• Author / Uploaded
• mskaryb

• Categories
• Precipitación
• Suelo
• Lluvia
• Escorrentía superficial
• Hidrología

Citation preview

MÉTODO DEL NÚMERO DE CURVAS (CN) •

Es un método presentado por el Servicio de Conservación de Suelos (SCS) de los Estados Unidos.

•

Es una técnica muy utilizada por la hidrología operacional debido a su simplicidad y a su facilidad de uso tanto en cuencas medianas como pequeñas.

•

El parámetro de mayor importancia es la altura de agua generada por las precipitaciones (lluvias).

•

Pasando a segundo plano su intensidad

1. RETENCION POTENCIAL MÁXIMA (S) : •

Acumulación máxima de agua en todo tipo de suelo

•

El número de curvas (CN) y la retención potencial máxima se relacionan por:

S=

1000 −10 CN

(plg) ……. (1)

2. ABSTRACCIÓN •

Capacidad de las cuencas de absorber el flujo de agua, está en razón inversa con el número de curva (CN) CN = 100

no hay abstracción posible. Lluvia que escurre =

lluvia total CN = 1

toda la lluvia es abstraída. Lluvia que escurre = 0

3. ABSTRACCIÓN INICIAL ( I a ) 

Considera como un porcentaje de la retención potencial máxima.



Por datos experimentales se toma igual a: I a=0.2∗S



(plg) ……. (2) La abstracción inicial comprende: o La infiltración o La evaporación o El almacenamiento superficial Antes del inicio de la lluvia.

4. ALTURA DE EXCESO DE PRECIPITACIÓN O ESCORRENTÍA DIRECTA (Pe)

Entonces: Fa Pe = S Pa Se reemplaza: Fa =Pa−P e Se obtiene: Pe=

Pa2 ( Pa+ S)

Luego: Pa=P−I a Se deduce:

Pe=

( P−Ia )2 P−Ia +S

Donde: Pe=

( P−Ia )2 P−Ia +S

Finalmente:

( P−0.2∗S )2 Pe= P+ 0.8∗S

(plg)

5. INFLUENCIA DE ALGUNOS FACTORES SOBRE EL NUMERO DE CURVAS 5.1. Tipo de suelo Esta descrito por lo que se conoce como Clasificación Hidrológica del Suelo. ■ GRUPO HIDROLOGICO A Bajo potencial de escorrentía, gran infiltración aunque estén saturados. Suelos profundos bien drenados o gravas. Arena profunda. ■ GRUPO HIDROLOGICO B Tasas de infiltración moderadas cuando están saturados. Suelos

moderadamente

profundos

o

profundos

de

moderadamente a bien drenados con texturas finas a medianas. Limos. ■ GRUPO HIDROLOGICO C Tasa de infiltración bajas. Suelos con capas que impiden movimiento vertical.(hacia abajo) Texturas medio finas a finas con alto contenido de Arcilla. ■ GRUPO HIDROLOGICO D Alto potencial de escorrentía. Capacidad baja de infiltración. Suelos arcillosos expansivos con nivel freático alto, arcillas altamente plásticas y ciertos suelos salinos.  

5.2. Usos del suelo y tratamiento Describe el tipo y condición de la cobertura vegetal. El método SCS distingue tres clases de tierras según su uso y tratamiento:

o Tierra cultivadas o Tierras cubiertas de pastos o hierbas o Tierras cubiertas de bosques o arboledas

5.3. Condición Antecedentes de Humedad Se refiere a la capacidad de la superficie de la cuenca para favorecer o dificultar el escurrimiento directo. El método SCS usa tres intervalos de antecedentes de humedad: ■ AMC (I) Condiciones secas Los suelos de la cuenca están lo suficientemente secos para permitir el arado o cultivo. ■ AMC ( II ) Condiciones normales Asociado a crecidas anuales o promedios, se encuentra en estado de humedad normal. ■ AMC ( III ) Condiciones húmedas la cuenca esta prácticamente saturada por lluvias anteriores.

Los números de curva se aplican para condiciones antecedentes de humedad normales, y se establecen las siguientes relaciones para las otras dos condiciones: CN ( I )=

4.2 CN ( II ) 23 CN (II ) CN ( III )= 10−0.058CN (II ) 10−0.13 CN ( II )

6. PROBLEMAS RESUELTOS

PROBLEMA

1.

Un

suelo

está

clasificado

en

un

sub-grupo

comprendido en la mitad entre los grupos B y C. Los usos de la tierra son: «Cereales sembrados en fila buena rotación» y «legumbres Sembradas en fila, buena rotación». ¿Determinar el número de la curva para el sub-grupo? SOLUCIÓN: Usando la tabla del SCS se busca el NC para cada uno de los 4 grupos de suelos y los 2 usos de la tierra. Estos resultados aparecen a continuación:

A continuación se grafican los 4 grupos de suelos para cada uso tomando cada NC como el punto medio de un grupo de suelos y se traza una curva uniendo estos puntos. Cada uso de la tierra tiene su propia curva y en el presente caso existen 2 curvas, las que se muestran En el grafico siguiente:

De una manera general se hace una interpolación grafica para determinar la posición del Sub-grupo entre los 2 grupos. En el presente caso y como el sub-grupo se encuentra en la mitad entre B y C, obtienen los puntos a y b por los que se llevan horizontales que cortan al eje de los números de la curva NC en los puntos 77 y 82 respectivamente.

PROBLEMA 2. Una cuenca de 255 Ha tiene 162 Ha con cultivos de surcos en curvas de nivel y buena rotación; 93 Ha en praderas sembrales con curvas de nivel y buena rotación. Todos los suelos son del Grupo B. Hallar el escurrimiento directo para una lluvia de 130 mm cuando la cuenca tiene un CAH-II. SOLUCIÓN Usando la tabla del SCS (Tabla B) se obtiene NC=75 para cultivos y NC=69 para praderas. En la figura Pq=f(P) y para P=13cm se obtiene: P q=6.5cm para NC=75 y Pq=5.35cm para NC=69 Luego se halla la media pesada del escurrimiento según el cuadro siguiente:

COMPLEJO HIDROLÓGICO CULTIVOS PRADERAS Totales

Ha 162 93 255

Media = 1550.55 / 255 = 6.08 cm.

Pq (cm) 6.5 5.35

Ha x Pq 1053 497.55 1550.55

PROBLEMA 3. Durante una tormenta se constató una altura media de lluvia de 120 mm de agua caída sobre una cuenca con una cobertura de buenos pastos en suelos del grupo C y con una condición de humedad CAH-II. Se pide estimar el escurrimiento directo (efectivo). SOLUCIÓN: De la tabla del SCS (Tabla B), para buenos pastos del grupo C y para un CAH-II se lee NC=74. Con este valor 74 y por interpolación para una altura de lluvia de 12cm en la curva Pq = f(P) se lee aproximadamente 5.5 cm para la altura de lluvia convertida en escurrimiento. Este problema se puede resolver de forma analítica utilizando la siguiente fórmula: 2

[CN ( P+5.08 )−508] P e= =5.45 cm. CN [ CN ( P−20.32 )+ 2032] Donde: CN = 74 P = 12 cm.

7. PROBLEMAS PROPUESTOS PROBLEMA 1. A partir de los datos anuales de lluvia y escurrimiento dados a continuación, expresados en centímetros de lámina de agua. Hallar el número de curvas NC correspondientes y para un antecedente o condición anterior de humedad CAH-II.

PROBLEMA 2. Una cuenca que tiene un numero de curva CN = 75 tiene

un

escurrimiento

directo

de

40.00

(mm)

¿Cuál

es

el

escurrimiento comparable de una cuenca cerca q posee un NC = 85?

PROBLEMA 3. Con los datos del problema propuesto N°2, se pide estimar el escurrimiento para un CAH-I y un CAH-III y comparar los resultados con el obtenido para el caso de CAH-II

PROBLEMA 4. Con los datos del problema propuesto N°4, se pide estimar el escurrimiento a partir del NC obtenido de una media pesada. 8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS  AGUSTÍN CAHUANA ANDIA. Material de apoyo

didáctico para la enseñanza y aprendizaje de la  

asignatura de hidrologia civ-233. DR. ING. LUIS V. REYES CARRASCO Hidrología Basica. Primera edición 1992. REYES CARRASCO

L.V.

Determinación

de

las

características Fisiológicas de una cuenca; conferencias; 1986, 1963 

http://www.aguastenerife.org/JornadasHidrologiaSupTfe/pdf/Ponencias/JHSTsep09-II05-PDM-JLG-CaracParam.pdf



http://wegc203116.uni-graz.at/meted/hydro/basic/UnitHydrograph_es/print_version/01introduction.htm



http://www.alejandrobarzi.com/gestion-de-las-aguas-y-el-territorio/manual-de-la-cuencadel-lago-puelo/los-rios

ANEXOS

TABLA A. Representación Gráfica de la relacion Lluvia – Escurrimiento para diveros valores de CN.

TABLA B. Número de curva de Escurrimiento para complejos hidrológicos de suelo – cobertura. (Para CAH II)