Método Racional.xls

ESTUDIO DE CRECIDAS (Método DGA-AC para crecidas pluviales) Debido a la no existencia de controles fluviometricos, se deberá deducir el caudal de crecidas de la DGA el cual corresponde a un análisis regional de crecidas de origen pluvial, basado en series de máximos anuales generados a partir de información de caudales medios diarios máximos e instantáneos máximos del período pluvial, de 234 estaciones de control fluviométrico,

Primeramente se calcula el tiempo de concentración de la cuenca, para lo cual se utilizo la formula de U.S. Soil Concervation Service, Tc = 0,95*(L3/H)0,385 Donde: Tc : Tiempo Concentración L : Distancia en Km, desde la salida al punto mas alejado siguiendo el cauce H : Desnivel en Mts desde el punto de salida al punto mas alejado

L = H = Tc =

1.50 25 0.44

Km Mts Hrs

1,- Aplicación del Método DGA-AC La cuenca pertenece a la cuenca del Mataquito del río Maule, en la VII región, por lo tanto el caudal medio diario máximo de período de retorno 10 años, se calcula con la ecuación : Q10 = 2 x 10-3Ap0,973 (P1024)1,224 (m3/s) (Ec.3,3 Manual) Donde: Q10 : Caudal medio diario máximo de período de retorno 10 años, expresado en m 3/s Ap : area pluvial de la cuenca, expresada en Km 2 P2410 : Precipitación diaria máxima de período de retorno 10 años, expresado en mm e

Q10 Ap P24

10

=

= =

3.78

m3/s

5.65

Km2

120

mm

Obtenido de planos de isoyetas DGA.

Por otro lado, por pertenecer a la cuenca del río Maule, la zona homogénea correspondiente es la Rp. En la tabla 1 se presenta la curva de frecuencias regional adimensional definida para esta zona y la curva de frecuencia del caudal medio diario máximo, Tabla 1 Curva de frecuencia Caudal Medio Diario Máximo Cuenca del Maule . Método DGA-AC T(años)

Curva Frecuencias Regional adimensional

QT/Q10 2

0.49

5

0.8

10.00

1.00

20

1.19

25

1.26

50

1.45

75

1.56

100

1.64

Curva Frecuencias Caudal medio Diario Maximo

QT = ( QT/ Q10)*Q10 1.85 3.03 3.78 4.50 4.76 5.48 5.90 6.20

Finalmente, la curva de frecuencias de caudal instantáneo máximo de la cuenca se determina multipilcando la curva de frecuencias de caudal medio diario máximo por el factor de conversión α correspondiente a la zona homogénea a la cual pertenece la cuenca.

Tabla 2 Curva de frecuencia Caudal Instantáneo Máximo Cuenca del Maule . Método DGA-AC T(años)

2 5 10 20 25 50 75 100

Curva Frecuencias Caudal Instantáneo Maximo

1.45

α*QT ( m3/s)

α = 1,45

2.69 4.39 5.48 6.53 6.91 7.95 8.55 8.99

2,- Aplicación del Método de Verni y King Modificado En la siguiente tabla se resume el cálculo de caudales instantaneos máximos por este método. T(años)

C(10)

C(T)/C(10)

2

0.710

0.86

5

0.710

0.95

10

0.710

1.00

20

0.710

1.00

25

0.710

1.00

50

0.710

1.00

75

0.710

1.00

100

0.710

1.04

C(T)

P2410mm

CFT

P24T mm

Q(m3/s)

0.611 0.675 0.710 0.710 0.710 0.710 0.710 0.738

120 120 120 120 120 120 120 120

0.624 0.85 0.997 1.144 1.2375 1.331 1.403 1.475

74.88 102 119.64 137.28 148.5 159.72 168.36 177

3.65 5.92 7.60 9.01 9.93 10.87 11.60 12.84

Para la determinación del Caudal instantaneo máximo asociado al periodo de retorno T años se utiliza la siguiente Fórmula:

Q = C(T)* 0,00618 * P24 Ap

5.65 Km

1,24

* Ap

0,88

2,- Aplicación de la Fórmula Racional. En la siguiente tabla se resume el cálculo de caudales instantaneos máximos por este método. T(años)

C(10)

C(T)/C(10)

2

0.390

0.86

5

0.390

0.95

10

0.390

1.00

20

0.390

1.00

25

0.390

1.00

50

0.390

1.00

75

0.390

1.00

100

0.390

1.04

Ap

5.65

C(T) 0.335 0.371 0.390 0.390 0.390 0.390 0.390 0.406

Km

P2410mm 120 120 120 120 120 120 120 120

CFT 0.624 0.85 0.997 1.144 1.2375 1.331 1.403 1.475

P24T mm

tc

74.88 102 119.64 137.28 148.5 159.72 168.36 177

hr 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44

CDtc

I tcT

Q = C*I*A/3,6

0.021 0.021 0.021 0.021 0.021 0.021 0.021 0.021

(mm/hr) 3.6 4.9 5.7 6.6 7.1 7.6 8.0 8.4

(m3/s) 1.88 2.83 3.50 4.01 4.34 4.67 4.92 5.38

DISEÑO DEL VERTEDERO, CANAL EVACUADOR Y RAPIDO DE DESCARGA PROYECTO: EMBALSE ESTACIONAL ITAHUE VERTEDERO: Considerando que la altura del muro es > a 5 m. y de acuerdo a las bases de concurso el vertedero de embalses en cursos naturales debe ser diseñado para un periodo de retorno de a lo menos 250 años. Los datos de diseño se presentan en el siguiente cuadro:

AREA CUENCA (KM2) 5.65

ALTURA CUENCA (M.S.N.M) 300

DESNIVEL CUENCA (MTS) 160

LONGITUD CAUCE (KMS) 1.3

CAUDAL MAXIMO (M3/S) 12.84

CARGA VERTEDERO (MTS) 0.93

Luego la longitud mínima se calcula mediante la ecuación general de vertederos: L = Q/(C x h x (2 x g x h)^0,5) Donde: Q : Caudal en m3 C : Coeficiente de descarga del vertedero, que en el caso de cresta redondeada es 0,41 h : Carga maxima del vertedero en mts g : Aceleracion de gravedad

C= h= g= Q= L=

0.39 0.93 9.8 12.84 8.29

mts m/s2 m3/s mts

Adopta L=

9.0

CANAL EVACUADOR Y RAPIDO DE DESCARGA: El diseño del canal evacuador y el vertedero de descarga se realizó mediante el software Hcanales, el cual arrojo los siguientes resultados.

mts