas entre sí. El área encerrada por los polígonos de Thiessen y el parteaguas será el área de influencia de la estación correspondiente. que forman los llamados polígonos de Thiessen y en algunos casos.2. Precipitación Media Para conocer la precipitación representativa de una tormenta en toda la cuenca. Una estación se considera vecina siempre y cuando esta no exceda de 5 km. 7 Diagrama esquemático de una Estación Pluviométrica 3. Cada estación pluviométrica quedará rodeada por las líneas rectas del paso 2. se calcula la precipitación media. Trazar líneas rectas que bisectén los lados de los triángulos.
8 Polígonos de Thiessen ­ 27 ­ . h p = 1 A T n A i h i å i =1 Donde: h p = Precipitación media de la cuenca h i = precipitación de la estación analizada Ai = área de influencia de la estación i AT = área total de la cuenca.Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA 4. La precipitación media se calcula como un promedio pesado de las precipitaciones registradas en cada estación. usando como peso el área de influencia correspondiente. en general del número de estaciones pluviométricas o pluviográficas que se usan en el análisis; entre menor sea el número de estaciones. La altura de precipitación media calculada depende. Línea que une las estaciones pluviométricas Línea que determina los polígonos de Thiessen Línea que determina la cuenca en estudio Ilustración No. mayor será el error cometido en la estación de la precipitación media.
De estos tres tipos de escurrimiento. Escurrimiento superficial. se infiltra hasta que las capas superiores del mismo se saturan. El escurrimiento subterráneo es el que de manera más lenta llega hasta la salida de la cuenca (puede tardar años en llegar). el agua comienza a escurrir sobre su superficie. Por ello está relacionado directamente con una tormenta particular y entonces se dice que proviene de la precipitación en exceso o efectiva y que constituye el escurrimiento directo. el agua que fluye sobre el terreno se sigue infiltrando e incluso se evapora en pequeñas cantidades. Escurrimiento subterráneo. el superficial es el que llega más rápido hasta la salida de la cuenca. Es parte del agua de precipitación que se infiltra y escurre cerca de la superficie del suelo y más o menos paralela al nivel de aguas freáticas. Este escurrimiento llamado flujo en la superficie del terreno se produce mientras el agua no llegue a cauces bien definidos. Es el flujo del agua sobre el terreno junto con el escurrimiento en las corrientes. Tipos de escurrimiento: · · · Escurrimiento superficial Escurrimiento subsuperficial Escurrimiento subterráneo Fuente de los diferentes tipos de escurrimiento: Una vez que la precipitación alcanza la superficie del suelo. Es parte del agua que se infiltra a niveles inferiores del nivel de aguas freáticas.Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA 3. Escurrimiento subsuperficial. difícilmente se le puede relacionar con una tormenta particular. Escurrimiento El escurrimiento se define como el agua proveniente de la precipitación que circula sobre o bajo la superficie terrestre y que llega a una corriente para finalmente ser drenada hasta la salida de la cuenca. Una vez que llega a un cauce bien definido se convierte en escurrimiento de corrientes. En su trayectoria hacia la corriente más próxima. y en general. a menos que la cuenca sea demasiado pequeña y su suelo muy ­ 28 ­ . Posteriormente se comienzan a llenar las depresiones del terreno y al mismo tiempo.3. Registros Hidrométricos Determinarán las características hidráulicas del cauce que nos permitirán realizar los cálculos para el diseño de la obra de protección de acuerdo al tránsito del gasto calculado sobre las secciones transversales del río.
Cuando es relativamente rápido se trata junto con el escurrimiento superficial. y cuando es relativamente lento se le considera parte del subterráneo.Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA impermeable. 9 Esquema de Escurrimientos ­ 29 ­ . El escurrimiento subsuperficial puede ser tan rápido como el superficial o casi tan lento como el subterráneo. PRECIPITACION TOTAL Precipitación en exceso Infiltración Pérdidas Escurrimiento Superficial Escurrimiento Subsuperficial Escurrimiento subterráneo Escurrimiento Subsuperficial Directo Escurrimiento Subsuperficial Retardado Escurrimiento Directo Escurrimiento Base Escurrimiento Total Ilustración No. es el único que alimenta a las corrientes cuando no hay lluvias y por eso se dice que forma el escurrimiento base. Debido a que se produce bajo el nivel freático. dependiendo de la permeabilidad de los estratos superiores del suelo; por ello es difícil distinguirlos de los otros dos.
3. 6 y 7 Equipo para elaborar un aforo con molinete de mano Una sección de velocidad de una corriente se define como aquella en la que existe una relación entre el tirante y el gasto. No. Fig. Para nuestro caso.1. por lo tanto el problema se reducirá en la estación de aforo o medir elevaciones y velocidades ­ 30 ­ . Este criterio es el más usual en ríos y esta basado en el principio de continuidad Q = VA Q= Gasto que pasa por la sección en m 3 /seg. Aforo Aforar una corriente significa determinar a través de mediciones directas el gasto que pasa por una sección dada. Lo anterior implica que para evaluar el gasto de un río. En México se usan básicamente tres tipos de métodos para aforar corrientes: a) Secciones de control b) Relaciones sección­pendiente c) Relación sección­velocidad. Sección de velocidad. al conocer el tirante se conoce el arrea hidráulica. V= Velocidad media de la corriente en la sección. en m/seg. Si se determina el perfil de la sección de aforos. en cierta sección de este se requiere determinar su volumen y su arrea. A= Área hidráulica de la sección transversal de la corriente en m 2 .Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA 3. utilizaremos el método de sección de velocidad.
Q = A i V i + A i V i + .. Por ello será recomendable que se ponga mucha atención en la determinación de la profundidad de una corriente. + A n V n Ilustración No.2 m/seg) o no erosiva.. Ai = área de la sección i An = área de la i­esima sección analizada V = Velocidad de la sección i Vn = velocidad de la iésima sección analizada. es difícil hacer mediciones exactas de la profundidad.Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA medias del agua. no existe mucho problema para determinar el área hidráulica de una sección. Otro aspecto que dificulta la determinación del área hidráulica de una sección es debido a que esta puede variar con el tiempo debido a que el rió arrastra material de fondo. con la sección dividida podemos aplicar la siguiente ecuación para determinar el gasto que pasa por ella.5 m/seg y el rió es profundo. 10 Sección del cauce Donde: Q = gasto que pasa por la sección m 3 /seg. para calcular el gasto que pasa en el momento de efectuar dichas mediciones. donde una sección puede ver su fondo disminuido producto del arrastre ­ 31 ­ . Cuando la velocidad de una corriente no es grande (menores a 1. Como se menciono anteriormente la velocidad de una corriente no es uniforme y para poder obtener una mejor aproximación es necesario dividir la sección transversal en tramos. se tienen mayores errores debido a la determinación del área de la sección transversal que a la propia velocidad.... pero si estas velocidades medias son superiores a 1. lo que se hace mas evidente durante la época de lluvias que generaron avenidas. En general al evaluar el gasto en una sección de aforo...
· Cuando no se cuenta con datos hidrométricos. este fenómeno se conoce como socavación y será tratado mas adelante. la tercera pregunta es la más importante y la que mayor información requiere para ser contestada.4. muy costosas y su falla por mal proyecto causaría graves daños materiales. se puede resumir en encontrar la solución a las tres siguientes cuestiones. c) Cual es la magnitud de las avenidas o crecidas en la corriente y cuando se presentan. De este modo si la sección de aforo cambia constantemente. construcción y operación de una obra hidráulica. lo que implica el uso de modelos de lluvia­escurrimiento en base a teorías hidrológicas convencionales establecidas.Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA del material de fondo. Por lo que será necesario utilizar métodos indirectos y con ayuda de datos de lluvias máximas anuales con una duración de 24 horas y algún modelo de lluvia­escurrimiento · Cuando se tienen datos hidrométricos de gastos máximos anuales. de tal forma que no se conserva una sección fija. es necesario medir las profundidades para cada faja vertical donde se hagan las mediciones de velocidades. interrupción de los servicios públicos y quizás. a) De que cantidad de agua se dispone en la corriente y cuales son sus propiedades físicas. se presentan dos posibles condiciones; la primera que se disponga de información hidrométrica en un periodo no menor a 10 años. En la determinación del gasto máximo ordinario. químicas y bacteriológicas. ANÁLISIS DE LOS DATOS. Dichas estructuras son comúnmente. En general la aplicación de la Hidrología Superficial en el diseño. ­ 32 ­ . b) Cuanto volumen de material transporta la corriente. o que se carezca de ella. el análisis se hará con métodos indirectos. En estructuras hidráulicas cuyo fin sea dar paso o controlar el agua proveniente de tales avenidas. la perdida de vidas humanas. se aceptará el análisis de la muestra por métodos estadísticos y probabilísticas los cuales proporcionan elementos de juicio satisfactorios para definir el gasto máximo ordinario de la corriente. 3.
Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA Por otra parte. atenuándola. A este respecto seria conveniente la rigurosa delimitación de los cauces de avenida y la construcción de obras de defensa que eviten los daños. ­ 33 ­ . De lo anterior. generalmente fértiles. se deduce la gran importancia de un estudio amplio y racional de las avenidas máximas de un rió. han marcado una tendencia a cultivarlos y a construir viviendas e industrias en ellos. ignorando o despreciando el riesgo de inundación y destrucción por las avenidas poco frecuentes o máximas del río. en especial el calculo y evolución de las avenidas de proyecto de un embalse. en lo que respecta a la seguridad de la obra y el efecto sobre la avenida. los terrenos de las vegas de los ríos.
­ 34 ­ . 11 ESQUEMA GENERAL SOBRE AVENIDAS MÁXIMAS.Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA Ilustración No.
Estos métodos se aplican tanto a los registros climatológicos como a los hidrométricos.) n T y por tanto la probabilidad de que el evento ocurra al menos una vez en “n” años sucesivos es: ­ 35 ­ . Probabilidad: Si un experimento tiene “n” resultados posibles y mutuamente excluyentes y si de ellos na resultados tiene un atributo “a”. entonces la probabilidad de que el evento no ocurra en “n” años sucesivos es: 1 P = (1 . definiendo frecuencias o periodos de retorno asociados a los eventos que la componen y en general para conocer la distribución de los mismos. entonces la probabilidad de que ocurra un evento A con el atributo “a” es: n P ( A ) = a n Riesgo: Si P es la probabilidad de que ocurra un evento en “n” años sucesivos y “T” el periodo de recurrencia de un evento tenemos que: P = 1 T entonces la probabilidad de que dicho evento no ocurra en un año cualquiera es: P = 1 - 1 T Si se supone que la no ocurrencia de un evento en un año cualesquiera es independiente de la no ocurrencia del mismo en los años anteriores y posteriores.5.Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA 3. METODOS ESTADÍSTICOS La Estadística es una importante herramienta en los problemas de la hidrología en el tratamiento de muestras de datos.
se proponen varios métodos con el propósito de obtener los elementos necesarios de juicio para hacer la evaluación de resultados y la recomendación final. Algunos autores han elaborado modelos probabilísticos. Con este parámetro es posible determinar cuales son las implicaciones de seleccionar un periodo de retorno dado para una obra que tiene una vida útil de “n” años. dentro de los que se encuentran: · · · · · · Método de Alder Foster Método de Allen Hazen Método de W.( 1 . aplicables a muestras de datos hidrológicos como los gastos máximos anuales.5. o sea grandes periodos de retorno para el diseño de diversas obras hidráulicas.P = 1 . Fuller Método de Gumbel Método de Nash Método de Lebediev Que para efecto de esta Tesis y basándonos en métodos aplicados por la Comisión Nacional del Agua. ­ 36 ­ . Existen algunos autores que han elaborado modelos de probabilística aplicables a muestras. y tomando en cuenta que el procedimiento no puede ser único ni rigorista. los métodos propuestos son: · · · Método de Gumbel Método de Nash Método de Lebediev La metodología de los métodos estadísticos seleccionados se describen en el capitulo 4 con aplicación a los datos proporcionados para este proyecto.) n T “R” es llamada riesgo en la teoría probabilística. 3. La base del procedimiento es la propia muestra de datos y ciertos parámetros estadísticos característicos de la misma. Estos métodos tienen también tienen aplicación para determinar magnitudes de eventos con baja probabilidad de ocurrencia. asociados a una probabilidad de ocurrencia. asociados a un factor de probabilidad o frecuencia.1 Métodos estadísticos existentes.Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA 1 R = 1 . E.
Modelos lluvia escurrimiento Los modelos lluvia­escurrimiento utilizados para esta tesis son: · · · Racional Básico Ven te Chow Hidrograma Triangular Unitario. pendiente. 3. vegetación. y la precipitación a través de mediciones directas en el caso de predicción de avenidas frecuentes.) Distribución de la lluvia en el tiempo. urbanización. 5. 2. no se afectan por cambios en la cuenca. Distribución en el espacio de la lluvia y de las características de la cuenca. Por ello es conveniente contar con métodos que permitan determinar el escurrimiento en una cuenca mediante las características de la misma y la precipitación. etc.6.1. 3. Los principales parámetros que intervienen en el proceso de conversión de lluvia escurrimiento son los siguientes: 1. Las características de la cuenca se conocen por medio de planos topográficos y de uso del suelo. Al igual que con los métodos estadísticos en el siguiente capitulo se describe la metodología y aplicación de los modelos lluvia­escurrimiento utilizados en este proyecto. etc. METODOS RELACION LLUVIA­ESCURRIMIENTO Es sumamente común que no se cuente con registros de aforo adecuados de escurrimiento en el sitio de interés para determinar los parámetros necesarios para el diseño y operación de obras hidráulicas.Capítulo 3 ASPECTOS GENERALES DE HIDROLOGIA 3. como construcción de obras de almacenamiento y derivación.6. Área de la cuenca Altura total de precipitación Características generales o promedio de la cuenca (forma. 4. En general. los registros de precipitación son más abundantes que los de escurrimiento y además. ­ 37 ­ . talas.
Arroyo I Río Bobos Arroyo II Fig. Como se mencionó en el capítulo anterior en el apartado 3. procederemos a procesar los datos de precipitación por métodos estadísticos (Gumbel. Ven Te Chow y Hidrograma Triangular Unitario) para estimar gastos de escurrimiento en la ­ 38 ­ . No. Ver. fueron los registros de precipitación de las estaciones climatológicas: ü Martínez de la Torre ü Zicalatipan ü Huayacocotla Así como los registros de gastos en la estación de aforo Martínez de la Torre ubicada en la población del mismo nombre sobre el río Bobos. Tlapacoyan. como es el caso de los arroyos 1 y 2. el río Bobos así como los arroyos 1 y 2 debido a que en época de lluvias transportan un gasto que descargan en el río Bobos a la altura de la Localidad de Javier Rojo Gómez.Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO CAPITULO 4 ESTUDIO HIDROLOGICO Para nuestro caso en especial y según las características especificas del sitio de nuestro proyecto.. Nash y Levediev); para que los resultados obtenidos sean aplicados a modelos de lluvia escurrimiento (Método Racional. cuando no se cuenta con registros de aforote gastos. 8 Localización del río Bobos y su confluencia con los Arroyos 1 y 2 Los datos proporcionados por la Subgerencia Técnica de la Gerencia Regional Golfo Centro.4 Análisis de los datos. con los datos disponibles proporcionados por la Subgerencia Técnica de la Gerencia Regional Golfo Centro se analizaron.
4. donde se puede observar la ubicación de las estaciones climatológicas con respecto a los arroyos 1 y 2. ZICALATIPAN ARROYO 1 ARROYO 2 RIO BOBOS MARTINTENEZ DE LA TORRE HUAYACOCOTLA Ilustración no.1. Modelo de Gumbel Permite obtener la magnitud del evento para un determinado periodo de retorno y su intervalo de confianza. En el caso del río Bobos. en la zona de estudio Así pues se tomaran los datos de la estación climatológica Zicalatipan para el análisis del arroyo 1 y para el análisis del arroyo 2 los datos de la estación Martínez de la Torre. 1. tomando en cuenta el tamaño de la muestra y sus propiedades estadísticas como son su media y su desviación estándar.1. 12).Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO cuenca. 4.1 Aplicación de los métodos Estadísticos A continuación se describe la metodología desarrollada para los registros de la estación climatológica Martínez de la Torre aplicando los métodos estadísticos de Gumbel. para su análisis se aplicarán los métodos estadísticos directamente a los registros de aforo de gastos. De este modo para el caso de los arroyos 1 y 2 se utilizó el método de los polígonos de Thiessen (ilustración. se hace mención que los datos y tablas de calculo utilizadas en el análisis se presentan en el anexo no. ­ 39 ­ . 12 Polígonos de Thiessen. Nash y Levediev para un periodo de retorno de 100 años.
128 mm 35 Donde: X n y Sn = Constantes en función de n (número de años) Xp = Valor máximo correspondiente a un periodo de retorno.2 y 0.log e ( 100 ) = 339 . 62 mm 1 .9 el intervalo se calcula: Como f =0. 262 . 128 ( 0 . Para calcular el intervalo de confianza. 1313 100 . 14 S X S n =± 1 .loge Tr ) = 137 . 99 100 Si f varía entre 0.56 . 27 = 56 . 54 . 969 .Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO Gumbel considera que la precipitación máxima se puede representar por la ecuación: X P = x - S X (X n . 36 mm S n 1 . 14 * 56 . o sea aquel dentro del cual puede variar X dependiendo del tamaño de registro disponible considera: Si f = 1 - 1 Tr = 1 - 1 = 0 .8. 1313 ­ 40 ­ .n ( x ) 2 =1 S X = = n 110 .1 La desviación estándar de la muestra Sx se calcula con la ecuación: i = n [( X i ) å i 2 ] . 128 = 56 . el intervalo se calcula mediante la ecuación: DX = ± n aSm .99 DX = ± 1. S X S n n Si f es mayor que 0.
05660 1.5157 0.5343 0.26851 La zona entre 0.18340 1.12260 1.18900 1.14580 1.13630 1.06960 1.55830 0.5308 0.5388 0.15570 1.57450 1.5477 0.99720 1.55980 0.55610 0. es decir el DX es proporcional al calculado por cualquiera de las dos ecuaciones anteriores debido a su posición.20550 1.5296 0.55477 0.57377 0.07540 1.57144 0.57240 0.55650 0.55688 0.55110 0.5070 0.5035 0.5371 0.4952 0.10860 1.25450 1.16066 1.11590 1.15185 1.8 y 0.16230 1.04110 1.Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO Valores de Xn y Sn del m odelo de Gum bel n 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 Xn Sn n Xn Sn 0.09145 1.16530 1.25880 1.55800 0.11238 1.5418 0.92880 0.17080 1.19690 1.5453 0.54890 0.15740 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 150 200 250 300 400 500 750 1000 0.5410 0.08640 1.55570 0.19060 1.19530 1.55520 0.55720 0. ­ 41 ­ .9 es de transición.5235 0.16670 1.54930 0.5181 0.55760 0.5220 0.56715 0.4843 0.5442 0.55330 0.54810 0.5353 0.5380 0.55040 0.19940 1.5252 0.17467 1.18730 1.13880 1.56002 0.5362 0.00950 1.55890 0.5320 0.16380 1.55150 0.20320 1.5458 0.14132 1.35980 1.5430 0.5128 0.02057 1.13130 1.17510 1.55380 0.90430 0.06283 1.98330 0.14536 1.5463 0.55270 0.20073 1.03160 1.56561 0.55430 0.18140 1.14990 1.16810 1.12550 1.10040 1.15900 1.55080 0.20649 1.5202 0.56877 0.24778 1.5448 0.5468 0.5268 0.16960 1.5100 0.55180 0.55860 0.5332 0.5283 0.17340 1.09610 1.12847 1.08110 1.5424 0.55010 0.5403 0.5396 0.54854 0.4996 0.19800 1.20440 1.17930 1.19230 1.26506 1.22534 1.17710 1.14360 1.5436 0.10470 1.20200 1.4902 0.55920 0.19382 1.04930 1.54970 0.56993 0.11930 1.96760 0.55208 0.94970 0.55950 0.14800 1.24292 1.5473 0.13390 1.15380 1.
512 21 . log 10 100 ) = 332 .2965 . b = Parámetro dependiente de las características de la muestra.n X Y å i =1 i = n 2 ( xi ) å i .1.1 Y p = 71 + ( 110 log 10 . Yi ) .1 Para calcular los valores de Xi para cada Yi. Nash considera que se puede calcular el valor del evento para un determinado periodo de retorno por la ecuación de forma lineal: Y p = a + b log 10 .1 100 . 529 .. 360 Tr . en mm. el valor mas grande de Yi corresponde al valor uno; al inmediato el dos. 784 mm 100 . Modelo de Nash Este modelo es menos rígido que el de Gumbel pues permite ajustar la distribución de probabilidades por mínimos cuadrados. y el valor Xi. etc. 496 .b X i = n b = ( Xi . e calcula el periodo de retorno y luego se aplica la ecuación anterior. se ordenarán las Yi en forma decreciente asignándoles un número de orden m. Siendo: a = Y . 830 = 1 X = log 10 . 229 = 110 . log 10 Tr 100 = log 10 . log 10 = 2 . 926 .Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO 4.n X 2 = 3 . ­ 42 ­ . log 10 Tr Tr . a. en mm. log 10= Logaritmo en base de 10 Tr = Periodo de retorno de diseño o intervalo de recurrencia de daños.2.12 .1 o también: Y = a + bX Donde: Xp = Precipitación máxima asociada a una probabilidad o periodo de retorno.
å ( Xi ) 2 = 36 ( 21 . 570 .21 . 499 = 312 . 969 .å ( Yi ) 2 = 36 ( 795 . DY = ±2 Syy 1 Syy + ( X . ( 1 . 969 . 441 . 499 ( 4 .1 ) n . en mm al cuadrado. ­ 43 ­ . 825 i =1 i =1 i = n i = n 2 Syy = n å ( Yi ) . 95 ) Siendo: i = n i = n i = n Sxy = n å XiYi . 981 ) 2 2 ( 36 ) ( 36 . ( 1 . 90 ) = 34 . 441 . 86 = = 0 . Sxx = Denominador de la expresión de b. en mm al cuadrado. 71 ) .( 0 . 529 ) . 71 + ( 2 . 570 .R 2 xy ) n ( n . Al valor de Yp se suma y resta el valor de DY obteniendo así los límites de variación de Yp.Syy 312 .2 312 . Rxy = Sxy 34 . 360 . 542 . función de X. 966 . Syy = Semejante a Sxx pero en y Rxy = Coeficiente de correlación lineal en X. 86 i =1 i =1 i =1 Donde: Dxp = Intervalo de confianza en mm.X )( ).21 . 825 ( 3 .Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO Intervalo de confianza.Y. 95 1 3 .7 .1 ) 36 . 969 . 981 Sxx .Y. Si Rxy tiende a la unidad. 82 2 Siendo: i = n i = n 2 Sxx = n å ( Xi ) . 966 . que es una medida del agrupamiento de las parejas de datos Xi y Yi con la curva de ajuste del modelo usado. función de X. Sxy = Numerador de la expresión de b. 95 i =1 i =1 Rxy es un coeficiente de correlación lineal. 597 )( ). es indicativo de que existe una buena correlación.( å Xi )( å Yi ) = 36 . 795 .2 Sxx DY = ±2 3 . 342 . 441 . 90 = 3 .
525 mm 4. Fórmula para la precipitación de diseño Xd = X max + DX = 312 . i = n Cs = Xi 3 å ( X . Levediev recomienda: Cs = 2 Cv para avenidas producidas por deshielo. 098 n 36 Donde: Xd = Precipitación máxima asociada a un periodo de retorno. 098 = 347 . 123 mm DX = ± AErX max 1 ( 0 . para un Tr en m 3 /s DX = intervalo de confianza en m 3 /s X = Gasto medio en m 3 /s i = n Sx Cv = = X Xi 2 ( . ­ 44 ­ .1 ) å X i =1 n = 5 . 259 = 353 . 04 mm Y p min = 332 . 784 .Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO Y p max = 332 . 675 )( 312 . 123 ) =± = 35 .3 Modelo de Levediev. 784 + 20 . Xmax = Precipitación máxima probable. 259 = 312 .1. 792 = 0 . 147 )(0 . Cs = 3 Cv para avenidas producidas por tormentas. 221 mm X max = X ( KCv + 1 ) = 137969 [(3 .20 . Cs =5 Cv para avenidas producidas por tormentas ciclónicas. 401 ) + 1 ] = 312 . 123 + 35 .1 ) i =1 nCv 3 Si n < 40 años. 401 36 K = coeficiente que depende de la probabilidad P. expresada en porcentaje y el coeficiente de asimetría Cs.
es menor el valor del coeficiente. Mientras mayor sea el registro. dependiendo del número de años de registro. No. Si n > 40 años. 9 y 10 Gráficas para el método de Levediev En este caso como n = 36 El cálculo del coeficiente de asimetría se calcula con la siguiente fórmula: Cs = 3Cv Cs = 3Cv = 3 ( 0 . 203 A = Coeficiente que varía de 0. se toma el valor de 0.7 ­ 45 ­ .Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO Fig. 401 ) = 1 .7 a 1.5.
En el anexo no. Tipo C. limos orgánicos e inorgánicos. la longitud de la Corriente Principal así como su pendiente. Sm = 0.541 281.25.47 347.Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO Er.­ Suelos de gravas y arenas de tamaño medio. Generan escurrimiento inferior al medio. limo y arcilla. mezcla de arena y limo.­ Suelos de arenas muy finas.­ Suelos de arenas finas.01 484. Generan escurrimiento superior al medio.180 4.95 346.14 464. limpias y mezclas de ambas. bosques cultivados normal N=60. Se utilizará el cuadro siguiente.36 272.04 278. ­ 46 ­ . arcillas de baja plasticidad. mezclas de arena. se obtienen en la gráfica anterior.71% % El tipo de suelo se determino según la clasificación definida por Bosques naturales muy espesos N=44. 20%. En resumen los resultados obtenidos para cada Estación y según el método estadístico aplicado se presentan en la siguiente tabla: MARTINEZ HUAYACOCOTLA ZILACATIPAN GUMBEL NASH LEVEDIEV PROMEDIO 339.13 485. ANÁLISIS DEL ARROYO I Con apoyo en las cartas topográficas de INEGI. Tipo A. 30%. se determinó el área de la cuenca Ac.2. Para seleccionar el tipo de suelo es necesario apoyarse en las cartas edafológicas y la textura como se muestra en los tipos hidrológicos siguientes. correspondiendo un numero de escurrimiento de orden N = 83.12 353. Estos generan el menor escurrimiento. Tipo B.768 478. Para determinar el número de escurrimiento N se tomarán en cuenta las cartas disponibles de uso del suelo y vegetación de la cuenca.96 km 2 Lc = 6.010 mts.22 295. pastizales bueno N=61. así como las diferentes variables calculadas para cada método aplicado según la metodología descrita. Por lo tanto tenemos que: Ac = 1. 50%. = coeficiente que depende de los valores de Cv y de la probabilidad P. 1 se presentan 2 tablas con los registros pluviales de cada una de las estaciones climatológica Martínez y Zilacatipan.
baja transpiración Normal. se calcula la lluvia máxima puntual con la ecuación: ­ 47 ­ . pobre Curva de nivel.­ Suelos arcillosos de alta plasticidad. transpiración media Espesor. bueno Potrero Normal permanente Superficie Impermeable 45 36 25 72 74 56 46 36 26 15 77 36 60 55 82 84 75 68 60 52 44 86 77 73 70 87 90 86 78 70 62 54 91 83 79 77 89 92 91 84 76 69 61 94 70 67 64 64 62 60 62 60 57 80 77 73 76 74 71 75 72 70 87 83 79 84 82 79 83 81 78 90 87 82 88 85 82 87 84 82 68 49 39 47 25 6 30 79 69 61 67 59 35 58 86 79 74 81 75 70 71 89 84 80 88 83 79 78 100 100 100 100 Se inician los cálculos con un mismo dato en general que es la precipitación promedio en mm y la Desviación Estándar de la muestra. normal Curva de nivel. muy baja transpiración Ralo. Generan el mayor escurrimiento. alta transpiración De tierra Superficie dura Muy ralo. baja transpiración Normal. alta transpiración Muy espeso. transpiración media Espeso. cultivo Cultivos en surco Surcos rectos recto Surco en curva de nivel Terrazas Cereales Surcos rectos Surco en curva de nivel Terrazas Leguminosas Surcos rectos sembradas con Surco en curva de nivel maquinaria o al Terrazas voleo Pastizal Pobre Normal Bueno Curva de nivel.Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO Tipo D. muy alta transpiración sin Surcos rectos Descanso. Tabla para seleccionar el número de escurrimiento N: Uso de la tierra Bosques cultivados Caminos Bosques naturales Condición de la cobertura Tipos de suelo vegetal de la superficie A B C D Ralo. con subhorizontes casi impermeables cerca de la superficie.
­ 48 ­ .77 hrs. 0003245 ç 0 .385 = 1.86 (6.Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO X P = x - S X æ Tr ö ç X n . L = Longitud del colector principal en km.71%)] 0. 385 æ 0 . Tiempo de Concentración (Tc) Es el tiempo que tarda el agua en pasar del punto más alejado hasta la salida de la cuenca Algunos autores han propuesto fórmulas empíricas para determinar de manera aproximada el tiempo de concentración entre las cuales se presentan las siguientes: 1. Donde: Tc = Tiempo de concentración en horas. igual a la relación entre el desnivel DH del punto mas alejado del colector al sitio de estudio en (m) y longitud del colector L del colector en (km). Método Racional Básico.Fórmula de Kirpich: æ L ö ÷ è S ø Tc = 0. 385 = [0. 86 L 2 ö ÷÷ = çç S è ø 0 . 2. log e ÷ = 350 .70 hrs. Cálculo del Tiempo de Concentración. 77 = 0.2. æ 0. 86 L 3 ö ÷÷ Tc = çç D H è ø 0 . 4. S = Pendiente del colector principal expresada al millar.0003245 [(6. Fórmula de Rowe.010)/(0.1 ø Se utilizará el dato de la precipitación promedio en la estimación del gasto máximo ordinario con apoyo de un modelo de lluvia­escurrimiento.1.71% 1/2 )] 0. Se considera la cuenca de una corriente con área (km 2 ) en la que la precipitación de magnitud Xa (mm) que cubre toda la cuenca.010 2 )/(0.log e . Donde: Tc = Tiempo de concentración en horas.77 = 1. 13 mm de la tabla de datos anexo 2 S n è Tr .
Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO L = S = Longitud del colector principal en m. el cual es el recomendado ya que en base a la experiencia se elige el mayor tiempo de concentración. Pendiente del colector principal relación directa.66 hrs. 4.64 ) ] (en cuencas chicas). 3085D H 0 .64 ) ] (en cuencas grandes) ( S 1 / 2 ) Tr = 0 .45 a 0. Longitud del colector principal en m. Resumen de resultados: Rowe 1. 38 Donde: Tc = Tiempo de concentración .66 hrs Se elige como tc= 1. n horas.70 hrs Kirpich 1.50 Cuencas muy grandes con Tc igual o mayor de 48 horas ­ 49 ­ . 00505 [( ( L m) 0. Fórmula de Chow (según cuencas chicas menores a 300 km 2 o cuencas grandes): ( L m) 0.en horas. L = Longitud del colector principal en m. 3. siendo el valor Kirpich el que da valores más confiables. Tabla de valores de e E = 0. S = Desnivel máximo sobre el colector principal. en m. en horas. Pendiente del colector principal en porciento.47 hrs SCS 1.47 hrs para cuencas Cuencas pequeñas. 15 =1. Tiempo de concentración o retraso en cuencas pequeñas. y ( S 1 / 2 ) Tr @ Tc = 0 .77 hrs. Fórmula del Servicio de Conservación del Suelo en EU (SUS): Tc = L 1 . 01 [( De acuerdo a esta cuenca se obtiene Tr= 1.77 hrs Chow 1. Donde: Tr = Tc = Lm = S = Tiempo de retraso.
E = 0.e ) Xmed .00398 Xmed .00398 A2 = ( 2 .62.62) ) = 39. cuenca = ((1 ­ 0.62) )/(1­0.7183) 0. Puntual = Precipitación máxima puntual.60 a 0.77 (1­0.00398 = 348. 7183 ) A 1 = (2. según el intervalo de tc. Con el valor de e = 0.62.70 a 0.55 Cuencas grandes con Tc mayor de 24 horas y menor de 48 horas. El estudio de esta variación tiende a un modelo de la fórmula general siguiente: A1 = ( 0 .62) * 348. K se determina con la ecuación siguiente: Precipitación media de la cuenca Por lo que respecta a la distribución de la lluvia en la cuenca. en mm.60 Cuencas medianas con Tc entre 6 y 24 horas E = 0. puntual / A 2 = 350. se hace el ajuste por área para obtener el valor medio de la cuenca y su distribución en el tiempo.62) 1 .50 a 0.80 Para cuencas muy pequeñas con Tc menor de 1 hora. K se determina con la ecuación siguiente: K = (1 .55 a 0.00398 = 1.508 T 1 -e KT 1 - e Xa = = = (K tc (1­e) )/(1­e) = (39. en mm.95 mm Donde: ­ 50 ­ .cuenca = X max .13/1. Ac = Área de la cuenca en km 2 . existe un punto en la cuenca de valor máximo y a medida de que aumenta la extensión se va reduciendo el valor medio correspondiente a cada área.74)/(24 (1­0.70 Cuencas chicas con Tc entre 6 y 1 hora E = 0. 00284 )( Ac ) 1 / 2 = 0. Una vez determinada la magnitud de la lluvia puntual ponderada.Cuenca = Precipitación media de la cuenca. en este ejemplo e= 0.508 * 1. Xmax.00284(1.Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO E = 0.96) 1/2 = 0. El valor de e se interpola según el intervalo de tc.e Xa = 127.74 mm Donde: Xmed. siempre cuando ocurre una tormenta.
En zonas frías puede ser menor a 0.40) 24) = 1. donde: YE varía con la localidad geográfica de la cuenca.25 a 0. seco.Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO Xa = Precipitación media acumulada en una cuenca en cierto tiempo.10 a 0. donde m es una fracción en decimal de la lluvia que se almacena en depresiones de la superficie y huecos del suelo e interceptada por la cubierta vegetal.00 mm/hr en suelos finos arcilloso y algunos salinos.47 mm Calculamos el coeficiente de escurrimiento Ce1 con el valor de almacenaje en depresiones e intercepciones por la cubierta vegetal en esta cuenca. áridas. tenemos: K´ = ((1 ­0.2125 * 1. saturados.38 + 4. gruesos y profundos. 1. cultivados. vegetación normal.40.91 y Zi = (K’ tc (1­u) )/(1­u) = 4. En este caso se adopta m = 0. en mm. Para calcular la pérdida por evaporación (en mm) se utilizaron los parámetros presentados en el texto de Hidrología Superficial del Ing.0 mm/hr en suelos areno­limoso y 3.89 Xa ­ 51 ­ . saturados y según la rotura del suelo.00 a 2. Ce 1 = ( 1 - ( Y + Z i ) )( 1 .10 desde zonas secas.00 mm/hr en suelos francos (areno­limo­arcilloso). de 2. Aparicio. e = Exponente de la ecuación. De igual manera se calcula la pérdida por infiltración Zi (en mm) con: K´ó Z = ((1­u) 24 )/(24 (1­u) ) .05 a 0. compacto. En términos generales.0 mm/hr o más en suelos arenosos. K = Parámetro de la ecuación de lluvia en el tiempo.95)* (1­0. T = Tiempo en horas de precipitación a partir del origen y en los lapsos 1 y 2.08) = 0.5 a 1. vegetación rala y sin depresiones; 0. se puede considerar: 0. calientes a zonas húmedas calientes.77= 0.m ) = (1­(0.08. Los valores de m varían: 0.10 para suelo compacto. características climáticas y época del año.05 para suelo duro.10.2125. Adoptamos para este caso el valor de 0.38 mm.00 a 3. con algunas depresiones en la superficie; 0.40)*Z))/(24* Z (1­0. Para este caso se aplica el valor de 0.47)/127. Y= YE Tc = 0.94 mm/hora y con distribución exponencial de u= 0.00 a 0.30 o más para suelos labrados.0 a 4. Considerando un índice medio en 24 horas varía desde 0. en mm. se expresa en mm/hora.
5 2 æ 127 .95 mm y N = 83. La fórmula propuesta es la siguiente: 2 æ Xa 508 ö 10 ç + 5 .Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO Precipitación en exceso (Xe) De apoyo a la obtención de los escurrimientos producidos por las tormentas de diseño. 25 El coeficiente de escurrimiento es: Ce2 = Xe =82. las pérdidas se definen como la diferencia del volumen que llovió en la cuenca menos el que se convirtió en escurrimiento directo. se procederá a deducir la precipitación en exceso. 32 10 N Tomando Xa = 127. 08 ÷ 10 83 . 95 508 ö 10 ç + 5 .09/127. Tomando en cuenta en este criterio el número de escurrimiento N se supone que las pérdidas en cada momento son proporcionales a la intensidad de la lluvia. 32 10 83 . Para ello se utilizará el número de escurrimiento N. 25 ø = 82 .95= 0. 76 2 2 donde el valor d=1.20 . Si durante una tormenta se miden simultáneamente la lluvia y el escurrimiento. de acuerdo con las características fisiográficas de la cuenca y su uso del suelo de la cuenca de drenaje. 64 = = 0 . 89 + 0 . 09 mm Xe = è 127 .20 . 95 2032 + .50 según las condiciones de la cuenca es tomado de la siguiente tabla: ­ 52 ­ . 08 ÷ 10 N ø Xe = è Xa 2032 + .64 Xa El coeficiente de escurrimiento se determina como el promedio obtenido en ambos métodos: C = ( Ce 1 + Ce 2 ) 0 .
50 ö æ ( 0 .76. 52 m / seg ÷ç 1 . 77 è 7 . impermeable. Fórmula para calcular el Gasto Máximo Extraordinario: donde. sin zonas de inundación Cuencas pequeñas de escasa vegetación.4 Para cuencas que por las condiciones del cauce y cubierta vegetal es de esperarse un efecto atenuador sobre el pico de la creciente.5 Triángulo Isósceles y Coseno 2. Ac =1. en mm. = ç Donde: d = Parámetro de ajuste de pico Xc = Precipitación en mm. Cuencas en condiciones normales del cauce y cubierta vegetal. C = Coeficiente de escurrimiento A = Área de la cuenca en km 2 Tc = Tiempo de concentración en hrs. 95 ö 3 ÷ = 22 . Parábola 1.77 æ d ö CAX ÷ è 7 . cauce profundo y sin zonas de inundación.96. 96 x 127 . en mm.0 Probabilidad 2. C=0. 2 ø è ø Qmáx . 76 x 1 .Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO Tipo de Curva Valor de d Recomendaciones para su uso. 2 ø T C Qmáx . correspondiente a la tormenta. ­ 53 ­ .95 y Tc =1. Xa = 127. = ç C æ 1 . Donde: Xe = Lámina en exceso o de escurrimiento. N = Número de escurrimiento. Xa = Lámina de precipitación en la cuenca.
tr= 1.47 1/2 ) =2.67) (2.Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO 4.P e Donde: Qp = Gasto pico unitario en m 3 /seg.09 mm El tiempo de retraso (en cuencas pequeñas es aproximadamente igual al tc) tc = 1. qp = Gasto pico de un hidrograma unitario m 3 /seg.94 hrs.59 hrs ­ 54 ­ .6 tc= 1.67tp = (2. físicos y geométricos de la cuenca.47 hrs. es aplicable a una cuenca pequeña en la cual el escurrimiento es sensible a lluvias intensas y de corta duración y donde predominan las características físicas de la cuenca con respecto a las del cauce. Método Racional de Ven Te Chow Este modelo se basa en el concepto del hidrograma unitario sintético.09 hrs.2. Duración del escurrimiento directo (de) de = 2(tc) ½ = 2 (1. La precipitación en exceso Pe = 82.cm Pe = Lluvia en exceso en cm. Chow plantea que el gasto pico del escurrimiento directo de una cuenca por efecto de una lluvia.47 hrs. puede calcularse como el producto de lluvia en exceso por el gasto pico de un hidrograma unitario (m 3 /s cm): Qp = q p .2.6) (1.09) = 5. La cuenca pequeña puede variar desde unos cuantos kilómetros cuadrados de extensión hasta un límite que Chow considera de 250 km 2 .47) =2. el escurrimiento esta gobernado por tres tipos de factores: Climatológicos.47 1/2 + (0. Cálculo del tiempo pico (tp) tp= tc ½ +0. Tiempo base (tb) tb = 2.
Ac= 1.09 mm.47 hrs 2. Donde: A = Pe = Z = Área de la cuenca en km 2 .78 A/d (m 3 /s. Chow considera una lluvia en exceso igual a 1 cm.d 2 . Z. Factor de reducción del Pico.65 0.cm).278 [(82.94) /2.47 hrs 1. el equilibrio de escurrimiento o gasto correspondiente será igual a 2. 6 Tc . se define como factor Z de reducción del pico. o sea.96 km 2 .94 hrs. Es la relación entre el gasto pico de un hidrograma unitario debido a una lluvia de duración dada d y el escurrimiento de equilibrio. El factor Z se puede determinar como una función de relación entre la duración de la tormenta d y el intervalo de tiempo medido del centro de la masa de un bloque de intensidad de lluvia al pico resultante del hidrograma.78 A/d.96 x 0. la relación del gasto pico del hidrógrafo unitario qp a 2.94] = 14.09 x 1. el escurrimiento de la misma intensidad de lluvia pero de duración infinita. 1. Z= 0. Precipitación en exceso. en cuencas grandes ­ 55 ­ .94 hrs Fórmula para calcular el gasto pico (qp ): q p = 2.09 1. Factor de reducción igual a la relación del gasto pico del hidrógrafo unitario al gasto de equilibrio. En d horas y un área de cuenca en km 2 .94 y de =2. 78 A Pe= 82.30 m 3 /seg.94 hrs Qp = 0. Z .Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO Tiempo de Tiempo de retraso tr Tiempo Tiempo de La El factor de concentración (en cuencas pequeñas pico tp duración relación reducción Z tc es igual a tc) de de/tr 2. 78 A . También el Bureau of Reclamation ha propuesto: tr = 0. Pe d e Siendo: Z = q p .
Z = 1 para d/tr = 2. la Z obtenida por Chow. ya que el gasto de pico ocurrirá antes de que termine la lluvia de exceso. para cada duración de tormenta se puede calcular por medio de la relación d/tr. No. Teóricamente tr no puede ser mayor que 2tr. 11 Gráfica de la relación entre z y d/tr ­ 56 ­ . Es decir.Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO Conocido el tr de la cuenca de estudio. Fig. Si d>= 2tr el hidrograma unitario alcanzará y mantendrá un máximo valor.
67 42. con dos opciones en la distribución de la magnitud para cada intervalo. 09 = = 0 .75 . se recomienda dividirlo en 8 intervalos. en mm.50% ­ 0.80% 22. la cual da un hietograma en escala de mayor a menor y otra según la relación con respecto la Xa total.020 ­ 57 ­ 0.00% 4.Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO 4. Cálculo del coeficiente de escurrimiento (C): C = Xe 82. 95 Donde: Xe = lluvia en exceso del intervalo.70% 4.75 3.410 5.880 0. Lluvia en Q (avenida) exceso (mm) (m 3 /seg) 1er intervalo: 2° intervalo 3er intervalo 4° intervalo 5° intervalo 6° intervalo 7° intervalo 8° intervalo Gasto Pico (avenida) 4.610 0.2.520 22.3 Método Hidrograma Triangular Unitario Se parte del conocimiento de la magnitud y distribución de la cuenca en estudio.870 1. Gransky para lluvia de 24 horas y seleccionando el adecuado exponente “e” del tiempo. Lo anterior es muy laborioso y posiblemente la(s) estación(es) con datos no representativos de las condiciones de la cuenca. por lo cual habrá necesidad de hacer el ajuste respectivo. Xa = precipitación acumulada.63 9.160 2.2% 5. Si se cuenta con datos pluviográficos de una serie anual pueden calcularse las máximas lluvias anuales para diferentes duraciones y luego asociarles un periodo de retorno.8% 12.170 8. en mm. una de acuerdo a la ecuación aceptada en la tormenta. ya sea la máxima registrada o la asociada a un periodo de retorno.80% 8. Para el hietograma de la tormenta en el lapso que interesa según el tamaño de la cuenca.910 16.010 16.000 0.2% 37.560 0.E. 64 Xa 127 . En caso de no disponerse de datos pluviográficos se supondrá un tipo de ecuación como la recomendada por Emil Kuishling y C.
75 m 3 /seg 4.556)( 1. en km 2 .75 m 3 /seg ­ 58 ­ . en hrs. A = Área de la cuenca. 5 Tc + Qp = 0 . Tc = Tiempo d concentración.77 hrs 1. Xe = Lluvia en exceso en el intervalo.Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO Las características del hidrograma unitario triangular se determinan mediante las fórmulas siguientes: DT 2 Xe .96)/2. en hrs. A Tp = 0 .77 =0.4 RESULTADOS OBTENIDOS Para el arroyo No.52 m 3 /seg RACIONAL VEN TE CHOW Qobtenido= 17.39 hrs 2. N = Parámetro (se considera igual a 2). en mm. 556 nTp Tb = nTp Donde: Tp = Tiempo pico. Qp = Gasto pico.77 hrs El gasto máximo extraordinario aplicando el Método del Hidrograma Triangular Unitario es 16. Tiempo pico tp = 0.5tc+Dt/2 Tiempo pico tb= 2tp 1. en hrs.40 m 3 /seg HIDROGRAMA TRIANGULAR UNITARIO Qobtenido= 16.2. en hrs. en m 3 /s. 556 A nTp El tiempo de concentración tc = (0. Cálculo del gasto unitario del pico: q p = 0. DT = Intervalo de análisis.39 m 3 /seg. 1 RACIONAL BASICO Qobtenido= 22. Tb = Tiempo base del hidrograma.
3.log e . 0003245 ç ÷ è S ø 0 .385 = 4.050 mts.03 hrs. 30%. 3. por ser el mayor valor. Sm = 4. Fórmula de Chow: ­ 59 ­ .54 hrs. 20%.050)/(0. 2.050 2 )/(4. pastizales bueno N=61. 50%. 1.44% 1/2 )] 0. correspondiendo un numero de escurrimiento de orden N = 83. Fórmula de Rowe: æ 0. 385 = [0. debido a que la obra tendrá un mayor grado de seguridad. resultando más conservador usar este valor.79 km 2 Lc = 16.86 (16. 13 mm de la tabla de datos anexo 1 S n è Tr . X P = x - S X æ Tr ö ç X n .38% % El tipo de suelo se determino según la clasificación definida por Bosques naturales muy espesos N=44. 4.25.38%)] 0.Fórmula de Kirpich: æ L ö Tc = 0. 86 L 2 ö ÷÷ = çç è S ø 0 .77 = 4.3 ANÁLISIS DEL ARROYO II Con los mismos términos antes explicados. tenemos que: Ac = 7. log e ÷ = 350 . es el obtenido con el método Racional Básico. Cálculo del Tiempo de Concentración. 86 L 3 ö ÷÷ Tc = çç è DH ø 0 . 77 = 0. 385 æ 0 .1 Método Racional Básico. bosques cultivados normal N=60.Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO Se concluye que el Gasto Máximo Extraordinario para la obtención del nivel de aguas máximas extraordinarias (NAME) para un periodo de retorno de 100 años.0003245 [(16. 4.1 ø Se utilizará el dato de la precipitación promedio en la estimación del gasto máximo ordinario con apoyo de un modelo de lluvia­escurrimiento.
7183) 0. K se determina con la ecuación siguiente: Precipitación media de la cuenca A1 = ( 0 . K se determina con la ecuación siguiente: K = (1 .00793 A2 = ( 2 .Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO De acuerdo a esta cuenca se obtiene Tr = 3. según el intervalo de tc. 4.0079 Xmed .94 hrs Se elige como tc= 4.00793 = 1. para cuencas Cuencas pequeñas. 7183 ) A 1 = (2.2125 * 4.168 * 4.67.54 hrs Chow 3. según el intervalo de tc. Fórmula del Servicio de Conservación del Suelo en EU (SUS): Tc = L 1.781 mm Y= YE Tc = 0. puntual / A 2 = 350. 00284 )( Ac ) 1 / 2 = 0.cuenca = X max .54 = 0.96 mm.67) 1 . Adoptamos para este caso el valor de 0. 94 hrs. De igual manera se calcula la pérdida por infiltración Zi (en mm) con: ­ 60 ­ . 3085 DH 0 .54 (1­0.2125.13/1.67 )) = 40.67) * 347. 15 ( 16 .36)/(24 (1­0.e Xa = 200. 15 = = 3 . 050 ) 1 . Con el valor de e= 0.00284(7.03 hrs Kirpich 4. el cual es el recomendado. cuenca = ((1 ­ 0.23 hrs.e ) Xmed .168 Xa = T 1 -e KT 1 - e = = (K tc (1­e) )/(1­e) = (10.67) )/(1­0.54 hrs.67.79) 1/2 = 0.23 hrs SCS 3. 38 3085 ( 95 ) 0 .36 mm Con el valor de e= 0.0079 = 347. 38 Resumen de resultados: Rowe 4.
79.5 2 æ 200 .Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO K´ó Z = ((1­u) 24 )/(24 (1­u) ).20 . 08 ÷ 10 N ø Xe = è Xa 2032 + . Ac =7.40) 24) = 1. 26 = = 0 .81.91 y Zi = (K’ tc (1­u) )/(1­u) = 7. Ce 1 = ( 1 - ( Y + Z i ) )( 1 .08. 781 2032 + .50 según las condiciones de la cuenca Fórmulas para calcular el Gasto Máximo Extraordinario: donde.08) = 0. 781 508 ö 10 ç + 5 .781) (1­0.m ) = (1­(0. Para este caso se aplica el valor de 0. C=0. tenemos: K´ = ((1 ­0.781 y Tc =4. 748 Xa 200 .879 Xa La fórmula propuesta es la siguiente: 2 æ Xa 508 ö 10 ç + 5 . 08 ÷ 10 83 . 32 10 N Tomando Xa = 200. 25 ø = 150 .40)*Z))/(24* Z (1­0.94 mm/hora y con distribución exponencial de u= 0. 748 C = 1 = = 0 .40. 32 10 83 .20 . 813 2 2 donde el valor d=1.87)/200. 26 mm Xe = è 200 .96 + 7.781 mm y N = 83. Xa = 200.54 ­ 61 ­ . 781 El coeficiente de escurrimiento se determina como el promedio obtenido en ambos métodos: ( Ce + Ce 2 ) 0 . 879 + 0 .87 mm En este caso se adopta m = 0. 25 El coeficiente de escurrimiento es: Ce2 = Xe 150.
781 ö 3 ÷ç ÷ = 58 .938 0.85) = 12.54 hrs. 78 A ­ 62 ­ . 2 ø T C Qmáx .26 mm tc = 4.67(4. 0.6(4. Pe d e Siendo: Z = q p .26 hrs. tr= 4. 78 A . = ç 4.54 1/2 + 0.6 tc= 4. Duración del escurrimiento directo (de) de = 2(tc) ½ = 2 (4. 54 è 7 .54 1/2 ) = 4. Z . Cálculo del tiempo pico (tp) tp= tc ½ +0.Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO æ d ö CAX ÷ è 7 .26 hrs.96 hrs Tiempo de Tiempo de retraso tr Tiempo Tiempo de La El factor de concentración (en cuencas pequeñas pico tp duración relación reducción Z tc es igual a tc) de de/tr 4.P e La precipitación en exceso Pe = 150. = ç C æ 1 . 50 ö æ (.3. Tiempo base (tb) tb = 2.65 hrs Fórmula para calcular el gasto pico: q p = 2. 79 x 200 .85 hrs.54 hrs 4.54) = 4.85 4.67tp = 2.54 hrs. 81 x 7 .2 Método Racional de Ven Te Chow Qp = q p .54 hrs 4. 2 ø è ø Qmáx . 35 m / seg 4 .d e 2 .
350 2.35 14.33 Tiempo pico tp = 0. 781 Lluvia en Q (avenida) exceso (mm) (m 3 /seg) 1er intervalo: 2° intervalo 3er intervalo 4° intervalo 5° intervalo 6° intervalo 7° intervalo 8° intervalo Gasto Pico (avenida) 4. 26 = = 0 .Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO Pe= 150.80% 8.06] = 49. A Qp = 0 .37 38.85 hrs ­ 63 ­ Tiempo pico tb= 2tp 12.2% 5.83 y de =4.26 m 3 /seg.50% 1. 4.27 69.35 Las características del hidrograma unitario triangular se determinan mediante las fórmulas siguientes: DT Tp = 0 .77 =0.26 hrs qp = 0.730 3.340 11.89 54.79)/2.79 x 0.00% 4.3 Método Hidrograma Triangular Unitario Cálculo del coeficiente de escurrimiento: C = Xe 150.136 54.5tc+Dt/2 4.8% 12. Ac= 7.20 5. 5 Tc + 2 Xe .60 18. 556 nTp Tb = nTp Cálculo del gasto unitario del pico (qp): q p = 0.70% 4.610 8.278 [(150.3.740 1.21 4.54 hrs nTp = 0.26 mm.2% 37.880 29.64) /4. 556 A El tiempo de concentración tc 4. 748 Xa 200 .796 km 2 .96 hrs .018 2.26 x 7.140 2.80% 22.556 (7. Z= 0.
es el que más se apega al comportamiento de los registros reales por lo tanto sus resultados son validos para el calculo del gasto máximo extraordinario. haciendo una comparación se puede observar que el método de Levediev. 1 se presentan los registros de aforo proporcionados. arroyo 2 y río Bobos. ­ 64 ­ .89 En el anexo no. 2 RACIONAL BASICO RACIONAL VEN TE CHOW HIDROGRAMA TRIANGULAR UNITARIO Qobtenido= 58. así como los cálculos efectuados.Capítulo 4 ESTUDIO HIDROLOGICO El gasto máximo extraordinario aplicando el Método del Hidrograma Triangular Unitario es 54. 10. 4. en este caso la obtención del gasto máximo extraordinario para un periodo de retorno de 100 años indicado en las normas vigentes de la COMISION NACIONAL DEL AGUA.4 Resultados Obtenidos Para el Arroyo No. Para elegir que método estadístico más conveniente se procedió a calcular con diferentes periodos de retorno. 50. 20. para su aplicación en el funcionamiento hidráulico del río que se presenta en el siguiente capitulo. resultados y gráficas obtenidas de cada uno de los arroyos.4 Análisis del río Bobos.35 m 3 /seg Se concluye que el Gasto Máximo Extraordinario para la obtención del nivel de aguas máximas extraordinarias (NAME) para un periodo de retorno de 100 años. De esta forma hemos determinado los gastos de diseño del arroyo1. para obras de encauzamiento de corrientes para protección a poblaciones medianas. por ser el mayor valor.35 m 3 /seg 4. es el obtenido con el método Racional Básico.26 m 3 /seg Qobtenido= 54.3. debido a que la obra tendrá un mayor grado de seguridad. 25. 5. resultando más conservador usar este valor. Tr = 100 años Río Bobos LEVEDIEV 5101. En el anexo 2 se presentan diferentes tablas de las operaciones. 100 y 500 años y se graficaron los resultados.35 m 3 /seg Qobtenido= 49. La Sugerencia Técnica nos proporciono gastos de aforo de escurrimiento del río en el periodo de 1952 hasta 1999.
Planos topográficos · · Levantamiento topográfico en el sitio en planta y perfil (configuración de curvas de nivel a cada metro). En el caso de no estar analizando un cauce con las características antes mencionadas se recurre a modelos matemáticos los cuales nos determinan las características del comportamiento de un cauce cuando este tiene características irregulares. Estas secciones deberán cubrir el NAME observado y una extensión a juicio del ingeniero que pueda abarcar el NAME proyectado. Es muy importante mencionar que los ríos son canales naturales de secciones irregulares considerados no prismáticos debido a que no cuentan con una sección transversal y pendiente constantes ya que estas cambian de un punto a otro a lo largo del cauce 5. ubicando estructuras.1 Recomendaciones en la elaboración de un estudio hidráulico: 1. Existen métodos para determinar las características hidráulicas de un cauce como es el caso del método Sección­Pendiente. o bien que sea conocida perfectamente. Análisis de la corriente con la estructura. Secciones batimétricas a cada 20 metros aguas arriba y aguas abajo del sitio de proyecto (cuando menos se requieren 5 secciones). Entradas y salidas conocidas. se mencionará más adelante o bien algún otro modelo matemático que incluya los cambios de dirección y pendiente de la corriente. 2.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO CAPÍTULO 5 ESTUDIO HIDRÁULICO Tiene como objetivo principal determinar a partir de un gasto de diseño el comportamiento hidráulico del cauce mediante la utilización de un modelo matemático. para esto se utiliza el Software de Hec­ Ras diseñado por la armada de los Estados Unidos. método que supera en sus resultados a los obtenidos con el método de Manning. determinando características de las secciones del cauce. ­ 65 ­ . Pendiente del canal. el cual es aplicable a canales cuando tienen características permanentes como son: ü ü ü ü Rugosidad en las paredes. Uniformidad de la sección.
2 Secciones transversales con el nivel de diseño. La integración de las ecuaciones de estos métodos consiste en suponer que el movimiento de un líquido se estudiará como una vena líquida limitada. Si nos basamos en un tramo de un cauce. que se considera representativo para toda la sección y en la misma dirección de la línea de la corriente. Perfil del cauce principal con el nivel obtenido Tabla de resultados con el número de Froude para determinar los sitios con régimen crítico.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO Cálculos que hace el modelo matemático: · · · 5. se dice que el gasto es igual en cada ­ 66 ­ . Para describir los siguientes principios empezaremos diciendo que para el principio de la continuidad se aplicará la Ley de la Conservación de la Energía al volumen de control del cauce. calculado y graficado. en la que las velocidades en cada punto de una sección tendrán un valor medio V.2. Modelo matemático Hec Ras River Análisis System Está basado en los principios básicos de la mecánica del medio continuo que son: v Conservación de la Materia (Principio de la Continuidad) v Segunda Ley de Newton (Impulso y cantidad de movimiento) v Conservación de la Energía El método de análisis para describir el comportamiento de un flujo referido a regiones dentro del mismo.1 Principio de conservación de la materia Nos indica que la masa de agua que entra por un volumen especificado dentro del flujo una parte es la que esta dentro y el resto sale del volumen. teniendo como características del flujo la velocidad y el gasto. está basado en los tres principios anteriores; tiene por nombre Principio de Conservación de la Energía y estudia el flujo con base en el análisis de un volumen de control. 5. encontraremos que por una parte el flujo de la corriente estará delimitado en la parte baja por el terreno y por la parte superior por una superficie libre. Tomando en cuenta que el gasto que circula por un cauce para dos secciones de la línea de corriente en un flujo permanente. presentándose en los puntos de una sección transversal del cauce. en donde la velocidad del agua puede provocar problemas.
de posición.2 Principio de la Conservación de la energía.2. p 1 g = Carga de Presión ­ 67 ­ . y que no es igual al valor medio de la velocidad se tendrá que modificar este valor con el factor de corrección de la energía cinética a determinando así el valor medio de la Velocidad. por lo tanto se cumple con el principio de conservación de la masa mediante la siguiente fórmula: Q = V 1 A 1 = A 2 V 2 5. la suma de cargas de altura. de velocidad y de presión es constante en cualquier sección de líquido. Tomando en cuenta el Teorema de Bernoulli tenemos lo siguiente: Si no hay pérdida de carga entre dos secciones de la circulación de un líquido en régimen permanente.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO una de las secciones. p 1 V 1 2 p 2 V 2 2 z 1 + + = z 2 + + g 2 g g 2 g Debido a que existe una distribución de velocidades en la sección de un cauce. En este principio es fundamental tomar en cuenta las fuerzas que se oponen al movimiento de las partículas. las cuales desarrollan un trabajo mecánico equivalente a la energía disipada al vencer dichas fuerzas. Energía en la sección de un canal: Es la energía por kilogramo de agua utilizada para vencer la fuerza de fricción y que se transforma en energía calorífica no aprovechable en el movimiento. Tomando en cuenta que el factor de corrección de la energía cinética y las pérdidas por fricción tenemos: z 1 + p 1 V 2 p + a 1 1 = z 2 + 2 + a g 2 g g V 2 2 + 2 2 g 2 å hf 1 Descripción de la Ecuación: Z = Medido desde un plano horizontal de referencia se llama Carga de Posición.
Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO a1 V 1 2 = Gradiente de Energía 2 g 2 hf å = Perdida de Carga 1 Analicemos este esquema correspondiente a la ecuación anterior: Energía total de la Sección 2 hf å V 2 a 1 1 2 g 1 Superficie Libre p1 g E1 Línea de Energía Línea de Corriente V2 2 a2 2 g Plantilla Z1 p 2 g E2 Z2 Ilustración No. 2) La línea de cargas piezométricas o gradiente de carga de presión.25 a 2 =0.50 La perdida de carga se calcula con la siguiente fórmula: S f = V 2 n 2 Q 2 n 2 o R 4 / 3 A 2 R 4 / 3 Con el esquema anterior podemos citar los siguientes conceptos: 1) La línea de energía une los puntos que indican en cada sección la energía de la corriente. ­ 68 ­ z+ p por g . 13 Plano de Referencia Valores de coeficientes: a 1 =1. une los puntos que marcan en cada sección la suma de las cargas arriba del plano de referencia.
12 Perfil Hec Ras con contrapendiente. por esa razón cuando se presenta una contrapendiente en un tramo largo. ­ 69 ­ 1000 . 498 496 494 Aquí existe una contrapendiente. pensemos que la masa de agua adquiere energía potencial por las diferencias de nivel. pero con las ecuaciones fundamentales de energía el modelo matemático continúa el flujo.energía Name 500 perfil izq. la cual se va transformando a lo largo de su cauce. der. 4) La pérdida de energía es producida por el efecto de fricción entre las partículas del fluido y las paredes del cauce. observe el salto del agua 492 490 488 0 200 400 600 800 Fig.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO 3) La diferencia de nivel de la línea de energía en dos puntos distintos representa la pérdida de carga o disipación de energía por unidad de peso del líquido fluyente. En términos generales. la masa de agua tiene la energía para vencer esta contrapendiente y continuar su flujo. si la energía es suficiente. siempre y cuando exista la suficiente energía. El método de sección y pendiente no puede aplicarse en estos casos. 1 502 Grad.
ya sea en magnitud o dirección necesita una fuerza para efectuar dicho cambio. Teniendo así que la velocidad en una sección del cauce estará en función del impulso que recibió el agua debido a la fuerza aplicada en su inicio. en consecuencia se forman pequeñas ondulaciones sobre la superficie; si la onda no puede viajar corriente arriba. La velocidad crítica corresponde a aquella en que la masa de líquido tiene cambios de energía específica.2. 5. Por lo anterior.3 Segunda Ley de Newton (impulso y cantidad de movimiento) La variación de la cantidad de movimiento por unidad de tiempo es proporcional a la fuerza que produce dicha variación. es indicación que existen condiciones de flujo crítico. la cantidad de movimiento que actúa en la corriente entre dos secciones cualesquiera.3 Tránsito de la avenida en el cauce Modos de circulación del agua El comportamiento de un líquido que fluye en un canal abierto depende en gran parte de si la velocidad de flujo es mayor o menor que la velocidad crítica.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO 5. puesto que entre más crítica sea la velocidad del fluido. es decir no progresa entonces se conoce como una onda estacionaria. se puede determinar multiplicando la masa del fluido que pasa por una sección por el cambio de la velocidad que hay entre las secciones. cuando una corriente tiene un movimiento constante y sufre un cambio en su velocidad. Velocidad Crítica 1 / 2 Vc = ( gh ) Número de Froude Fr = 1 De lo anterior podemos decir que el Número de Froude crítico inicia en la unidad. La velocidad crítica de la masa líquida esta en función del numero de Froude. mayor el Número de Froude. ­ 70 ­ . Para nuestro caso podemos decir que. la aparición de ondas estacionarias en la superficie de un líquido que fluye. Es importante tomar en cuenta los dos principios anteriores en el que la masa que circula en una sección del cauce es igual a la masa que circula en otra sección del mismo cauce teniendo diferente velocidades entre ellas y considerando que la fuerza de la gravedad ejerce acción sobre la masa de fluido de un cauce al aplicarle una fuerza inicial provocándole un movimiento podemos decir que: En cualquier corriente de fluido con movimiento permanente.
un flujo uniforme a la velocidad crítica. del régimen de flujo. De las diversas condiciones en que fluye un líquido sobre un canal tenemos los siguientes regímenes: Régimen Subcrítico: Este corresponde a una masa líquida que fluye con una velocidad menor que la velocidad crítica. Sin embargo. El valor de la pendiente al cual se logra un flujo crítico se le conoce como pendiente crítica. pero una pendiente pronunciada para otro régimen de flujo. ­ 71 ­ . también se determinará la distancia que existe entre cada una de las secciones en las partes que delimitan el cauce en el hombro izquierdo.4 Alimentación del programa matemático Hec Ras River Análisis System. las cuales estarán referenciadas a un sistema de coordenadas y un eje creado por el programa. derecho y la parte central del mismo.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO De lo anteriormente expuesto tenemos que en un canal abierto largo se puede producir. 5. con esta información el programa logrará hacer la modelación geométrica del cauce en estudio con las características antes mencionadas se modelará el cauce en tres dimensiones. Los parámetros necesarios para elaborar un proyecto en el programa matemático Hec­Ras anteriormente descrito son: Secciones transversales de todo el tramo. debido a que este puede variar de un tramo a otro. El programa puede trabajar con la modelación de varios afluentes que llegan a un cauce y con el cauce mismo a la vez. la pendiente crítica esta en función de la profundidad y en consecuencia. Régimen supercrítico: Este se presenta cuando la velocidad del fluido es mayor que la velocidad crítica. un canal dado puede tener una pendiente suave para un régimen de flujo. una pendiente menor a la pendiente crítica se conoce como pendiente suave; una pendiente mayor que la pendiente crítica es pronunciada. si la pendiente es adecuada. por lo tanto. haciendo un análisis en conjunto como se muestra en la siguiente página. se asignará el coeficiente de rugosidad propuesto por Manning de cada sección en el centro y en las márgenes izquierda y derecha.
arriba Flujo I Flujo VII Flujo II Flujo IV­a Confluencia Flujo IV­b Fig 13 Conjunto modelado por el programa: Fig 14 Modelo del río Bobos en estudio ­ 72 ­ .Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO Fujo VI Flujo V A.
Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO FIG. 15 Gráfica de una sección FIG. 16 Modulo de captura de la geometría de la sección ­ 73 ­ .
= 5. Por esta razón es importante tener un número considerable de secciones transversales. cabe mencionar que si no se conoce el nivel de entrada o salida en la primera o última sección (llamada de control) la condición de frontera (boundary conditions) se deberá especificar como crítica. de esta manera el programa realizará ajustes hasta llegar a mantener un régimen subcrítico. El gasto de diseño a utilizar es el que se obtuvo del estudio hidrológico que para nuestro caso Qdis. sino hasta que el régimen sea subcrítico.101 m 3 /seg. Para este caso en específico y de acuerdo al tipo de obra que se diseñará. FIG. ­ 74 ­ . Otro punto importante en la corrida del modelo es el régimen del flujo que para nuestro caso será régimen subcrítico de acuerdo con lo descrito anteriormente. que corresponde a un tiempo de retorno de 100 años; el programa puede hacer el tránsito de la avenida con diferentes gastos a la vez y determinar así diferentes niveles del espejo del agua. otra alternativa que tiene el programa es determinar el área hidráulica de las secciones y a partir de estas conocer el gasto que podría pasar por ellas. o bien diferentes avenidas. se utilizará el gasto de diseño en el programa para conocer los niveles del agua. El gasto de diseño y el régimen con el cual se va a hacer la corrida del modelo son los elementos principales para efectuar esta parte del proyecto.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO Una vez que el programa ha modelado la geometría del cauce. 17 Módulo para modelar diferentes gastos en diferentes partes del cauce. por esta razón las primeras y últimas secciones estarán calculadas con régimen crítico y sus valores no podrán ser aceptados. se procede a determinar sus características hidráulicas que nos determinarán el comportamiento ante una avenida.
­ 75 ­ . 19 Sección con datos de la corrida del modelo: Datos de salida del proyecto: Uno de los datos más importantes obtenidos de la ejecución del programa es el nivel de aguas máximas extraordinarias (NAME) que es el que ocupamos directamente para hacer el proyecto geométrico de la obra de protección.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO FIG 18 Módulo de condiciones de frontera FIG.
FIG 20 Cálculos hechos por el programa Además de los datos mencionados anteriormente. el programa también calcula otros valores: FIG 21 Módulo para obtener otros valores ­ 76 ­ .Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO Otro de los datos que se utilizan directamente en el diseño es la velocidad que tiene la corriente en cada una de las secciones del tramo en estudio que nos permite determinar la socavación que habrá en las estructuras.
00 0+020.00 37 0+360.5.00 30 0+500.00 15 0+420.00 31 CADENAMIENTO NOMBRE CADENAMIENTO NOMBRE CADENAMIENTO NOMBRE CADENAMIENTO NOMBRE 0+400.00 36 0+380.3 .00 43 0+240.00 11 CADENAMIENTO NOMBRE CADENAMIENTO NOMBRE 0+800.03 (valor obtenido de la tabla de coeficientes de Manning para una “n” en canal de tierra.00 3 2 0+880.00 45 44 0+200.00 0+920.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO 5.00 8 7 0+940. 1000. y considerando los siguientes parámetros: un coeficiente de rugosidad de 0.00 16 0+780.00 48 0+140.00 25 0+600.00 21 0+680.00 0+740.00 33 0+060.00 42 0+260.00 0+440.1 y 0.00 0+860.00 32 0+080. El programa requirió que se nombrara a cada sección transversal por lo que a continuación se describe la nomenclatura utilizada: Nombre de las secciones transversales del río Bobos según el programa Hec­Ras.00 22 0+660.00 29 28 0+520.00 47 0+160.00 41 0+280.00 0+320.00 0+820.00 5 4 0+840. 2000.00 0+540.00 19 18 0+720.00 1 ­ 77 ­ . 1500.5 RESULTADOS OBTENIDOS 5. y gastos de: 800.00 0+960.00 20 0+700.1 Condiciones naturales del río Bobos A continuación se muestra los resultados proporcionados por el programa después de haber capturado la información topográfica las 50 secciones transversales en coordenadas “X” y “Y” del río Bobos en condiciones naturales.00 0+640. con curvas y en régimen lento con poca vegetación) y un coeficiente de contracción y expansión de 0.00 38 0+340.00 0+120.00 24 23 0+620.00 50 49 0+100.00 14 13 0+460.00 35 34 0+040.00 26 0+580.00 10 9 0+900. 2500; para todas las secciones.00 12 0+480.00 6 0+980.00 17 0+760.00 46 0+160.00 0+220.00 40 39 0+300.00 27 0+560. CADENAMIENTO NOMBRE CADENAMIENTO NOMBRE CADENAMIENTO NOMBRE CADENAMIENTO NOMBRE 0+000.
45 3.89 1359. COTA EST FONDO COTA NAME TIRANTE VEL TOTAL RADIO PERIMETRO AREA ESPEJO No.38 6.00 23 493.65 982.10 3.00 12 490.00 1.00 500.32 4.00 5 489.38 0.00 19 493.12 5.38 508.21 6.62 4.50 499.50 971.27 280.99 1204.92 258.97 410.21 3. CAD.69 5.15 7.88 436.16 288.29 4.17 506.65 1006.31 0.29 4.28 4.26 4.68 6.10 301.07 4.79 480.09 396.51 350.16 0.98 1298.00 0.67 0+900.80 3.77 1195.83 3.27 5.00 37 493.50 267.60 501.11 7.90 440.82 7.00 15 491.68 4.48 3.21 1622.95 6.13 283.03 5.18 501.36 387.50 496.96 245.23 0.33 320.22 3.86 500.49 0+040.76 1.27 3.24 5.00 496.56 0.00 50 496.70 1303.12 6.00 9 489.17 5.31 1358.99 393.69 368.66 1476.41 362.00 438.00 44 493.38 4.01 0+760.42 0+020.85 6. AGUA FROUDE m m m m/seg m m m2 m 0+000.66 0+260.57 238.94 501.72 0+980.39 508.00 499.83 3.56 0+280.00 500.00 499.40 5.07 1126.62 322.46 436.39 441.82 266.00 47 494.06 296.40 0+340.53 1905.01 0+180.17 5.19 4.13 274.48 2.00 498.82 416.85 1.35 3.90 0+700.00 40 493.00 0.89 0+680.29 1.63 4.00 495.67 0+860.96 3.00 11 490.50 496.03 3.00 33 493.57 239.00 16 491.41 0.70 3.13 6.00 499.40 5.47 1340.85 3.27 6.00 21 493.46 5.96 6.04 1288.00 499.86 0.00 2 489.69 1237.93 6.49 5.62 1052.60 0+540.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO Rio Bobos.63 5.48 0+320.13 1208.50 499.38 0.63 0+520.42 0+440.92 1939.74 0.00 0.50 3.19 1055.34 294. DE HIDRAU.97 6.01 0+940.35 511.70 362.96 936.14 3.97 6.28 1327.80 0+140.10 7.00 495.79 0+240.00 ­ 78 ­ .68 0+720.74 500.90 0+080.08 1168.14 5.00 6.62 0+560.00 7 489.53 4.34 0+360.45 242.64 0.64 333.24 4.65 6.00 0.32 4.24 0.00 495.07 7.48 5.00 22 493.83 0.32 973.93 0.25 3.33 6.05 248.10 7.01 0+740.00 496.00 8 489.75 3.58 283.00 27 494.91 3.00 500.00 0.17 326.70 0+820.66 0+060.50 498.00 34 493.00 499.00 500.88 1822.25 382.93 0+960.28 2232.38 3.00 35 493.08 501.11 7.27 273.07 2.32 6.45 502.64 260.14 6.84 0+100.00 10 490.52 5.85 0+780.19 2.43 277.75 3.00 1 488.00 49 496.09 465.66 0+600.91 1341.00 0.91 3.12 0.79 1013.34 0+380.89 894.00 28 494.45 0.66 852.78 0.00 48 495.59 459.00 498.83 345.00 3 489.36 386.41 0.20 3.48 298.27 2.87 0.88 501.07 248.49 0+300.00 499.66 1053.00 0.50 0+480.26 2227.90 3.00 43 493.99 3.00 24 493.79 271.93 316.89 0.67 329.02 237.46 0+460.00 25 494.50 500.61 0.69 0.11 3.02 2.23 1.81 322.27 303.79 278.41 494.82 7.95 5.35 6.03 4.39 0.44 440.45 3.83 5.08 246.34 0+420.00 42 493.87 351.52 0+500.18 502.37 259.62 356.00 41 493.98 280.24 3.77 0+640.68 5.73 324.75 5. MOJADO HIDRAU.16 237.00 0.00 0.96 1231.12 6.37 4.99 3.43 1489.97 3.50 499.03 6.04 0.84 384.50 499.95 381.03 4.22 3.79 499.91 2.02 7.32 3.62 501.13 0.41 5.08 7.93 3.81 3.00 20 493.97 4.72 360.07 5.00 495.00 29 493.84 2.47 948.61 0.10 2.58 1.00 38 493. Condiciones Naturales.65 1592.00 45 494.40 6.78 445.81 309.22 502.39 440.00 14 491.98 968.69 4.41 392.14 4.14 1714.44 283.82 7.45 3.29 246.00 0+920.00 26 494.66 1682.79 0+120.32 4.44 385.00 13 490.83 3.02 356.14 380.76 3.00 18 493.01 397.96 3.93 4.02 280.96 3.50 352.43 4.00 496.98 874.00 4 489.17 336.84 3.03 0.00 46 494.00 32 493.85 1684.05 6. Gasto = 5101 m3/seg.12 4.40 383.48 0.68 0+840.01 474.33 1198.19 324.96 856.31 4.90 0+200.39 502.25 345.50 496.00 499.01 349.60 0.37 0.55 355.94 363.50 497.14 1207.80 3.66 0+620.64 0+160.56 257.69 365.00 500.11 2.11 2.50 499.44 4.13 6.50 499.84 6.84 4.74 353.00 31 493.91 5.70 0+800.79 3.48 0.00 36 493.79 6.68 2225.62 0+580.32 7.00 497.00 0.58 1065.
13 0.37 442.95 300.52 4.98 0.00 498.56 4.03 0.58 1227.00 15 491.70 1492.57 4.00 4 489.03 5.36 901.51 626.50 498.79 0+840.66 821.00 0+780.61 5.09 2.11 207.78 171.00 14 491.99 2.77 4.56 833.54 0.08 0.00 493.01 4.10 185.50 494.63 2.59 1.50 498.44 0.00 494.02 0+740.00 496.00 496.22 2.18 500.23 4.33 1.43 284.22 4.70 2.00 498.16 4.24 449.64 0+600.16 1120.56 281.71 477.74 498.01 0+920.66 194.57 4.71 2.63 0.91 221. CAD.46 0+460.27 3.61 1.95 891.29 0+380.68 283.21 219. AGUA FROUDE m m m m/seg m m m2 m 0+000.61 2.97 286.98 0+080.46 4.13 0.46 528.50 498.41 370.10 0.32 562.00 31 493.90 160.35 4.00 27 494.86 1019.99 721.76 692.77 2.77 0+140.68 1.82 5.87 1.50 5.00 494.24 1.03 585.07 2.23 2.18 356.83 1496.00 497.00 25 494.09 262.21 4.62 469.00 22 493.35 620.63 613.88 379.79 222.46 228.91 527.56 2.28 5.00 498.19 2.69 834.00 498.00 40 493.42 316.36 477.97 0+640.33 215.88 283.16 1329.40 0+440.23 368.37 4.50 498.76 0.09 303.18 1.15 334.00 498.90 380.72 255.00 13 490.96 1069.79 498.82 610.20 170.85 281.55 2.09 478.58 5.39 4.11 471. gasto = 2500 m3/seg.77 363.01 5.56 4.35 2.00 28 494.16 410.92 0.50 494.17 1102.56 5.73 1.46 614.00 498.96 174.00 49 496.18 228.52 5.00 23 493.80 4.62 2.66 2.53 0+540.21 675.16 5.24 208.08 499.28 230.42 150.75 2.47 1.04 2.44 4.00 4.03 2.13 4.67 3.00 34 493.43 4.46 366.05 4.76 0+860.00 ­ 79 ­ .28 230.00 0.50 495.45 2.09 2.76 0+100.00 33 493.31 0.50 3.00 3 489.79 2.39 0+020.09 305.85 208.43 321.40 220.04 0.98 0+200.22 4.74 2.37 4.07 3.56 0+560.60 1.67 3.05 186.88 499.70 352.00 18 493.22 2.00 12 490.52 4.41 3.34 2.43 4.84 0+240.96 3.00 10 490.66 348.72 2.93 0.16 0.08 4.00 493.51 0+280.56 4.80 526.60 5.60 1.00 45 494.01 0+180.92 565.24 440.50 494.64 4.48 0+040.99 4.04 0.03 2.98 4.29 366.73 229.00 24 493.00 19 493.63 0+260.03 0.74 0+060.00 5 489.33 0+340.44 3.97 0.59 5.00 0.15 0.00 8 489.82 558.25 350.65 462.98 496.84 4.73 2.47 273.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO Río Bobos. MOJADO HIDRAU.00 41 493.85 809.03 2.00 37 493.00 1 488.38 4.35 2.55 5.00 2.00 44 493.00 21 493.98 4.31 270.61 5.65 0+720.96 285.60 500.73 448.22 2.80 0+900.22 500.00 35 493.14 567.27 1.88 371.40 356.93 382.24 2.50 498.15 5.78 1050.91 210.42 2.09 2.66 0.34 4.59 1468.46 413.00 43 493.86 498.50 498.16 4.00 9 489.28 4.39 2.94 499.00 0+700.33 261.37 257.99 2.49 4.60 5.00 2 489.48 359.88 3.82 3.55 5.31 0.00 498.06 2.00 36 493.67 3.71 398.00 0.00 46 494.27 2.50 0+500.97 160.72 176.56 0+580.00 48 495.00 498.03 2.90 0.91 5.00 42 493.46 2.06 0.31 451.00 11 490.62 215.00 0.00 0.00 26 494.60 297.55 5.00 493.00 16 491.49 4.92 209.41 492.00 7 489.35 225.00 151.59 0+620.00 32 493.70 2.45 0.65 3.87 5.59 549.00 497.73 0+980.53 454.86 953.13 196.97 530.61 0.00 494.44 2.00 47 494.03 611.68 1.91 466.50 358.00 29 493.98 4.52 3.99 596.00 0+940.30 0.01 0+760.97 0+800.98 3.56 5.41 0+320.40 3.30 0+360.75 0+680.49 0+480.00 497.32 400.01 229.84 944.50 496.40 895.46 5.28 1.00 498.00 498.18 499.44 0+300.62 499.00 2.53 0.77 0+120.18 382.41 4.62 4.94 287.79 224.92 0.32 359.37 4.41 335.87 0+820.81 927.29 0+420.00 50 496.19 2.96 1127.04 2.81 2.05 345.87 209.97 0.97 355.53 5.42 4.07 474. DE HIDRAU.38 2. COTA EST FONDO COTA NAME TIRANTE VEL TOTAL RADIO PERIMETRO AREA ESPEJO No.77 195.00 38 493.50 498.30 451.01 0+960.57 0+520.07 0.00 20 493.03 0.84 1. Condiciones naturales.55 194.44 1.66 0+160.00 493.16 459.61 4.70 3.41 0.
42 4.00 498.73 3.76 0.77 0+100.50 496.99 477.79 602.19 5.77 190.40 210.00 38 493.78 226.19 4.12 207.11 365.02 221.57 0+520.87 0+240.92 4.65 304.24 219.21 322.43 405.95 1.00 498.15 506.01 0+080.00 497.50 498.50 493.12 3.17 395.98 4.77 4.30 2.00 498.40 5.51 0+500.58 3.50 493.01 218.41 492.27 168.32 178.18 499. Condiciones naturales.15 3.05 4.50 498.00 50 496.61 2.07 328.00 7 489.00 20 493.60 499.50 495.41 0.45 0.48 319.00 12 490.26 2.01 442.96 1.41 566.50 498.23 1.84 0+060.15 5.57 0.99 3.40 0+440.58 378.00 0+740.14 359.67 2.52 197.00 497.22 5.41 4.09 2.94 355.00 497.00 49 496.77 487.00 498.01 0+700.05 226.14 2.57 1.00 493.38 0+020.73 3.70 180.01 252.44 167.38 347.00 494.21 1.00 0+780.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO Río Bobos.96 184.11 1.95 0.00 497.66 408.49 203.40 0.14 0.88 3.40 2.37 2.95 509.21 190.35 2.28 0+380.51 2.82 460.02 444.00 22 493.36 166.01 0+800.52 0+540.63 0+260.80 4.56 1326.46 2.61 0.00 3 489.05 395.45 431.08 498.00 48 495.82 185. DE HIDRAU.65 186.34 2.51 0+480.74 474. COTA EST FONDO COTA NAME TIRANTE VEL TOTAL RADIO PERIMETRO AREA ESPEJO No.99 1.28 1.58 1.22 1.48 2.56 364.58 4.87 3.10 363.74 497.30 521.00 14 491. gasto = 2000 m3/seg.65 693.00 495.00 45 494.00 43 493.98 541.09 197.90 4.86 3.98 444.07 2.13 459.00 492.18 4.81 2.17 4.63 4. CAD. MOJADO HIDRAU.55 2.58 153.93 0.00 26 494.00 25 494.66 410.72 507.53 2.30 2.93 4.91 3.92 3.64 2.56 1179.83 5.46 3.17 442.58 198.08 0.81 262.50 440.82 688.27 356.56 0.14 414.00 0+940.18 499.59 0+620.98 2.00 1 488.60 465.59 2.82 0.08 377.92 3.97 4.70 770.50 497.00 176.47 166.68 0+600.39 509.00 498.00 0.56 203.96 275.26 957.64 4.47 0+460.00 35 493.81 2.42 210.00 4 489.13 303.97 397.00 0.98 169.40 442.35 0.91 4.89 268.62 498.94 1.70 170.00 37 493.97 4.73 4.00 33 493.01 221.86 979.00 46 494.16 2.83 2.86 152.11 418.05 0.88 498.83 3.61 0.97 0+760.00 0.03 3.00 23 493.02 4.00 492.22 1.48 163.00 496.73 0+980.79 346.05 266.00 0.11 4.13 0.68 0+720.19 2.93 2.92 4.71 0+160.86 498.00 27 494.15 4.59 459.25 767.00 41 493.98 422.64 771.54 1.59 2.16 0.59 513.94 2.30 145.92 0+640.50 497.08 669.28 264.32 2.00 497.33 370.41 1323. AGUA FROUDE m m m m/seg m m m2 m 0+000.44 0.12 4.42 167.74 2.93 2.00 498.10 3.00 42 493.28 0.00 493.63 2.69 2.04 2.50 498.41 2.14 0.72 0.25 3.70 2.33 417.00 2 489.07 4.17 198.00 13 490.98 0+200.77 0.28 0+420.70 0+680.50 2.22 407.00 40 493.80 0+120.78 316.98 5.32 348.04 886.00 34 493.93 807.00 0+820.63 1.00 16 491.67 343.65 146.62 4.69 1.43 1.95 2.70 363.00 493.73 2.83 2.00 21 493.00 497.99 4.00 28 494.22 500.84 1058.30 2.94 498.56 0+560.51 439.91 1.87 2.00 32 493.98 3.85 372.23 0.00 ­ 80 ­ .23 5.00 31 493.51 2.80 0+860.10 329.97 3.35 387.00 8 489.80 0+140.41 448.15 4.28 0+360.28 4.49 4.00 0.50 497.14 251.00 498.00 24 493.21 179.73 4.27 4.19 404.69 1.24 4.02 2.91 1304.00 0+180.44 0.01 0+920.89 2.79 497.68 712.21 5.52 0.89 2.00 19 493.31 0+340.57 0+580.12 807.48 2.01 228.12 868.87 4.90 2.98 0.53 3.40 0+320.40 0.20 948.24 3.74 4.99 4.00 11 490.50 226.27 2.27 1.00 44 493.00 492.86 275.01 0+960.40 345.22 5.11 2.57 207.91 932.92 828.00 10 490.94 346.99 320.26 1.00 5 489.04 0.98 444.00 18 493.00 9 489.00 29 493.16 357.41 169.25 4.61 2.20 0.29 461.71 4.10 413.16 162.03 0.50 493.38 4.84 0+900.91 2.13 4.48 187.00 15 491.38 4.87 0+840.63 2.05 2.28 1.90 2.93 2.00 47 494.50 0+280.43 0+300.48 0+040.00 36 493.41 4.
60 247.62 4.63 435.23 1.68 155.00 13 490.45 344.22 499.23 331.00 12 490.06 674.01 0+060.58 829.72 410.17 563.03 139.08 158.35 440.21 162.00 315.20 376.29 0+340.67 1.96 0.32 1.94 177.05 429.27 3.97 1.13 415.38 0.69 0.50 495.50 497.00 493.67 3.28 1.74 497.00 497.52 2.17 4.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO Río Bobos.26 3.73 0.80 1.17 4.01 328.57 3.26 0+420.13 0.03 163.17 3.76 4.50 493.24 156.64 4.60 498.00 4 489.00 497.65 4.66 0.32 168.25 140.61 3.81 356.00 28 494.42 394.14 375.58 0.79 497.48 2.28 1.33 0.58 1.43 3.68 0+680. AGUA FROUDE m m m m/seg m m m2 m 0+000.68 248.66 1.81 1.68 317.01 0+080.00 3 489.37 3.85 1.76 3.17 171.28 167.03 240.43 3.64 316.94 0+200.00 497.87 185.62 460.33 3.57 395.31 2.11 316.47 1.04 161.00 35 493.79 4.80 4.67 4.61 2.01 0+740.73 325.00 0+700.00 496.83 0+720.60 2.99 0.52 263.00 0+760.30 415.24 3.11 228.45 1.82 433.43 2.81 1.89 347.00 1 488.81 4.53 2.25 3.48 0+040.69 3.00 5 489.00 16 491.00 180.52 0.91 2.62 175.93 0.00 42 493.51 4.71 229.78 4.85 607.89 330.00 492.00 497.76 0.18 2.07 4.83 2.33 1.51 4.21 2.52 1.22 304.17 3.38 359.85 0+240.85 358.01 0+920.46 180.00 38 493.25 657.62 1.00 22 493.22 2.51 3.84 191.63 435.81 0+120.72 157.19 4.00 9 489.89 0+800.24 191.18 189.19 1.76 0.73 1.79 1.27 2.32 3.84 0.93 0+640.77 359.50 493.17 0.28 153.88 498.00 49 496.56 0+480.02 1142.10 419.64 3.37 0.00 47 494.86 308.94 498.39 0+320.50 2.29 4.00 21 493. DE HIDRAU.59 0+520.17 2.82 394.74 4.43 372.23 684.51 347.08 0.46 343.21 144.48 3.00 492.00 11 490.50 497.90 4.00 40 493.63 3.26 0+360.00 31 493.00 496.00 497.81 2.58 3.00 36 493.00 33 493.00 0+180.00 0.27 158.33 2.26 1.00 43 493.01 0.17 2.30 3.57 303.77 345.69 324.76 351.00 48 495.07 689.74 0+980.64 0+260.79 2.01 ­ 81 ­ .57 241.54 2.00 497.01 0+960.73 0.78 1.73 151.00 492.58 0+560.45 3.00 7 489.00 497.75 3.00 497.50 0+460.37 0+020.84 2.04 572.22 4.00 497.00 25 494.43 1.94 0. gasto = 1500 m3/seg.36 194.97 1.36 815.57 2.02 1131.25 326.00 493.81 196.28 388.13 786.00 492.69 358.05 1.52 325.88 461.29 443.81 3.74 0+160.63 0.25 354.12 3.57 2.26 0+380.26 190.75 2.33 4.50 497.00 46 494.62 1.21 345. MOJADO HIDRAU.49 746.85 154.88 0+900.43 1.10 4.62 498.60 0+580.05 2.50 497.95 176.31 135.71 0.76 352.00 45 494.16 2.70 0+100.75 459.50 497.18 498.61 0+620.00 497.18 160.28 360.41 0+300.53 3.99 0+840.30 4.51 1.00 0+780.35 143.64 2.69 349.56 441.76 4.50 497.71 2.00 19 493.17 2.69 0.81 1.00 29 493.71 417.00 344.00 14 491.30 169.55 319.67 265.00 8 489.00 20 493.11 183.02 243.75 4.19 359.53 0+540.00 497.08 498.31 2.99 0. CAD.83 3.01 0+940.47 1015.12 154.18 1.71 4.03 0.06 1144.54 0+500.69 3.20 134.44 4.00 44 493.01 241.87 2.54 418.00 15 491.71 4.80 4.50 494.21 1.36 1.34 0.86 2.93 2.05 0.14 688.69 0+600.57 2.76 4.17 2.35 3. Condiciones naturales.77 4.51 534.30 2.00 26 494.18 499.00 495.98 458.80 0+140.52 0.00 10 490.41 491.00 34 493.16 0.00 37 493.00 24 493.14 0.00 18 493.86 497.35 1.06 378.40 0+440.61 2.07 4.00 41 493.15 151.64 3.69 4.36 391.01 866.55 3.94 4.02 2.52 160.00 0+820.46 612.00 493.38 3.38 176. COTA EST FONDO COTA NAME TIRANTE VEL TOTAL RADIO PERIMETRO AREA ESPEJO No.50 497.87 0+860.00 32 493.50 493.01 1.81 1.80 1.56 342.00 23 493.28 1.30 616.04 318.01 433.45 0.49 0.38 1.00 2 489.65 3.43 1.66 313.62 168.81 305.87 3.81 4.81 3.80 170.61 0.10 3.66 412.82 2.62 162.00 50 496.49 0+280.00 27 494.35 4.00 495.28 491.
54 0+060.11 4.80 652.75 0+740.89 161.67 0+160.98 236.05 115. Condiciones naturales.50 493.50 489.71 148.00 48 495.16 0+920.50 489.06 1.50 2.72 239.00 494.18 432.60 495.00 21 493.43 3.86 168.87 1.79 164.74 493.93 147.86 392.66 0+560.76 355.21 2.50 492.57 522.19 437.62 941.00 493.57 109.55 4.12 393.27 1.49 2.00 28 494.61 3.34 4.09 291.95 0+100.01 141.76 4.18 494.00 493.77 236.47 114.06 2.00 489.27 305.13 4.26 3.00 497.00 491.00 491.00 493.00 12 490.00 20 493.09 1.94 2.60 0+440.18 497.34 3.00 497.67 4.50 493.11 410.91 1.00 497.12 0+720.99 312.00 16 491.45 457.00 491.50 3.56 4.00 11 490.00 496.34 3.00 489.88 414.76 146.23 0+620.00 8 489.26 3.31 2.79 497.01 318.75 3.52 0+300.49 235.14 4.03 3.86 497.86 313.68 3.37 201.69 142.00 43 493.50 496.93 3.00 2 489.26 415.77 133.00 33 493.00 47 494.00 27 494.50 497.12 146.22 0+820.52 316.38 0+120.27 134.08 494.81 1.18 432.22 299.78 132.71 2.00 497.20 0+960.83 1.03 3.47 443.60 1.43 4.61 2.42 1.00 46 494.38 350.27 3.30 0+180.71 299.89 133.34 1.85 3.34 4.69 144.00 42 493.24 1.00 1 488.00 13 490.90 ­ 82 ­ .22 499.97 237.33 1.00 3.72 214.00 493.44 183.94 306.19 1.65 149.00 26 494.09 1.00 491.06 2.33 1.53 0+140.26 4.58 349.79 493.73 323.00 493.72 1.71 0+540.75 431.64 320.30 436.43 2.81 265.48 327.32 228.00 489.01 485.00 494.00 493.74 497.00 497.65 0+500.50 491.00 22 493.74 1.27 1.03 3.99 259.11 135.69 143.27 1.29 183.41 0+340.08 0+480.77 2.00 32 493.82 1.93 3.00 2.07 2.94 0+780.63 284.20 237.94 2.14 1.93 0+640.00 496.00 50 496.57 937. MOJADO HIDRAU.21 331.00 493.23 1.51 1.86 493.61 0+200. gasto = 1000 m3/seg.96 1.02 270.66 147.61 2.00 35 493.00 497.86 262.85 0+420.56 292.55 3.72 0+900.15 374.06 2.34 1.43 2.86 0+380.75 374.41 491.26 0+860.19 1.52 3.08 2.18 1.86 241.14 0+760.00 490.37 1.36 146.20 483.50 496.84 0+700.83 168.00 37 493.00 38 493.21 1.70 369.05 3.61 3.13 3.00 25 494.75 442.50 492.00 10 490.94 2.00 496.34 1.27 2.00 497.07 4.01 110.20 243.07 1.37 1.59 244.27 3.18 498.26 640.94 497.51 265.67 0+980.03 2.19 0+580.00 9 489.00 494.48 0+680.54 368.97 141.85 165.71 4.50 494.63 1.00 29 493.00 24 493.32 0+940.50 493.47 146.00 49 496.19 1.53 0+240.44 0+800. CAD.52 1.19 0+520.62 497.85 0+080.02 1.03 832.12 624.77 0+360.33 4.94 657.12 0+320.00 493.98 132.38 0+600.50 3.76 1.00 496.57 340.82 285.94 222.28 324.60 3.00 491.00 36 493.13 3.43 431.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO Río Bobos.36 244.88 493.89 3.00 492.79 412.10 510.20 2.03 2.00 31 493.39 317.41 135.14 3.43 183.00 18 493.00 493.00 15 491.52 415.00 4 489.81 1.51 2.22 1.33 4.94 493.65 116.76 0+280.00 19 493.19 200.26 4.75 136.00 7 489.00 14 491.50 492.77 315.56 410.22 246.00 494. AGUA FROUDE m m m m/seg m m m2 m 0+000.00 494.62 3.36 271.00 489.22 496.71 3.93 0+020.66 327.34 4.31 321. DE HIDRAU.50 493.36 535.41 488.00 40 493.00 493.50 490.29 3.91 147. COTA EST FONDO COTA NAME TIRANTE VEL TOTAL RADIO PERIMETRO AREA ESPEJO No.00 34 493.50 497.68 3.14 3.77 1.60 498.12 244.55 421.71 3.50 493.07 161.18 496.50 495.70 1.94 1.77 134.55 266.95 117.42 133.33 3.79 354.20 145.99 0+260.55 2.20 2.61 147.61 3.88 497.86 1.76 3.26 3.77 133.08 497.50 496.26 2.00 496.35 2.94 142.85 339.07 325.56 2.73 3.19 0+840.68 0+460.63 457.18 183.50 497.53 133.00 23 493.24 3.50 497.62 494.75 213.07 3.00 494.07 440.41 1.64 943.53 1.00 41 493.15 147.00 490.00 490.54 253.59 275.00 3 489.00 497.32 3.06 3.00 493.12 3.50 493.00 5 489.04 0+040.61 3.50 493.13 1.05 1.00 45 494.00 44 493.50 489.00 493.
18 205.51 1.00 31 493.62 0+620.10 319.74 497.29 0.88 497.10 0.18 1.91 1.32 1.55 353.50 496.87 2.50 492.37 121.16 0.87 3.21 378.34 3.53 418.95 2.00 491.94 355.68 143.87 130.00 9 489.98 290.88 130.00 50 496.96 110.00 48 495.67 0+200.09 3.56 0.68 427.82 3.75 244.36 387.34 2.08 1.77 542.00 0+080.32 1.63 1.00 496.77 0+600.83 0+780.41 1.00 41 493.00 492.57 135.00 2 489.50 319.67 1.67 139.06 288.14 461.38 0+300.00 493.02 1.50 497. MOJADO HIDRAU.89 1.00 0+760.47 1.00 491.63 230.76 3.77 1.00 12 490.26 348.71 1.86 4.20 0.53 0+540.86 496.02 395.03 130.22 498.10 4.46 0.00 1 488.50 497.00 43 493.51 136.71 431.17 3.10 1.90 1.73 1.00 11 490.00 495.00 23 493.14 0.59 0+100.32 3.56 1.01 0+840.94 497. EST COTA FONDO COTA NAME TIRANTE VEL TOTAL RADIO PERIMETRO AREA HIDRAU.00 497.91 95.67 103.50 0.24 287.01 0+700.25 0+340.18 498.18 497.44 1.83 4.00 26 494.70 2.00 20 493.90 0+180.62 2.95 1.30 3.92 217.31 3.54 353.91 1.75 2.00 0+900.41 0+440.46 144.83 94.50 493.01 0+960.12 378.50 492.06 253.94 0.28 1.88 1.66 204.42 129.17 272.40 276.11 0.41 490.97 0.81 2.74 2.48 1.18 314.98 201.00 496.57 109.00 34 493.55 130.00 36 493.23 322.00 4 489.74 0+240.00 0+640.50 1.89 206.08 497.75 0.95 2.08 3.83 0+160.90 2.65 0+560.60 1.96 3.12 199.35 240.01 0+740.00 8 489. CAD.22 0+420.48 1.85 290.00 25 494.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO Río Bobos.27 0.53 0.95 431.66 0+680.01 3.70 2.00 27 494.01 0+060.06 4.68 1.11 4.40 291.00 44 493.27 244.95 1.40 320.95 1.23 0.00 497.94 0.40 0.69 0+260.90 1.50 497.66 138.27 0.99 3.92 2.37 2.40 3.10 4.00 16 491.24 408.67 129.07 122.39 0.26 1.95 278.24 2.74 228.10 4. gasto = 800 m3/seg.48 139.16 321.96 1.81 103.22 291.50 497.01 0+940.00 35 493.07 2.22 1.61 133.33 0.80 1.63 3.96 187.68 3.79 1.00 497.00 46 494.04 0.49 299.86 2.01 271.45 2.52 0.50 496.74 2.29 428.87 371.77 0.45 3.81 546.34 3.06 1.43 202.40 1.40 230.00 3 489.58 160.91 1.00 2.95 0.45 1.51 373.37 338.90 2.00 493.10 3.84 139.72 315.94 0.07 134.72 2.22 189.56 0+520.58 0+500.01 ­ 83 ­ .00 491.01 0.28 126.86 426.11 1.61 1.10 3.61 1.25 125.82 0.29 3.83 337.44 181.68 1.25 0.95 1.59 3.00 33 493.79 497.47 0+280.00 21 493.65 3.59 188.00 24 493.09 2.04 128.33 2.00 49 496.36 0+020.13 182.35 0.50 278.67 414.19 3.70 128.11 4.00 14 491.54 130.53 133.71 551.63 275.00 38 493.80 0+980.81 3.64 93.12 3.63 122.08 199.16 1.90 391.63 0+800.57 3.00 491.21 0+360.94 372.75 840.50 494.41 2.73 0+580.25 1.77 162.09 287.50 492.00 10 490.39 1.03 1.60 124.01 1.06 3.76 842.33 133.00 496.34 2.19 0.00 19 493.50 1.46 1.78 243.32 2.01 0+820.66 1.24 3.03 1.22 0+380. ESPEJO AGUA m m m m/seg m m m2 m No.96 2.95 431.00 494.00 32 493.00 37 493.59 128.38 1.56 0.36 0+320.63 147.26 1.89 743.00 496.81 2.00 496.16 344.21 4.56 431.56 0+460.93 1.71 3.13 202.00 47 494. Condiciones naturales.02 1.91 233.26 4.23 3.76 0+120.26 229.43 573.27 1.45 1.65 278.56 129.00 496.62 0. DE FROUDE 0+000.51 159.00 15 491.02 0+920.51 205.45 210.99 0.13 2.89 352.00 28 494.45 2.00 45 494.34 2.00 42 493.00 492.62 497.00 22 493.90 3.73 139.42 1.96 1.56 129.00 13 490.38 3.64 391.40 246.07 138.79 2.17 2.00 497.00 29 493.53 374.62 147.51 206.10 0.00 5 489.87 1.50 496.00 40 493.53 218.50 0+040.76 1.65 2.84 312.00 18 493.00 496.00 3.60 497.86 0+140.47 0.92 95.00 7 489.41 0.00 497.76 0+480.96 1.13 3.06 3.23 244.56 2.45 2.84 0+860.00 162.84 840.75 2.03 414.64 202.01 0+720.
101 m3/seg asociado a un periodo de retorno de 100 años.00 0+300. Se propone una platilla de 40 m.3 respectivamente.4 años. en el plano del proyecto final.00 0+200.03 y coeficientes de contracción y expansión de 0. la capacidad del río en condiciones naturales es de 800 m3/seg que corresponde a un periodo de retorno de 1. además de una bifurcación del río por una islote desde el km 0+200 al 0+940 que reduce significativamente la capacidad hidráulica del cauce.00 0+760.00 0. desde el km 0+000 al 0+980.5. 5.00536364 0+300. y pendientes que a continuación se detallan: Del cadenamiento al cadenamiento Pendiente Rectificada 0+000.00 0+980.00 0.00 0+080. Se puede observar el perfil del gasto de 800 m3/seg.00476190 0+720.02500000 0+760.00 0.1 y 0.00 0. A continuación se muestran los resultados obtenidos: ­ 84 ­ .2 Alternativa de solución para el río Bobos Analizando el perfil del fondo del río Bobos se puede observar que del km 0+300 al 0+720 existe en el fondo una gran cantidad de azolve.00 0.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO Del análisis de los resultados proporcionados por el programa. a régimen mixto y un gasto de 5.00741364 Coeficiente “n” de Manning de 0.02500000 0+080.
22 500.16 330.90 413.15 495.92 1.97 3.74 496.60 20 0+600.77 369.82 7.23 474.23 846.63 7.66 18 0+640.54 5.00 0.01 42 0+160.86 3.23 1395.90 0.84 6.96 6.00 492. COTA COTA FONDO NAME TIRANTE VEL TOTAL m m m/seg M m m2 m 502.34 995.44 3.45 496.32 6.79 3.31 363.54 6.22 0.04 2.00 491.85 507.29 0.37 499.00 0. evitando así que se inunde la zona urbana.54 4.79 352.97 4.95 3.101 m3/seg. Gasto = 5.38 6.00 493.57 238.17 5.92 343.19 6.42 498.58 499.72 0.81 0.98 38 0+240.65 494.81 3. Las velocidades resultan por arriba de los 2 m 3 /seg lo que podría erosionar el bordo por lo que se recomienda su revestimiento con enrrocamiento o geo­malla sintética inyectada con mortero.94 14 0+720.11 324.29 1.67 6.40 255.27 6.88 870.00 491.75 499.67 3.93 3.19 2.28 387.00 1693.00 494.53 316.28 349.37 3. m 50 0+000.27 5.32 6.34 426.82 383.12 3.69 229.67 229.20 4.92 346.40 31 0+380.47 232.48 32 0+360.96 294.00 488. ­ 85 ­ .94 36 0+280.61 34 0+320.00 495.00 492.25 6.71 6.41 494.78 16 0+680.18 499.00 489.68 4.62 22 0+560.31 345.49 26 0+480.46 0.96 4.00 491.98 3.00 488.95 1846.00 0.36 6.85 1.25 291.93 234.49 1.49 899.00 490.00 492.99 498.71 362.18 5.00 491.78 421.87 6.21 288.52 0.18 0.38 1.61 236.93 0.69 1214.80 382.88 2.67 1123.73 8 0+840.00 489.75 416.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO Río Bobos.22 46 0+080.41 0.11 6.44 28 0+440.79 499.74 1272.74 1337.72 1 0+980.27 3.85 10 0+800.22 48 0+040.58 5.00 492.54 6.67 982.77 6.53 1659.05 3.25 5.00 488.61 3.86 1954.66 499.85 495.17 335.00 493.36 498.59 410.00 491.70 6 0+880.02 3.76 226.00 0.38 0.58 316.58 481.65 1725.39 6.01 3.90 4.90 0.67 2.74 493.96 3.53 24 0+520.00 491.00 493.90 842.00 497.57 359.00 3.83 1561.28 5.49 488.21 6.37 0.00 EST.43 501.18 4.01 4.61 498.03 278.00 44 RADIO PERIMETRO AREA HIDRAU.87 254.06 417.16 283.92 1.07 5.86 1395.00 492.80 498. Así pues la cantidad por excavar producto del desazolve del fondo del cauce seria utilizada en la formación de los bordos de protección reduciendo el costo y haciendo más factible su construcción.45 0.95 1.62 234.00 2 0+960.57 502.79 1064.00 0+120.65 4.34 275.01 500. MOJADO HIDRAU. DE FROUDE Como se puede observar en el perfil del plano del proyecto final; los tirantes sobrepasan la margen izquierda del km 0+320 al 0+640 por lo que se propone un bordo cerrando la depresión topográfica que en este tramo presenta el río.93 5.61 0.94 499.00 496. ESPEJO AGUA No.40 264.23 497.01 40 0+200.25 6.65 3.56 495. Plantilla 40 m.90 345.92 1167.66 319.00 4 0+920.86 853.54 240.45 4.57 5.90 850.16 5.37 3.86 852.36 267.16 1168.76 3.68 6.85 3.00 496.17 5.00 489.00 12 0+760.12 6.07 1011.70 2.76 227.02 3. CAD.66 3.84 1146.42 6.57 6.45 3.12 2.00 493.61 386.15 499.
00 12 11 0+120.00 7 0+020.3 Resultados Análisis Hidrológico Arroyo 1 y 2 5.1.5. a régimen subcritico.00 6 5 0+360.00 0+380. ambos asociados a un periodo de retorno de 100 años.35 m 3 /seg y para el tramo aguas debajo de la confluencia de ambos arroyos un gasto de 63 m 3 /seg.5. Análisis del arroyo 2 El estudio hidráulico del arroyo 2.00 1 Para su análisis se tomaron las siguientes consideraciones: Coeficiente “n” de Manning de 0.00 10 0+080. FIG 22 Y 23 Esquema modelado del arroyo 2 y gastos asociados a cada tramo del arroyo ­ 86 ­ .00 0+220.00 16 0+200.03 y coeficientes de contracción y expansión de 0.00 3 0+320.00 18 17 0+280. se hizo a lo largo de 400 mts: que inician aguas arriba hasta su confluencia con el rió Bobos.3 respectivamente.00 15 0+180.3.00 9 0+060.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO 5. Se capturo la información topográfica de las 18 secciones transversales en coordenadas “X” y “Y”.00 2 0+300.1 y 0.00 13 0+140. calculándose para aguas arriba antes de la confluencia con el arroyo 1.00 0+100.00 8 0+040.00 14 0+160. las cuales fueron nombradas en el programa Hec­Ras como a continuación se menciona: CADENAMIENTO NOMBRE CADENAMIENTO NOMBRE CADENAMIENTO NOMBRE 0+400.00 4 0+340. un gasto de 58.
95 494.77 1.35 90.86 1.98 0.56 35.78 1. de esta forma no se propone efectuar ningún tipo de obra dejándolo en su condición natural.73 40.09 0.84 1.40 494.00 63.70 494.00 58.57 101.94 73.61 2.50 142. FROUDE Analizando los resultados arrojados por el programa se puede observar que no existirán problemas de inundación por la margen derecha que limita con la localidad de Javier Rojo Gómez.70 40.46 59.91 0.00 0.30 494.00 63.63 1.00 0.02 37.28 1.73 0.64 38.53 494.68 87.00 58.31 8 0+160.18 4 0+080.29 3.11 1.77 0.19 0.86 0.96 72.20 7 0+140.62 0.00 490.44 6 0+120.00 0.56 0.00 63.60 494.31 40.64 2.58 1.84 123.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO Otra consideración importante fue el hecho de tomar en cuenta la altura del nivel del agua que se presenta en la confluencia del arroyo 2 con en el río Bobos para un periodo de retorno de 100 años.90 0.48 27.01 49.12 30.50 2.30 3.13 0.40 2.00 492.51 60.98 0.00 63. CAD. por tal motivo no se revisaran sus condiciones estables.87 50.74 2.46 0.07 23.71 24.48 1.13 495.58 0.54 3.37 42.90 493.82 1.26 9 0+180.80 494.00 63.50 48.96 38.00 63. de esta manera sabemos que en la confluencia del río Bobos (km 0+980) con el arroyo 2 se cuenta con una altura del name de 494.40 35.75 494.00 491.00 63.00 63.00 0.35 15 0+340.00 63.64 58.16 2.00 491.77 66.00 491.00 491.15 492.12 35.30 34.49 0.72 1.35 491.35 494.10 2 0+040.14 10 0+200.91 41.90 13 0+300.00 0.00 58.95 16 0+360.51 3.12 GASTO COTA FONDO EST.15 1 0+020.98 2.20 495.06 34.00 491.87 59.62 1.48 494.75 42.28 3.38 41.00 490.86 0.19 58.99 5 0+100.30 494.19 81.28 2.94 2.32 0.60 62.55 495.00 63.18 0.30 3.81 0.08 1.76 74.00 491.11 3 0+060.44 1.00 58.00 491.20 495.37 1.51 2.15 70.28 58.06 59.55 39.55 3.35 491.00 58.35 0.28 m FIG.94 12 0+280.80 494.90 1.00 490.64 118.98 41. m3/seg m 18 0+400.75 35.84 23.50 0+320. ya que se mantendrá su equilibrio natural.00 491. previendo que el rió Bobos provocara un remanso en el nivel de aguas del arroyo 2.00 0.00 0.38 79.05 17 0+380.66 30.35 493.00 63.17 11 0+220.44 48.31 0.53 1.55 50.61 2.08 63. 24.35 492.00 0.00 0.58 0.00 63.14 99.89 20.53 3.49 0.52 0.92 494.52 0.07 1.00 14 COTA NAME RADIO PERIMETRO HIDRAU MOJADO AREA HIDRAU ESPEJO AGUA No.22 58.53 3.68 60. las velocidades son admisibles. ­ 87 ­ . Elevación conocida en la confluencia del arroyo 2 y el río Bobos A continuación se muestran los resultados obtenidos Arroyo 2 TIRANTE VEL TOTAL m m m/seg m m m2 m 495.
las cuales fueron nombradas en el programa Hec­Ras como a continuación se menciona: CADENAMIENTO NOMBRE 0+120. ­ 88 ­ .5. de esta manera sabemos que en la confluencia del arroyo 2 (km 0+300) con el arroyo 1 se cuenta con una altura del name de 494.3 respectivamente. 2 (km 0+280).52 m 3 /seg asociado a un periodo de retorno de 100 años.00 7 6 0+080.03 y coeficientes de contracción y expansión de 0.61.00 5 0+060.00 2 0+000.3.00 4 0+040. Análisis del arroyo 1 El estudio hidráulico del arroyo 1. a régimen subcritico.00 3 0+020. un gasto de 22.2. se hizo a lo largo de 120 mts: que inician aguas arriba hasta su confluencia con el arroyo no. FIG 25 Y 26 Esquema modelado del arroyo 1 y gasto asociado a todo lo largo del arroyo 1 Al igual que en el análisis anterior.00 1 Para el análisis del arroyo 1 se tomaron las siguientes consideraciones: Coeficiente “n” de Manning de 0. aguas arriba antes de la confluencia con el arroyo 2.00 0+100. ahora el arroyo 2 provoca un remanso en el nivel de aguas del arroyo 1. Se capturo la información topográfica de las 7 secciones transversales en coordenadas “X” y “Y”.1 y 0.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO 5.
58 6 0+100.86 25.63 2.90 494.00 32.63 3.60 494.80 494.05 0.04 35.63 1.69 0.32 45.35 2.50 5 0+080.35 15. FROUDE Los resultados del arroyo no.21 60.00 22. 1 al igual que el arroyo no.60 494. por lo que se propone no modificar su equilibrio natura.21 1 0+000.52 4 0+060.18 30.56 0.00 0.16 41.00 22.90 30.00 0.00 0.04 GASTO COTA FONDO EST.52 491.61 3.10 64.54 1.20 494.00 22.00 22.71 22.52 492. m3/seg m 7 0+120.59 2.55 32.50 1.00 22. 2 son satisfactorios.52 491.13 0.00 22.49 24.00 0.17 106.63 2.04 26.08 2 0+020.58 44.Capítulo 5 ESTUDIO HIDROLOGICO A continuación se muestran los resultados obtenidos: TIRANTE VEL TOTAL m m m/seg m m m2 m 494.09 491.52 492. ­ 89 ­ .30 32.00 0.00 0.15 0+040.62 1.62 3.25 47.03 0.16 494.63 27.37 1.21 2.77 34.42 0.52 492.82 0.12 22. CAD.52 491. al no haber afectaciones a la localidad de Javier Rojo Gómez.55 17.00 3 COTA NAME RADIO PERIMETRO HIDRAU MOJADO AREA HIDRAU ESPEJO AGUA No.85 1.01 0.
Una modificación de los parámetros antes mencionados. las características del material de fondo y las orillas. la pendiente longitudinal del río y la geometría de la sección transversal del escurrimiento. el agua y los sedimentos continuarán escurriendo en la misma forma como lo viene haciendo conservando un mismo gasto llamado gasto formativo. en sus cauces de inundación y en sus cuencas puede afectar el equilibrio o estabilidad de los cauces.Capítulo 6 CARACTERÍSTICAS ESTABLES CAPÍTULO 6 CARACTERÍSTICAS ESTABLES En condiciones normales una corriente escurre por un solo cauce teniendo un cierto grado de equilibrio. En resumen. 6. asociado a un periodo de retorno de 100 años El calculo del gasto sólido del cauce del río Bobos. lo cual significa que sí en forma artificial no se modifican uno o varios de los parámetros que intervienen en esa condición de estabilidad.1 Determinación del gasto sólido. Para la determinación del gasto sólido del río Bobos que tiende a transportar en época de avenidas se procedió a estudiar la condición para el gasto formativo de 800 m 3 /seg. repercutirá en las demás y los modificará hasta alcanzar otro nuevo estado de equilibrio. En general se puede decir que existe un equilibrio entre el gasto líquido. tiene como objetivo determinar las características del cauce a partir del cual se inicia el arrastre de sedimentos. en kgf/m 3 . toda obra que se construya en los ríos. el gasto sólido que entra al tramo en estudio y el que es capaz de transportar el río dentro de ese mismo tramo. Parámetros que intervienen en el equilibrio de un cauce: Q = gasto formativo gB o gBT = transporte de sólidos que entra al tramo en estudio D = diámetro representativo del material de fondo S = pendiente B = ancho D = tirante K = factor que toma en cuenta la resistencia de las orillas a ser erosionadas peso específico del agua. así como para el gasto de diseño de 5101 m 3 /seg. Para realizar dicho estudio se dispone de la información siguiente: ­ 90 ­ .
se obtuvieron valores que varían de 0. utilizando como el diámetro efectivo el diámetro medio. Ratificando lo anteriormente expuesto. El método del esfuerzo cortante critico se basa en igualar el esfuerzo cortante critico que permiten las partículas que hay en el fondo antes de que empiecen a ser arrastradas.Capítulo 6 CARACTERÍSTICAS ESTABLES Ø Disposición geométrica del encauzamiento Ø Gasto formativo y de diseño del río Ø Características granulométricas del cauce. La metodología propuesta por Meyer – Peter es aplicable a materiales de diferentes densidades. = Diámetro medio del material del fondo.1. de tal manera que el esfuerzo cortante critico para iniciar el movimiento de las partículas es preferido al de la velocidad media permitida por el material antes de moverse cuando la estabilidad de los taludes de las sección es de importancia.200 m 3 /seg.y a y a El análisis realizado muestra que para el gasto formativo (800 m 3 /seg) los resultados varían de 0. Inicio de arrastre. = Relación de pesos específicos ys .2071 a 0.­ La curva granulométrica de dos secciones de control. por lo que se puede considerar que existirá deposito. en m 3 /seg. con el esfuerzo cortante producido por el flujo.0 . é ´' 3 2 ù 1 1 æ n ö 1 g B = 8 y s D m 2 g 2 D 2 êçç ÷÷ t 0 . = Aceleración de la gravedad en m/seg 2 .­ De los criterios para fijar las características geométricas de una sección.8070 m 3 /seg. Dm y la ecuación que a continuación se indica y permite obtener el arrastre de las partículas provenientes del lecho del cauce que son transportadas en suspensión y dentro de la capa del fondo. m. por lo que en el cauce del río siempre habrá deposito; para el gasto de diseño (5101 m 3 /seg). 047 ú êè n ø ú ë û siendo: g B D m g D D= 2 3 = Gasto sólido unitario. lo cual nos indica que existe un arrastre importante de material.1519 a 0. De lo anterior se concluye que el río presenta arrastre significativo de material sólido . Propiedades de los sedimentos que forman el cauce: Granulometría representativa. de granulometría uniforme y no uniforme. tanto por el gasto ­ 91 ­ .
ya que considera una condición de cauce de material friccionante principalmente con transporte de sedimentos.2 Determinación de características estables del cauce. por lo que da la tendencia a alcanzar su estabilidad dinámica se deben prever protecciones marginales. 173 0 . el tirante estable 4. 35 Be = Ancho estable De = Tirante estable Se= Pendiente estable Para el gasto de proyecto (5101 m 3 /seg). 119 0. 5 çç S è D D 84 ø 1 0 .56 Se = 0 . 223 3. 767 Lo cual se cumple si Donde æ d ö ÷÷ ³ 83 . 3084 D 84 K 0. a fin de no ocasionar problemas.39 0.294 (D 35 Q BT ) 0. De acuerdo a los criterios existentes para determinar las características estables. Las ecuaciones empleadas son: Be = de = 0 . para obtener las condiciones de estabilidad del río Bobos. optando por el sistema de ecuaciones del grupo III.274 0. 12 g 0.041 W 50 D g K 0.07 Q 0. el ancho estable resulta de 254 mts que en las condiciones de proyecto se puede alcanzar permitiendo que el espejo de agua se extienda por la margen derecha del cauce. para tal efecto se considero el criterio propuesto por el Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México. 468 D 84 Q 0. 6.Capítulo 6 CARACTERÍSTICAS ESTABLES formativo como para el gasto de diseño por lo que es conveniente programar el desazolve del cauce.215 D1 .166 0. 247 0 .352 W 50 Q 0 . ­ 92 ­ .238 0. 083 0. se recurrió a aquellos que toman en cuenta las condiciones y características de ríos y cauces formados con material friccionante: la teoría de régimen fue desarrollada inicialmente para canales de riego. actualmente existen autores e instituciones que han aportado y profundizado el estudio en cauces de ríos naturales considerando que estos tienen tres grados de libertad.44 0 .28 D 84 K 0.4 m resulta menor que los tirantes del proyecto y finalmente la pendiente estable Se= 00003989 resulta menor. En el anexo 4 se presenta tabla de calculo correspondiente a este concepto.63 0 .06 W 50 D g (D 35 Q BT ) 0 .51 (D 35 Q BT ) 0.
40 m/seg. Dm = Diámetro medio en m Las velocidades medias criticas permisibles obtenidas mediante este método. los parámetros del material del cauce.Capítulo 6 CARACTERÍSTICAS ESTABLES En lo que se refiere a gasto formativo los anchos estables Be= 83.76 a 6. Con la finalidad de conocer las velocidades permisibles que en un instante dado fuesen cercanas a las criticas y que soportarían las partículas de material del cauce del río Bobos se toman en cuenta materiales principalmente friccionantes.1300 son muy parecidas a las condiciones de proyecto.05 m/seg. se consideraron además de las condiciones hidráulicas. la ecuación propuesta es la siguiente: U CORRIENTE = U CRITICA U CRITICA = 6 . se ratifica la recomendación de ejecutar protecciones marginales. ­ 93 ­ . Las velocidades de la corriente son obtenidas de los cálculos proporcionados por el programa Hec­Ras. S = Pendiente en m. que varían de 0. 6. una vez que se ejecuten las obras.3 Determinación de velocidades permisibles.35 m donde Rh = Radio hidráulico de la sección en m. En el anexo 4 se presenta correspondiente a este concepto. De acuerdo lo anterior y dadas las condiciones resultantes en el proyecto se puede esperar que habrá erosiones. para el gasto formativo y para el gasto te proyecto las velocidades varían de 2. el río Bobos no debe tener ningún problema. dado que es el caso que nos ocupa. por lo que se espera que cuando se presente el gasto formativo.26 a 0. Al igual que en los conceptos anteriores en el anexo 4 se presenta la tabla de calculo corresponde a este concepto. 05 R 0 H . obtenidos resultan menores que las condiciones de proyecto. dada la diferencia entre las velocidades medias criticas y las velocidades resultantes para el encauzamiento. a partir de los criterios propuestos por el método de la velocidad media critica.3 m. para el gasto de proyecto y para el formativo las velocidades varían de 0.95 a 4. varían de 0.32 m/seg. 15 D 0. los tirantes estables De= 2.27 m/seg.34 a 0.1 m también resultan menores y las pendientes estables Se = 000.
de manera que: Ve = V r donde: Vr = Velocidad media real del flujo.­ Consiste en el arrastre del material del fondo del río cuando es puesto en suspensión durante la avenida. Socavación Es el cambio de nivel del lecho del río producto de la capacidad de arrastre del flujo principalmente durante avenidas extraordinarias.1. 6. en m/seg Cálculo de Vr: Vr = V e 5 / 3 ­ 94 ­ .4.Capítulo 6 CARACTERÍSTICAS ESTABLES 6. Se empleó el método de Lischtvan­Lebediev a través del cual se determina la condición de equilibrio entre la velocidad media del flujo real Vr y la velocidad media requerida para generar el incipiente movimiento del material del cauce vi para una densidad y diámetro específicos. Socavación general.4. Socavación local. Ve = Velocidad media que necesita el flujo para empezar a erosionar un material dado del fondo. en el caso de análisis la velocidad corresponde a la obtenida con el modelo hidráulico de computo. Socavación general. citando las siguientes: Socavación general Socavación transversal Socavación en curvas Socavación local al pie de estructuras interpuestas a la corriente Socavación aguas abajo de grandes embalses Socavación al pie de obras de descarga y bajo tuberías. en m/seg en una franja o línea vertical.­ Se produce alrededor de la estructura que obstaculiza el flujo. En un río y asociadas a las obras que en el se pueden construir se distinguirán siete tipos de socavación.
Be = Es el ancho efectivo del cauce en metros. no se consideran estrechamientos o contracciones. o sea: u = Es el coeficiente de contracción que depende de la separación de la estructura y velocidad media.68 D 0. dm = Es la profundidad media del cauce e igual a dm = A/Be; A es el área hidráulica en m 2 .y Be Ancho efectivo. por lo que esta constante toma el valor de 1. 1 æ α d 5 3 ö 1 + x o ÷ d s = ç ç 0. medida del nivel de la superficie del agua al fondo. ds = La profundidad después de la socavación del cauce por el paso de la avenida. en metros. la velocidad media en la sección Vr. y medida del nivel de la superficie del agua hasta el fondo erosionado en metros que vale: Ve = 0 . en el caso analizado como las estructuras se ubican en las márgenes. 28 β d s x donde: b = Coeficiente que toma en cuenta el período de retorno del gasto de diseño.28 ÷ m β è ø ­ 95 ­ .Capítulo 6 CARACTERÍSTICAS ESTABLES 5 Donde: α= a do 3 Vr = ds Q d 5 3 m d B c u Siendo: do = La profundidad inicial en una línea vertical predeterminada de la sección. y gasto de diseño Qd. Q = Gasto de diseño o gasto máximo de la avenida para la cual se desea calcular la erosión. 68 D 0 m . a = Es expresada como una función de la profundidad media del flujo antes de la socavación dm.
Capítulo 6 CARACTERÍSTICAS ESTABLES Considerando un gasto Qd la velocidad media del flujo diminuye a medida que se profundiza el fondo y aumenta el área hidráulica. ­ 96 ­ . Por otra parte.41 m a todo lo largo del proyecto del km 0+000 al km 0+980. que se presentan en la tabla del anexo 4. por lo cual se recomienda proteger al bordo en toda su longitud con una chapa de enrocamiento. · Características físicas del material del fondo inicial. la sección se divide imaginariamente en franjas verticales. Para calcular la socavación general se requiere de los datos siguientes: · Sección transversal. Las líneas verticales trazadas en el centro de esas franjas son a las que se hace mención más adelante. depende de los materiales que vayan formando la superficie del fondo en contacto con el agua. Durante el cálculo. el área aumenta por incremento de la profundidad del cauce. se puede observar que existirá una socavación de 0. la velocidad media que necesita el flujo para garantizar el transporte de sedimentos sin erosión. el cual se considera constante durante todo el paso de la avenida; es decir. pero no por erosiones laterales o ampliaciones del ancho.22 m a 0. durante todo el proceso erosivo del fondo. Normalmente es obtenida en época de aguas bajas o secas cuando es más fácil hacer el levantamiento. indicando en ella la elevación que alcanza el agua al pasar el gasto de diseño. para el gasto formativo y de 0. · Gasto de diseño asociado a su período de retorno.71 m para el gasto de diseño.84 a 0. De acuerdo a los resultados obtenidos.
2 BORDO DE PROTECCIÓN Un bordo es un terraplén de arcilla. en muchos de sus pasos es semejante al de una pequeña cortina de tierra y para ello se emplean los procedimientos que usualmente se emplean en Geotecnia. es decir. eso puede llevar a desplantar el bordo en lugares inadecuados. muros y diques longitudinales.Capítulo 7 OBRAS DE DEFENSA CAPÍTULO 7 OBRAS DE DEFENSA 7. Por otra parte. que presentan problemas y encarecen su cimentación. Se construyen para evitar totalmente o reducir la erosión lateral que se presenta en las márgenes de los ríos. es decir. no se pueden utilizar en curvas con radio de curvatura muy reducido. fijan completamente las márgenes mientras que los espigones permiten que la orilla entre ellos pueda ser ligeramente erosionada inmediatamente después de su construcción. Por otra parte. pueden ser también de arena. tanto en tramos rectos como en las curvas mas forzadas. Las principales desventajas de los espigones consisten en que disminuyen el área hidráulica y aumentan la rugosidad de las orillas. El diseño de un bordo. tierras agrícolas y vidas humanas contra la acción de una creciente o un remanso de agua.1. sobre todo si la avenida tiene varios días de duración. que puede durar algunos días o pocas semanas. Generalmente la alineación de los bordos se hace siguiendo la configuración de la zona por proteger dejando un área de inundación adecuada de manera que no se lleguen a tener elevaciones del agua despreciables; sin embargo. Obras de defensa en márgenes de los ríos. los muros longitudinales son más costosos y requieren mayor cuidado en su proyecto y construcción. Algunas diferencias entre estos tipos de obras consisten en que los muros longitudinales evitan por completo los corrimientos laterales de las márgenes. El material para construir el bordo se toma de bancos de préstamo; cuando el material de la planicie es ­ 97 ­ . Además cuando falla una parte de un muro longitudinal puede extenderse la falla y destruirse toda la obra. y con mayor frecuencia en las orillas exteriores de las curvas; se utilizan espigones. La diferencia principal con respecto a una cortina consiste en que el bordo usualmente retiene agua durante un lapso reducido. En cambio los espigones permiten que la obra en conjunto continúe trabajando aunque uno o dos espigones hayan sido socavados en sus extremos o destruidos y separados de la margen. en ocasiones. 7. son construidos con el objeto de proteger casas.
1. Se define la localización final de las zonas de préstamo en función de los volúmenes requeridos de materiales térreos. se pueden escoger taludes relativamente fuertes; en cambio cuando ello no ocurre se recomiendan taludes más tendidos.2. se determinará de forma preliminar. 3. la sección debe ser diseñada para tomar en cuenta las inestabilidades producidas por este fenómeno.2. la primera condición es la que requiere más estudios para garantizar su estabilidad y evitar tubificaciones.1.2. Factores a considerar: 1. la sección transversal del terraplén y las posibles variables que puedan regir las condiciones de cimentación del bordo. Estudio preliminar de las condiciones del sitio. 7. Diseño del Bordo de Protección. como de la posible localización de los bancos y la zona de préstamo. 7. 5.Capítulo 7 OBRAS DE DEFENSA adecuado para construir el bordo. es igual a la altura del tirante del agua obtenida en el estudio hidráulico que corresponde a la avenida de diseño mas la ­ 98 ­ . las condiciones y características de los materiales donde se desplantará el bordo.2. Se identificarán las posibles zonas donde se tenga que dar un tratamiento al suelo para mejorar sus condiciones para la cimentación. Exploración final del sitio. 6. parte del material utilizado proviene. tanto del material de desplante. 4. Los factores a considerar en el diseño varían de un proyecto a otro en función de las condiciones locales del sitio.2. Con los datos obtenidos anteriormente. con el fin de definir el perfil estratigráfico del subsuelo. En zonas donde las características del material del bordo y de la cimentación sean buenas. Características del Bordo 7. En los ríos donde el hidrograma de escurrimiento suba o baje rápidamente.Sección transversal del bordo La altura final del bordo de protección. Estudio Geológico 2. por ejemplo de las excavaciones de los drenes necesarios. Sin embargo.
7.5:1). Si el bordo se compacta. incluida su cimentación no llega a ser necesario cuando el bordo es de altura pequeña y está desplantado en un buen sitio. Además debe agregarse una altura que corresponda al asentamiento que llegará a sufrir la estructura. El bordo libre varía entre 0. según la importancia de la obra y la seguridad que se tiene en la determinación del gasto de diseño y elevaciones del perfil del agua. ello resulta más económico.2. el material más impermeable debe colocarse del lado que esté en contacto con el río y el más permeable en el lado seco.00 m. 7. la pendiente pude ser menos tendida que en uno semicompactado. Talud del Terraplén.5 horizontal (1. o el material de préstamo es de baja calidad se recomienda hacer un análisis detallado de la estabilidad del terraplén. Si el material impermeable es escaso. Cuando esto último no ocurre.2. conviene colocar una capa gruesa de material impermeable en el lado expuesto al río en lugar de hacer un corazón impermeable.3 Corona del bordo El ancho de la corona del bordo deberá permitir el tránsito de un vehículo.2. ­ 99 ­ . sin embargo. por lo tanto el ancho mínimo recomendado es de 3.00 m. El análisis de la estabilidad de las secciones de un bordo. Es conveniente que el material de construcción sea homogéneo. Por este motivo.2.50 y 2. los materiales de los bancos de préstamo pueden tener una permeabilidad variable. Un talud se considera poco tendido cuando los valores de este son 1 vertical y menor o igual a 1.Capítulo 7 OBRAS DE DEFENSA altura del oleaje si lo hubiera y más la altura de un bordo libre.2.
los daños a la infraestructura de las ciudades. sobre la base de funcionamientos hidráulicos. se ha observado que las de mayor intensidad y duración se registraron en las regiones centro. dando como resultado las condiciones para lograr mayor eficiencia y confiabilidad en el diseño de las obras hidráulicas. considerando como alternativa de solución la rectificación de la rasante y un ancho de plantilla de 40 mts. velocidad elevación del agua. se procesaron los datos necesarios para poder definir. perímetro ­ 100 – . 1000. de su patrimonio en centros urbanos y rurales.1 Conclusiones y recomendaciones En los últimos años. Se efectuaron además análisis de funcionamiento hidráulico para el gasto de 5101 m3/seg asociado a periodo de retorno de 100 años. según el tipo de obra. fundamentos teóricos utilizados en el manejo de la hidráulica fluvial en los escurrimientos provocados por lluvias torrenciales. en particular con los equipos que se utilizan en la medición. sur y sureste del país. Con los datos hidrométricos con que se cuenta actualmente y aplicando los métodos adecuados. el sector hidráulico de México ha enfrentado la problemática de precipitaciones inéditas y. Las perdidas de vida. ponen de manifiesto la necesidad de una continua revisión y actualización de la tecnología. Así pues la información de topografía y geotecnia del sitio de estudio es de gran importancia en el diseño de obras eficientes ya que un dato erróneo o cualquier otra geometría o información de geotecnia proporcionaría resultados distintos.CAPITULO 8 CONCLUSIDONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 8. 1500. si se han registrado avances importantes. a zonas productivas agrícolas y pecuarias. los cuales se dibujaron en el perfil longitudinal del cauce. el gasto que el rió puede contener sin desbordar hacia sus márgenes. basado en las ecuaciones del principio fundamental de continuidad y de conservación de la energía. 2000. utilizando para ello el modelo matemático Hec Ras. con el que se pudo definir que el rió Bobos en el tramo de estudio tiene una capacidad de 800 m3/seg. de los cuales se obtuvo resultados de tirante. la generalidad de los criterios básicos para la estimación de los parámetros de la hidráulica fluvial no ha cambiado en forma significativa. Si bien. estos avances se reflejan en el estudio hidrológico. Apoyándose en la topografía levantada y los gastos obtenidos del estudio hidrológico se procedió a efectuar el análisis correspondiente a la hidráulica fluvial. adquisición y procesamiento de los datos. los cuales han mejorado notablemente. El estudio inicio proponiendo los gastos de 800. nos permite él calculo del gasto máximo probable asociado a un periodo de retorno establecido. 2500 m3/seg obteniendo así los diferentes niveles del agua.
en lo referente al ancho estable. su localización dependió en gran medida de la ubicación de las casas y propiedades cercanas a la orilla del río y tratando de obtener el mayor ancho en el cauce. Después del análisis de los estudios de hidráulica fluvial se propuso como obras resultantes el proyecto de un bordo que cierre la ventana que la topografía de la margen izquierda presenta en el sitio de estudio evitando así que se inunde la localidad de Javier Rojo Gómez. Así mismo se efectuaron estudios para determinar el gasto sólido. a la consideración estricta de todas las variables y al uso de criterios formales en la obtención de datos. por lo que las recomendaciones son las correctas. Sin embargo ante la complejidad de los fenómenos que estudia la hidráulica fluvial es evidente que predomina su carácter empírico. El gasto sólido que transporta el cauce para la condición de diseño se considera alto. los tirantes tambien resultan menores y las pendientes muy cercanas a las condiciones de proyecto. Finalmente los resultados de socavación ratifican lo anteriormente dicho. ­ 101 – . sin embargo con ello el río aun tendera a obtener su condición de equilibrio Los resultados de las velocidades permisibles resultan menores que las de proyecto por lo que se presentaran erosiones y socavación.CAPITULO 8 CONCLUSIDONES Y RECOMENDACIONES mojado. por lo que se espera que cuando se presente el gasto formativo el río Bobos. dicho bordo se proyecto en base a las alturas proporcionadas por el funcionamiento hidráulico correspondiente a un gasto de diseño de 5101 m3/seg. por lo tanto se adopto el mayor ancho posible en el proyecto. así mismo es necesario admitir que esta disciplina presente una gran cantidad de métodos con gran disparidad en los resultados. Las ecuaciones de los criterios utilizados y mostrados en cada concepto forma en si la memoria de calculo correspondiente. por lo tanto se recomienda hacer protecciones marginales . radio hidráulico y otros parámetros que se indican en las tablas correspondientes. mas un bordo libre de un metro aproximadamente. parámetros que nos permiten conocer las características estables del cauce. Tal situación reclama esfuerzos dirigidos a la normalización de procedimientos. no tendrá ningún problema una vez que se ejecuten las obras de encauzamiento. En lo que se refiere al gasto formativo los anchos estables resultan menores que las condiciones de proyecto. estabilidad del cauce y socavación. área hidráulica.. velocidades permisibles. por lo cual podemos esperar que el deposito sea considerable. requiriéndose por lo tanto de un desazolve periódico. Las características estables calculadas resultan mayores que las de proyecto.
por ello se libro de dicho obstáculo permitiendo un mejor funcionamiento hidráulico en el sitio de estudio. La confluencia entre el río Bobos y el arroyo 2 no presenta ningún problema y por lo tanto no se contempla modificación alguna a su estado actual. fue de gran importancia el apoyo de gente especializada en Hidráulica Fluvial e Ingeniería de Ríos. el volumen de excavación es un parámetro importante en el costo de la obra. material que después servirá para la formación de terraplenes. al igual que en la confluencia entre los arroyos 1 y 2. mas sin embargo en ambos arroyos un desazolve periódico de sus cauces evitarían la reducción de su capacidad hidráulica previendo problemas de desbordamiento. Obviamente se considero los resultados de las características de geotecnia arrojaron sobre el material producto de excavación ya que son aptas para la formación de bordos. reduciendo el costo de la obra significativamente y haciéndola mas viable. el bordo incluye una protección marginal de enrocamiento formado con gaviones de 1 m. Como observación final y debido a la complejidad del comportamiento del flujo en ríos.CAPITULO 8 CONCLUSIDONES Y RECOMENDACIONES Siguiendo las recomendaciones. que con su amplia visión y experiencia. Con respecto al análisis de los arroyos 1 y 2. de otra forma se hubiera tenido que buscar bancos de material para la formación de terraplén. ­ 102 – . La rectificación de la pendiente del río. se debió principalmente a que según la topografía existe una barra natural ocasionando una contrapendiente y una significativa reducción de la capacidad hidráulica. Para aumentar la capacidad hidráulica del río se propone la excavación a todo lo largo del proyecto de una plantilla base de 40 mts de ancho y taludes 1.5:1. como se observo del estudio hidrológico el gasto de diseño de 63 m3/seg a comparación de los 5101 m3/seg no representan un problema. que actualmente es frontera del conocimiento. esta tesis nos presenta los fundamentos de la hidráulica fluvial. así como un lugar de disposición final para el producto de excavación lo cual incrementaría considerablemente el costo de las obras. por ello se considero una plantilla que nos arrojara volúmenes de excavación en equilibrio con los volúmenes para formación de terraplén. de espesor con roca de 40 cm de diámetro como mínimo y con una chapa de rezaga de 20 cm como material de transición entre el enrocamiento y el terraplén. así como algunos criterios de diseño de obras hidráulicas que permiten el control de las avenidas en cauces evitando su desbordamiento. por parte de la Gerencia de Estudios de Infraestructura Hidroagricola de la Comisión Nacional del Agua.
2.BIBLIOGRAFÍA: FUNDAMENTOS DE HIDROLOGIA DE SUPERFICIE Aparicio Ed. LIMUSA MANUAL DE INGENIERIA DE RIOS ESTABILIZACIÓN Y RECTIFICACIÓN DE RIOS CAPITULO 14 1993 CNA MANUAL DE INGENIERIA DE RIOS OBRAS DE PROTECCIÓN PARA CONTROL DE INUNDACIONES CAPITULO 15 CNA LEY DE AGUAS NACIONALES CNA MANUAL DE DISEÑO DE OBRAS CIVILES HIDROTECNIA A.11 HIDRAULICA FLUVIAL CFE HIDRÁULICA BASICA SOTELO .
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