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• Saúl Esteban Ramos

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• Ciencia (general)

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U NIVERSIDAD N ACIONAL DE H UANCAVELICA (Creada por Ley Nro. 25265)

FACULTAD DE C IENCIAS DE I NGENIERÍA E SCUELA P ROFESIONAL DE I NGENIERIA C IVIL - H VCA

CURSO: HIDROLOGIA GENERAL Tema:

DELIMITACION DE UNA CUENCA DOCENTE: Ing. AYALA BIZARRO, Ivan Arturo

ESTUDIANTE: SULLCA ALANYA, Manuel

CICLO : VII

H UANCAVELICA -P ERÚ M ARZO - 2016

1

1 1.1

ASPECTOS GENERALES

INTRODUCCIÓN

cuenca hidrográfica es una entidad natural definida por la existencia de una divisoria de aguas en un determinado territorio, Las cuencas son unidades morfológicas superficiales cuyos límites quedan establecidos por la divisoria geográfica principal de las aguas producidas por las precipitaciones, esta divisoria es una línea imaginaria que une los puntos de máximo valor de altura relativa entre dos laderas adyacentes peo de exposición opuesta, desde la parte más alta de la cuenca hasta su punto de emisión. Tradicionalmente la delimitación de cuencas se realizaba mediante la interpretación de mapas cartográficos, este proceso ha ido evolucionando con la tecnología, hoy en día podemos encontrar una serie de programas y aplicaciones con la que se puede realizar una delimitación, para el presente trabajo que tiene por finalidad la delimitación de una cuenca se utilizó el programa QGis y un complemento como es el Grass Gis, dicho programa trabaja con información de los DEM?s que son modelos de elevación digital, que se pueden obtener gratuitamente en la red, y la creación de Raster?s que junto con otras herramientas del programa ya mencionado puede facilitar dicho trabajo de la delimitación hidrográfica de una cuenca.

MANUEL SA

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2

OBJETIVOS

Aprender la correcta utilización del programa QGIS para la delimitación de una cuenca hidrográfica. Determinar las redes principales y secundarias que se encuentran dentro de la cuenca delimitada. Determinar algunos parámetros de la cuenca delimitada como pueden ser: Área Perímetro, etc.

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3 3.1

PROCESO DE DELIMITACION

PRIMER PASO

Para el proceso de delimitación primero tenemos que contar con los modelos de elevación digital (DEM) del área donde se pretende realizar la delimitación, de no cubrir el área estimada solo con un DEM se procederá a la unión de varios de ellos, estos son los DEM que se utilizó para este trabajo: ASTGTM S13W074 ASTGTM S13W075 ASTGTM S13W076 ASTGTM S14W074 ASTGTM S14W075 ASTGTM S14W076 ASTGTM S15W074 ASTGTM S15W075 ASTGTM S15W076 Para el ingreo se utilizara el icono Añadir capa Raster y seguidamente se ira a Raster/Miselanea/Combinar y obtenemos:

Figura 3.1: A la izquierda DEM’s solos y a la derecha DEM’s unidos

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3.2. SEGUNDO PASO UNH-EAPICH

Figura 3.2: Area de trabajo

3.2

SEGUNDO PASO

Seleccionamos el area de trabajo ingresando a Complementos/Grass/Editar la region de Grass actual ,seleccionamos el area de trabajo y obtenemos: 3.3 3.3.1

CÁLCULOS MATEMÁTICOS DE LA POBLACIÓN FUTURA Crecimiento Aritmético:

Dada la Fórmula:

 r ·t  P f = Po 1 + 100

(3.1)

Donde: P f = Población Futura (Habitantes) Po = Población Actual (Habitantes) r = Tasa Anual de Crecimiento ( %) t = periodo de Diseño, a partir del año dato para la Población Actual (Años) 3.3.2

Crecimiento Geométrico:

Dada la Fórmula:

 r t P f = Po 1 + 100

(3.2)

Donde: P f = Población Futura (Habitantes) Po = Población Actual (Habitantes) r = Tasa Anual de Crecimiento ( %) t = periodo de Diseño, a partir del año dato para la Población Actual (Años) 3.3.3

Método Exponencial:

Dada la Fórmula:



i∗t P f = Po ∗ e 100

 (3.3)

Donde: P f = Población Futura (Habitantes)

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3.4. PERIODO DE DISEÑO UNH-EAPICH

Po = Población Actual (Habitantes) i = Indice de Crecimiento Anual ( %) t = periodo de Diseño, a partir del año dato para la Población Actual (Años) 3.4

Periodo de Diseño

El periodo de diseño, es el tiempo en el cual se considera que el sistema funcionara en forma eficiente cumpliendo los parámetros, respecto a los cuales se ha diseñado determinado sistema. el periodo de diseño, tiene factores que influyen la determinación del mismo. El periodo de diseño debe ser consistente y eficiente en su totalidad, ya sea por la capacidad en la conducción de gasto deseado o por la resistencia física de las instalaciones.

Figura 3.3: Periodo De Diseño

Vin

Vout (con Carga)

Vout (Sin Carga)

0.7 1.1

0.43 1.3

0.84 1.58

Cuadro 3.1: Experimentales

Adams, John Adams, Cynthia Williams, George Williams, Joan

I17 E38 I25 I13

S28 N17 N7 N38

87 68 123 72

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3.4. PERIODO DE DISEÑO UNH-EAPICH

H

Factor

DH

Qo

QI

DV

V

h

Sh

hasumido

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00

0.85 0.90 1.02 1.18 1.00 1.10 1.10 0.95 0.95 0.90 0.85 0.85

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

3.474 3.842 4.169 4.823 4.087 4.496 4.496 3.883 3.883 3.678 3.474 3.474

1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94

-1.534 -1.902 -2.229 -2.883 -2.147 -2.556 -2.556 -1.943 -1.943 -1.738 -1.534 -1.534

-11.044 -13.693 -16.047 -20.755 -15.458 -18.401 -18.401 -13.987 -13.987 -12.516 -11.044 -11.044

-0.174 -0.215 -0.252 -0.326 -0.243 -0.289 -0.289 -0.220 -0.220 -0.197 -0.174 -0.174

-0.174 -0.389 -0.641 -0.967 -1.210 -1.500 -1.789 -2.009 -2.229 -2.425 -2.599 -2.772

2.626 2.411 2.159 1.833 1.590 1.300 1.011 0.791 0.571 0.375 0.201 0.028

Cuadro 3.2: Factor Horario;, $/lb

Cuadro 3.3: Add caption

H

Factor

DH

Qo=Qmh*f

QI=Qmd

DV=QI-QS

V(m3)

h(m)

Sh

hasumido

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00

0.85 0.94 1.02 1.10 1.10 1.10 1.30 0.90 0.90 1.20 0.90 0.60 0.60

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

72.718 80.417 87.261 94.105 94.105 94.105 111.215 76.995 76.995 102.660 76.995 51.330 51.330

80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00 80.00

7.283 -0.417 -7.261 -14.105 -14.105 -14.105 -31.215 3.005 3.005 -22.660 3.005 28.670 28.670

52.434 -3.002 -52.279 -101.556 -101.556 -101.556 -224.748 21.636 21.636 -163.152 21.636 206.424 206.424

0.524 -0.030 -0.523 -1.016 -1.016 -1.016 -2.247 0.216 0.216 -1.632 0.216 2.064 2.064

0.524 0.494 -0.028 -1.044 -2.060 -3.075 -5.323 -5.106 -4.890 -6.521 -6.305 -4.241 -2.177

7.524 7.494 6.972 5.956 4.940 3.925 1.677 1.894 2.110 0.479 0.695 2.759 4.823

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4

POBLACIÓN FUTURA (Pf) Y DEMANDA BASE (Q)

La dotación es la cantidad de agua asignada a cada habitante, considerando todos los consumos de los servicios y las perdidas físicas en el sistema, en un día medio anual; sus unidades están dadas en L/Hab/Día. Volumen total Anual Utilizado (4.1) Dotacion ´ = 365 ∗ N de Habitantes 4.1

Demanda de Agua

La dotación media de una población se obtiene a partir de un estudio de demandas dividiendo el consumo total, que incluye servicio domestico, comercial, industrial y de servicios públicos, y las perdidas físicas del agua, entre el numero de habitantes de la localidad. Considerando los factores que determinan la variación de la demanda de consumo de agua en las diferentes poblaciones; se asignan las dotaciones en base al numero de habitantes y a las diferentes regiones del país. 4.2

Variación de Consumo

El R.N.E., recomienda que los valores de las variaciones de Consumo referidos al promedio diario anual deben ser fijados en base a un análisis de información estadística comprobada. Si no existieran los datos, se puede tomar en cuenta lo siguiente: Máximo Anual de la Demanda Diaria 1.3 Máximo Anual de la Demanda Horaria 1.8 a 2.5 En general la finalidad de un sistema de abastecimiento de agua es la de suministrar agua a una comunidad en forma continua y con presión suficiente a fin de satisfacer razones sanitarias, sociales, económicas y de confort, propiciando así su desarrollo de la población. 4.2.1

Consumo Promedio Anual

Se define como el promedio de los consumos diarios durante un año de registros expresados en Litros por Segundo l/s. Los consumos de agua de una localidad muestran variaciones estacionales, mensuales, diarias y horarias. Estas pueden expresarse en función del consumo medio Qm. Qm =

Poblacion ´ Futura ∗ Dotacion ´ 86400 Seg/Dia

(4.2)

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4.2. VARIACIÓN DE CONSUMO UNH-EAPICH

4.2.2

Variaciones Diarias

Varia durante el año, en función de las condiciones de climatologías y hábitos de la población, es así en los días de una semana se dan consumos máximos y mínimos. 4.2.3

Consumo Máximo Diario Qmd

Es el día de máximo consumo de una serie de registros observados durante los días del año. Qmd = K1 ∗ Qm

(4.3)

Según el R.N.E. el máximo anual de la demanda diaria K1 es igual a 1.3.

Figura 4.1: Diagrama de Variaciones diarias de Consumo

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PROGRAMACIÓN EN PYTHON

Algoritmo 5.1: Calculo de la Población Futura Data: Po , Población Inicial(Habitantes) T , Periodo de Diseño(Años) r , Tasa de Crecimiento(Porcentaje %) Result: Población Final y Caudal Medio(P f , Qm) 1 Po , T ∈ Z. r ∈ R.; 2 while Po , T y r 6= 0 do 3 Pf = Método Característico (a, g, e); Pf ∗ Dot ; 4 Qm = 86400 5 Dot =Dotación de la Ciudad de Huancavelica; 6

5.1

return (Pf , Qm ) = Qmd ;

Datos Generales

a) El abastecimiento de la ciudad de Huancavelica, según referencias de EMAPA S.A. HUANCAVELICA; abastece a 10 sectores: con una Población Actual, teniendo como antecedentes el ultimo Censo realizado el año 2009. Po = 40, 345 (Hab.) b) La tasa de Crecimiento planteada para los años 2009-2015 es de 1.2-1.6 %; de la cual se considerara el valor de r = 1,2 %. c) El periodo de diseño(T), es considerado según las clases académicas con un valor de T = 20 años.

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5.1. DATOS GENERALES UNH-EAPICH

Figura 5.1: Algoritmo de Solución

Figura 5.2: Presentación de resultados

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Índice general

1

Capítulo 1 ASPECTOS GENERALES 1.1

INTRODUCCIÓN

2

Capítulo 2

3

Capítulo 3

OBJETIVOS

PROCESO DE DELIMITACION 3.1 3.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.4

7

PRIMER PASO 3 SEGUNDO PASO 4 CÁLCULOS MATEMÁTICOS DE LA POBLACIÓN FUTURA Crecimiento Aritmético: 4 Crecimiento Geométrico: 4 Método Exponencial: 4 Periodo de Diseño 5

4

Capítulo 4 POBLACIÓN FUTURA (Pf) Y DEMANDA BASE (Q) 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3

9

1

Demanda de Agua 7 Variación de Consumo 7 Consumo Promedio Anual 7 Variaciones Diarias 8 Consumo Máximo Diario Qmd

8

Capítulo 5 PROGRAMACIÓN EN PYTHON 5.1

Datos Generales

9

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