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• FlavioRosarioFlores

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5.2 ESCURRIMIENTO EN CUENCAS AFORADAS

• El escurrimiento resultante de cualquier lluvia, depende de la distribución en tiempo y espacio de ésta. Si la precipitación se concentra en la parte baja de la cuenca, producirá caudales mayores, que los que se tendrían si tuviera lugar en la parte alta, donde el efecto regulador de los caudales, y el retardo en la concentración, se manifiestan en una disminución del caudal máximo de descarga.

Dirección y velocidad de la tormenta • La dirección y velocidad con que se desplaza la tormenta, respecto a la dirección general del escurrimiento, en el sistema hidrográfico de la cuenca, tiene una influencia notable en el caudal máximo resultante y en la duración del escurrimiento superficial. En general, las tormentas que se mueven en el sentido de la corriente, producen caudales de descarga mayores, que las que se desplazan hacia la parte alta de la cuenca.

Otras condiciones meteorológicas. • Aunque la lluvia es el factor más importante que afecta y determina la magnitud de un escurrimiento, no es el único que debe considerarse. Existen condiciones meteorológicas generales que influyen, aunque de una manera indirecta en el escurrimiento superficial, como es el caso de la temperatura, la velocidad del viento, la humedad relativa, la presión barométrica, etc.

5.2.1 HIDROGRAMAS UNITARIOS • Un hidrograma es una gráfica continua tiempo contra gasto (volumen / unidad de tiempo) producidopor una lluvia de cualquier magnitud para una duración específica. Un hidrograma puede ser elresultado de un proceso de aforos en un río. • El hidrograma es la “huella digital” de la cuenca y “captura” la relación lluvia-escurrimiento en una cuenca y es el resultado de: • Condiciones meteorológicas  • Condiciones fisiográficas, y,  • Condiciones de usos del suelo

• Hidrograma en tiempo real igual a: Lluvia efectiva en tiempo real • Factores climáticos que influyen en el hidrograma: • Intensidad de la lluvia  • Duración de la lluvia  • Distribución espacial de la lluvia sobre la cuenca

• La mayor parte de los estudios y proyectos de obras de ingeniería civil incluyen el dimensionamiento de elementos destinados a evacuar los caudales de avenida evitando daños en lo proyectado, aguas arriba y aguas abajo. Aunque este tipo de cálculos suelen adaptarse a una metodología común en sus aspectos básicos, difieren notablemente en los datos e hipótesis de partida y en los parámetros de diseño, con lo cual los resultados no siempre resultan homogéneos. Como consecuencia de ello, algunos diseños quedan insuficientes para evacuar los caudales producidos, creando cuellos de botella que generan problemas de inundaciones.

En el otro extremo, otros diseños basados en hipótesis más conservadoras, dan lugar a sobredimensionamientos que encarecen innecesariamente las obras de drenaje. El método del hidrograma unitario es uno de los métodos utilizados en hidrología, para la determinación del caudal producido por una precipitación en una determinada cuenca hidrográfica. Si fuera posible que se produjeran dos lluvias idénticas sobre una cuenca hidrográfica cuyas condiciones antes de la precipitación también fueran idénticas, sería de esperarse que los hidrogramas correspondientes a las dos lluvias también fueran iguales. Esta es la base del concepto de hidrograma unitario. En la realidad es muy difícil que ocurran lluvias idénticas; esta pueden variar su duración; el volumen precipitado; su distribución espacial; su intensidad.

CONSTRUCCIÓN • Se puede construir un hidrograma unitario a partir de los datos de precipitación y de caudales referentes a una lluvia de intensidad razonablemente uniforme y sin implicaciones resultantes de lluvias anteriores o posteriores. • El primer paso es la separación del escurrimiento subterráneo del escurrimiento superficial directo. Se calcula el volumen de fluido (representada por el área ABCD de la figura) y se determinan las ordenadas del hidrograma unitario dividiendo las ordenadas del hidrograma directo, por la altura de escurrimiento

• El hidrograma unitario resultante corresponde volumen de un centímetro de escurrimiento.

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• El paso final es la selección de la duración específica de una lluvia, con base en el análisis de los datos de la precipitación. •

Períodos de baja intensidad de precipitación en el comienzo y al final de la lluvia deben ser despreciados, ya que no contribuyen sustancialmente al escurrimiento.

• El método del hidrograma unitario fue desarrollado originalmente por Sherman en 1932 y está basado en las siguientes hipótesis: • a) Tiempo base constante. Para una cuenca dada, la duración total de escurrimiento directo o tiempo base es la misma para todas las tormentas con la misma duración de lluvia efectiva, independientemente del volumen total escurrido. Todo hidrograma unitario está ligado a una duración de la lluvia en exceso.

• b) linealidad o proporcionalidad. Las ordenadas de todos los hidrogramas de escurrimiento directo con el mismo tiempo base, son directamente proporcionales al volumen total de escurrimiento directo, es decir, al volumen total de lluvia efectiva. Como consecuencia, las ordenadas de dichos hidrogramas son proporcionales entre sí (véase figura 8.5).

• c) Superposición de causas y efectos. El hidrograma que resulta de un periodo de lluvia dado puede superponerse a hidrogramas resultantes de periodos lluviosos precedentes (véase figura 8.6).