Calculo Del Indice De Infiltracion

ESCUELA POLITECNICA NACIONAL CARRERA DE INGENIERIA CIVIL HIDROLOGIA

INFILTRACION

Septiembre 09 – Febrero 10

I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA • A partir de los datos proporcionados por el Hietograma y el Hidrograma de una cuenca, calcular el índice de infiltración media, los coeficientes de escorrentía y de infiltración. • Con algunos datos de precipitaciones y de Ce medidos experimentalmente, encontrar un coeficiente para una precipitación específica.

I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA • Utilizando el método de los Números de Escurrimiento, hallar un valor “N” que nos indica el tipo de suelo en cuestión, la vegetación del área y la respectiva pendiente.

II. DATOS OBTENIDOS • Hietograma (datos de alturas de lluvias y sus respectivos intervalos de tiempo). • Hidrograma ( datos de caudales y los tiempos en que se producen). • Área de la cuenca : 295 Km2. • Valores de alturas de precipitaciones. • Valores de coeficientes de escurrimiento

HIETOGRAMA TIEMPO

PRECIPITACION

horas 0 1 2 3 4 5 6

mm 1,75 7,4 5,3 8,4 6,1 4,4 3,5

HIETOGRAMA 10

4 2 0

6.1

5.3

6 PRECIPITACION(mm)

8.4

7.4

8

4.4

3.5

1.75 0

1

2

3

TIEMPO(horas)

4

5

6

TIEMPO horas 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

HIDROGRAMA CAUDAL Q m3/s 262,5 236,25 210 192,5 175 218,75 262,5 306,25 350 437,5 525 612,5 595 568,75 481,25 393,75 306,25 262,5 245

19 20 21 22

236,25 227,5 227,5 227,5

HIDROGRAMA 700 600 500 400 CAUDAL(m3/s)

300 200 100 0 0

5

10

15

TIEMPO(horas)

20

25

Valores de precipitaciones y sus coeficientes de escurrimiento

P(mm/h)

Ce real

25,2

0,48

50,4

0,96

63

1,06

12,6

0,19

18,9

0,23

40,32

0,83

56,7

0,92

30,24

0,52

21,42

0,33

III. METODOLOGIA • Con los datos del hidrograma se calcula el volumen de escurrimiento directo dibujando un triángulo equivalente en el gráfico, que tenga por vértices el punto inicial de la lluvia, el pico y el punto en donde el caudal comienza a mantenerse constante, y luego por relaciones de triángulos se calcula el valor de la base y la altura, con los cuales se obtiene el valor del volumen de escurrimiento que se utiliza para calcular la altura de lluvia efectiva.

700 600

337,26

500 400 300

227.5

218.75

200

17,37

100 0 0

5

10

15

20

25

III. METODOLOGIA • Para calcular el coeficiente de escorrentía se utiliza la altura de lluvia total que es el resultado de las suma de las precipitaciones detalladas en el hietograma y se utiliza el volumen de lluvia total que es igual al producto de la altura total de precipitaciones con el área de la cuenca. • El coeficiente de escorrentía se lo obtiene dividiendo el volumen de escurrimiento directo para el volumen total de precipitaciones.

III. METODOLOGIA • USSCS Como se posee los datos de mediciones de precipitación y coeficientes de escorrentía, para estimar el coeficiente de escorrentía para una precipitación de 62mm, se utiliza la siguiente fórmula:

Ce 

 P  0 .2  S 

2

P  0.8  S  P 2

III. METODOLOGIA • Se calcula Ce suponiendo distintos valores de S, con ellos obtenemos los errores respectivos con los Ce reales y los elevamos al cuadrado, por último realizamos un gráfico con los valores de S vs la sumatoria de los errores para cada precipitación. • Con ese gráfico obtenemos el valor de S con el valor mínimo de la curva y luego reemplazamos en la fórmula y ya tenemos el Ce para una precipitación de 62mm.

III. METODOLOGIA • “Método de los números de escurrimiento” Utilizamos este método para saber las características de la cuenca a partir de los datos de la altura de lluvia total y la altura de lluvia efectiva. 2 508   P   5 . 08   N Pe  2032 P  20.32 N

IV. RESULTADOS • El volumen de escurrimiento directo es de: 10500000 m3 • El índice de infiltración media de la cuenca es: 6,1 mm/hora. • La altura de precipitación total es de: 36,85 mm • El volumen de lluvia es de: 10870750 m3 • El coeficiente de escorrentía es de: 0,97 • El coeficiente de infiltración es de: 0,03

IV. RESULTADOS • Mediante el USSCS se obtuvo que el parámetro S es igual a 15, y el coeficiente de escurrimiento para una altura de precipitación de 62mm es de: 0,76 • Mediante el método de los números de escurrimiento se obtuvo: Coeficiente de escurrimiento: 0,97 La altura de lluvia efectiva: 3,6 mm Número de escurrimiento es: 6,69 y 22,69.

V. CONCLUSIONES • Por los valores obtenidos del número de escurrimiento tenemos que las características de la cuenca son las siguientes: • El suelo está compuesto por arenas con poco limo y arcilla, y es muy permeable. • Son bosques naturales espesos y también pastizales. • El coeficiente de infiltración de 0,03 indica que es poco lo que se infiltra en relación con lo que se escurre.

VI. ANEXOS • Archivo Infiltracion.xlsx Aquí se detallan los cálculos realizados que se emplearon para obtener los respectivos resultados planteados en esta presentación.