TFG_MARTA_RODRIGUEZ_FERMOSEL

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TRABAJO FIN DE GRADO 
 
 
 
 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA 
PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) Y PROPUESTA 
DE ADECUACIÓN DE SU ALIVIADERO 
 
 
 
 
 
 
AUTOR: RODRÍGUEZ FERMOSEL, MARTA 
ESPECIALIDAD: CONSTRUCCIONES CIVILES E HIDROLOGÍA 
TUTOR: CABALLERO JIMÉNEZ, FRANCISCO JAVIER 
FECHA DE PRESENTACIÓN DEL PROYECTO: JULIO 2022 
 
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID 
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE 
CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 
GRADO EN INGENIERÍA CIVIL 
 
 
 
 
 
ÍNDICE GENERAL 
 
DOCUMENTO I: MEMORIA 
MEMORIA DESCRIPTIVA 
ANEJOS DE LA MEMORIA 
ANEJO I: ESTUDIO HIDROLÓGICO 
ANEJO II: ESTUDIO DE LAMINACIÓN 
ANEJO III: ESTUDIO DE RESGUARDOS 
ANEJO IV: ACONDICIONAMIENTO DEL CANAL DE DESCARGA 
ANEJO V: JUSTIFICACIÓN DE PRECIOS 
ANEJO VI: PRESUPUESTO 
DOCUMENTO II: PLANOS 
PLANO DE SITUACIÓN 
PLANTA DEL CANAL CON LÍNEAS DEL TERRENO 
PERFIL LONGITUDINAL 
PERFILES TRANSVERSALES 
SECCIONES DEL CANAL 
 
 
 
 
DOCUMENTO I: MEMORIA 
MEMORIA DESCRIPTIVA 
 
 
 
ÍNDICE 
 
1 ANTECEDENTES ......................................................................................................................... 1 
2 OBJETO DEL PROYECTO .......................................................................................................... 1 
3 UBICACIÓN DE LA PRESA ........................................................................................................ 2 
4 DATOS TÉCNICOS DE LA PRESA ............................................................................................ 2 
4.1 CUERPO DE LA PRESA ................................................................................................................... 2 
4.2 ALIVIADERO .................................................................................................................................... 3 
4.3 TOMA Y DESAGÜE DE FONDO ..................................................................................................... 4 
4.4 CÁMARA DE VÁLVULAS Y GALERÍA ........................................................................................ 5 
5 MARCO NORMATIVO ................................................................................................................ 5 
6 CLASIFICACIÓN DE LA PRESA ................................................................................................ 5 
6.1 CLASIFICAIÓN EN FUNCIÓN DE SUS DIMENSIONES .............................................................. 6 
6.2 CLASIFICACIÓN EN FUNCIÓN DEL RIESGO POTENCIAL ...................................................... 6 
6.3 CLASIFICACIÓN EN FUNCIÓN DE SU TIPOLOGÍA ................................................................... 7 
6.4 AVENIDA A CONSIDERAR............................................................................................................. 8 
7 CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS Y GEOTÉCNICAS ........................................................ 8 
8 CARACTERIZACION DE LA CUENCA .................................................................................... 8 
9 DATOS METEOROLÓGICOS ..................................................................................................... 9 
10 ESTUDIO HIDROLÓGICO ........................................................................................................ 10 
11 ESTUDIO DE LAMINACIÓN .................................................................................................... 11 
12 ESTUDIO DE RESGUARDOS ................................................................................................... 12 
13 ACONDICIONAMIENTO DEL CANAL DE DESCARGA ...................................................... 12 
14 JUSTIFICACIÓN DE PRECIOS ................................................................................................. 14 
15 PRESUPUESTO ........................................................................................................................... 14 
 
 
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES 
 
Ilustración 1. Situación geográfica de la presa de Villafría (visor Iberpix, Instituto Geográfico 
Nacional). ....................................................................................................................................... 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ÍNDICE DE TABLAS 
 
Tabla 1. Caudales máximos para los periodos de retorno de estudio resultantes de CAUMAX sin 
considerar el factor reductor en función del periodo de retorno. .................................................. 10 
Tabla 2. Caudales máximos para los periodos de retorno de estudio resultantes de CAUMAX 
considerando el factor reductor en función del periodo de retorno. ............................................. 10 
Tabla 3. Caudales máximos y volúmenes de avenida para un periodo de retorno de 1.000 años y 
diferentes duraciones de lluvia. .................................................................................................... 10 
Tabla 4.Tabla de resultados de la modelación hidrológica de HEC-HMS sin los desagües de fondo.11 
Tabla 5. Tabla de resultados de la modelación hidrológica de HEC-HMS con los desagües de fondo.
 ...................................................................................................................................................... 12 
 
 
 
 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
 
Memoria Descriptiva 1 
 
1 ANTECEDENTES 
 
La Junta de Castilla y León, a través de la Consejería de Agricultura, Ganadería y Montes y de la 
Dirección General de Reforma Agraria, llevó a cabo en 1985 un estudio con el fin de conocer las 
posibilidades de ejecutar pequeños embalses, mediante la ejecución de presas con materiales locales, 
para establecer así un uso de agua de regadío para distintas zonas de la región. 
En 1995, la sección de regadíos del área de infraestructuras Agrarias del Servicio Territorial de 
Agricultura y Ganadería de Palencia, elaboró un estudio que proponía la regulación del río Valdavia 
con la construcción de cinco embalses, entre ellos el de Villafría. Finalmente, en 1998, se realiza por 
petición de la Dirección General de Estructuras Agrarias de la Junta de Castilla y León, el estudio de 
viabilidad técnica del embalse sobre el arroyo de Villafría. 
La Junta de Castilla y León declara de utilidad pública e iteres general las obras y mejoras a realizar 
en la ``Zona Regable del río Valdavia´´, que deberán estar integradas en el correspondiente ``Plan de 
Mejoras Territoriales y Obras a realizar por la Consejería de Agricultura y Ganadería. Debido a esto, 
se elaboró un ``Plan de Mejoras Territoriales y Obras de la zona de Concentración Parcelaria de la 
zona regable del Río Valdavia´´, aprobado en julio del 2004, en el que se incluyen las obras de la 
presa sobre el arroyo de Villafría. 
El proyecto original, Presa sobre el arroyo de Villafría T.M de Santibáñez de la Peña (Palencia) es 
redactado en junio de 2002 y fue aprobado en marzo de 2007, siendo la fecha de comienzo de las 
obras en diciembre de 2007. 
Previamente a la finalización de las obras del proyecto original, en 2009 se redacta el Proyecto 
Modificado Nº1 y es autorizado por la Dirección General de Estructuras Agrarias de la Junta de 
Castilla y León. Esta modificación del proyecto original tiene como objeto la definición y valoración 
de las obras necesarias para la construcción de la Presa sobre el arroyo de Villafría, cuyo fin es la 
puesta en regadío de 3.000 ha, lo que implica la modificación de algunos aspectos del Proyecto 
original. En este último proyecto se definen nuevamente la sección tipo de la presa, los materiales a 
emplear en el cuerpo de la presa, la toma y desagüe de fondo y el aliviadero. 
 
2 OBJETO DEL PROYECTO 
 
El objeto del presente Trabajo de Fin de Grado es la evaluación de la seguridad hidrológica de la 
presa de Villafría, en la provinciade Palencia, con relación a lo definido en el Proyecto Modificado 
Nº1, que será citado como proyecto modificado a lo largo del estudio, cada vez que se haga referencia a él. 
Esta evaluación implica la realización de un estudio hidrológico en el que estudiará si la presa está 
bien dimensionada siendo capaz de almacenar el volumen de avenida de proyecto y de evacuar los 
caudales máximos de avenida. Posteriormente se va a realizar un estudio de laminación y un estudio 
de resguardos con el fin de comprobar que no se produce vertido por coronación cumpliendo con un 
resguardo normal y un resguardo mínimo de acuerdo con la normativa a la que está sujeta la presa de 
este estudio y constatar el correcto dimensionamiento de la presa de Villafría. 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
 
Memoria Descriptiva 2 
 
En el caso de que la normativa no se cumpla se realizará un estudio de soluciones alternativas para 
asegurar su cumplimiento, y, por el contrario, se propondrá el acondicionamiento del canal de 
descarga. 
3 UBICACIÓN DE LA PRESA 
 
La presa de Villafría está ubicada en el término municipal de Santibáñez de la Peña, en la provincia 
de Palencia, en las coordenadas geográficas 42o 48´ 18,94´´ N y 4o 41´ 4,82´´ O. 
El Arroyo de Villafría es el principal arroyo de los cauces vertientes al embalse de Villafría, que 
continúa aguas debajo de la presa, pasando por Villalbeto de la Peña y vierte sus aguas al río 
Valdavia, perteneciendo así a la cuenca hidrográfica del Duero. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 DATOS TÉCNICOS DE LA PRESA 
 
En este apartado de muestra un informe de los datos técnicos detallados de la presa de Villafría en el 
proyecto modificado. 
Únicamente se han recopilado los datos necesarios para el estudio hidrológico de este documento. 
 
4.1 CUERPO DE LA PRESA 
 
La presa de estudio es una presa de materiales sueltos compuesta en planta por dos alineaciones 
rectas de 103,70 m y 220 m, unidas mediante un acuerdo curvo de 79 m de radio y 13,90 m de 
longitud, formando un ángulo de 166o entre ellas con una longitud total de 343 m. Cuenta con una 
altura sobre cimientos de 46,50 m, alcanzando la cota de coronación de 1.117,50 m. 
Ilustración 1. Situación geográfica de la presa de Villafría (visor Iberpix, 
Instituto Geográfico Nacional). 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
 
Memoria Descriptiva 3 
 
El cuerpo de la presa consta de un pedraplén de escollera con un núcleo impermeables de arcilla con 
una anchura de coronación de 8 m y con un talud externo de 1,8H:1V aguas arriba y de 1,6H:1V 
aguas abajo. Además, está dotado de una berma intermedia de 4 m de anchura en el talud de aguas 
abajo, situada a la cota 1.094,25 m. 
En el espaldón aguas arriba existen 6 niveles drenantes horizontales de 70 m de espesor situados a 
partir de la mitad del espaldón hasta la coronación, separados entre 7 m y 7,50 m, a las cotas de 
1.074, 1.081, 1.088, 1.095, 1.102,5 y 1.110 m. 
El espaldón aguas abajo está protegido con una capa de tierra vegetal de 30 cm de espesor. 
El núcleo impermeable tiene una altura de 116,90 m disponiendo de taludes 1H:3V aguas arriba y 
aguas abajo. Los filtros que están en contacto con el núcleo, tanto aguas arriba como aguas abajo, 
están compuestos por material granular de 3 m de espesor y con taludes iguales a los del núcleo. 
Con el fin de asegurar la salida de agua que recoge el filtro aguas abajo y las posibles fugas 
eventuales por la cimentación, dicho filtro, de naturaleza silícea, se prolonga en la base de la presa 
cubriendo toda la anchura del cauce, por lo que cuenta con un dren de pie horizontal de 12 m de 
anchura y 1,50 m de espesor protegido con geotextil. Adicionalmente, hay un aforador de caudal que 
habilita la cuantificación del caudal filtrado y el análisis de la calidad de estas aguas. El filtro de 
aguas arriba es de naturaleza caliza. 
Con todo esto, la capacidad total del embalse es 12,01 hm3. La cota para el nivel máximo normal 
(NMN) alcanza los 1.114,50 m, quedando un resguardo de 3 m por debajo de la coronación de la 
presa. La máxima crecida consta de una sobrelevación de 0,98 m, por tanto, la cota para la avenida 
de proyecto (NAP) es de 1.115,48 m. 
 
4.2 ALIVIADERO 
 
La presa cuenta con un único aliviadero de labio fijo y de perfil de vertido tipo Creager, ejecutado en 
su totalidad de hormigón armado. Este aliviadero está situado en un collado a unos 310 m de 
distancia del cuerpo de la presa ejecutado en desmonte hasta alcanzar el nivel de restitución del 
cauce. 
El umbral de vertido está a la cota de 1.114,50 m y tiene un desarrollo de vertido de 49 m. 
Este aliviadero permite la salida un caudal de vertido para la avenida de proyecto de 94,36 m3/s y de 
149,38 m3/s para la avenida extrema. 
Según lo descrito en el proyecto de construcción, cuenta con un cuenco de recepción que presenta 
una planta trapecial con 43,50 m aguas arriba y 24,50 m aguas abajo, y que recoge el agua a través 
de una solera de hormigón armado de 30 cm de espesor. La longitud de dicho cuenco es de 33 m y 
está delimitado mediante muros verticales de 2 m de altura y 40 cm de espesor de hormigón armado. 
El canal de descarga conduce los caudales evacuados sobre el propio terreno rocoso excavado con 
una anchura de 29,40 m y a lo largo de 210 m hasta que se alcanza la vaguada natural. Este canal 
está dividido en tres tramos. 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
 
Memoria Descriptiva 4 
 
El primero de ellos, cuanta con una alineación recta con una longitud real de 132,30 m, superior a la 
longitud proyectada de 126 m. Este tramo empieza en la cota 1.109,24 m y acaba en la 1.103,05 m. 
El segundo tramo, a diferencia del primero, es de alineación curva de radio 200 m. Su longitud real 
es de 48,56 m y su longitud proyectada de 46,25 m. La cota inicial del segundo tramo es de 1.103,05 
m y su cota final es de 1.100,74 m. 
Por último, el tercer tramo consta también de una alineación en curva de radio 200 m al igual que el 
segundo tramo. La longitud real de este tramo es de 48,56 m y su longitud proyectada es de 34,75 m. 
El tramo final empieza en la cota 1.100,74 m y acaba en la 1.095,93 m. 
El canal de descarga finaliza en un trampolín de lanzamiento de 13,80 m de longitud y radio 14,60 
m, de manera que el cauce no se vea afectado en el punto de reintegro mediante un ángulo de 
lanzamiento de 30º. 
Cabe destacar que lo descrito en el proyecto en lo referente al aliviadero difiere de lo que realmente 
está construido, posiblemente debido a la falta de presupuesto y como consecuencia de la crisis 
económica que se originó un año antes de la ejecución de las obras del proyecto de construcción. 
Finalmente, no se llegó a construir el cuenco de recepción y el canal de descarga, además de ser de 
menor longitud, no finaliza en el punto de restitución del río con un trampolín de lanzamiento si no 
que termina en la vaguada natural. 
 
4.3 TOMA Y DESAGÜE DE FONDO 
 
Para la captación tanto para la toma como para el desagüe se realiza a través de la torre de toma. Esta 
torre es de sección rectangular con lados de 4,50 m y 4,80 m, con muros de 1 m de espesor, teniendo 
una altura de 11,85 m desde la cimentación. La torre está dividida en su interior en dos 
comportamientos mediante un muro. A través de huecos rectangulares efectuados en cada uno de 
estos compartimentos, dotados ambos de rejas de desbaste, se realiza la captación de agua. 
Las cotas de captación de la toma y los desagües de fondo son 1.083,20 m y 1.080,90 m 
respectivamente. 
Estos elementos de desagüe están situados en una galería que inicialmente funcionaba como galería 
de desvío del río y en la que, una vez acabados las obras del cuerpo de la presa, se ejecuta un tapón 
de hormigón en masa para el cierre del desvío garantizando su estanqueidad. Este tapóntiene una 
longitud de 14,15 m hasta la cámara de válvulas donde se alojan los elementos de regulación de 
ambos elementos de desagüe. 
La toma consta de una única conducción de acero de 800 mm de diámetro, situada en el interior del 
tapón de hormigón, llega a la cámara de válvulas donde está regulada por una válvula tipo Bureau. 
Aguas abajo de la cámara de válvulas, el agua discurre en la misma conducción por una galería 
visitable. La conducción cuenta con una longitud total de 165 m y debe ser capaz de aportar un 
caudal de riego de 1760 l/s. 
Al final de la toma de agua, hay un estanque amortiguador de impacto con el fin de disipar la fuerza 
hidrodinámica del agua. Este cuenco de hormigón armado tiene unas dimensiones de 4,50 x 5,60 m y 
una altura de 1,25 m. 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
 
Memoria Descriptiva 5 
 
El desagüe de fondo consta de dos conductos de acero de sección rectangular de 0,50 x 0,60 m. Estos 
conductos, al igual que la toma, discurren por el interior del tapón de hormigón, pasan por la cámara 
de válvulas donde están regulados por dos pares de compuertas tipo Bureau y desembocan en una 
galería de hormigón por la que al agua circula en lámina libre. Los dos conductos funcionando 
simultáneamente permiten la salida de un caudal máximo de vertido de 11,74 m3/s. 
 
4.4 CÁMARA DE VÁLVULAS Y GALERÍA 
 
La cámara de válvulas tiene una sección abovedada de 9 m de longitud, 3,10 m de anchura y 4,30 m 
de altura, con una radio de 1,55 m para la bóveda. En su interior se aloja la caseta de válvulas. 
La galería que se ubica aguas debajo de la cámara de válvulas cuenta con una longitud total de 
132,90 m y la sección está dividida mediante un forjado que separa la parte de arriba, por donde pasa 
la conducción de la toma y, la parte de abajo, para el desagüe en lámina libre. Por encima del 
forjado, la galería es de sección abovedada de 3,10 m de anchura, 2,55 m de altura y un radio de 1,55 
para la bóveda. Por debajo, la sección es rectangular de 2,80 m de anchura y 1,80 m de altura. 
 
5 MARCO NORMATIVO 
 
Con objeto de realizar un estudio de seguridad es necesario conocer las normas, reglamentos y guías 
a las que está sujeta la presa. 
• Normas Técnicas de Seguridad de Presas (NTS), 13 de abril de 2021. Es de carácter abierto y 
no incluye preceptos técnicos de detalle, sino criterios de control de seguridad de presas. 
Permite considerar los daños potenciales que produciría la rotura de la presa y poder 
clasificarlas, según este criterio, en diferentes categorías de riesgo y aplicar unos criterios de 
seguridad posterior a dicha clasificación. 
• Guía Técnica de Seguridad de Presas nº 4, Avenida de proyecto, del Comité Nacional 
Español de Grandes Presas (CNEGP), 1997. Debido a que, para este estudio hidrológico, es 
imprescindible conocer la relación entre los caudales máximos de avenida y su probabilidad 
de ocurrencia, esta guía recoge una serie de recomendaciones que ayudan a aumentar la 
seguridad de las presas. 
• Guía Técnica para la Clasificación de Presas (2021). De manera complementaria al 
Reglamento Técnico sobre Seguridad se Presas y Embalses y a la Directriz Básica de 
Planificación de Protección Civil ante el Riesgo de Inundaciones, facilita una metodología y 
unos criterios de clasificación. 
 
6 CLASIFICACIÓN DE LA PRESA 
 
Para el estudio de seguridad que se va a realizar en el presente trabajo, se necesita conocer la 
clasificación de la presa teniendo en cuenta la normativa detallada en el apartado anterior. 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
 
Memoria Descriptiva 6 
 
Según las Normas Técnicas de Seguridad de Presas (NTS), las presas pueden clasificarse según sus 
dimensiones, su riesgo potencial y su tipología, como se especifica a continuación. 
 
6.1 CLASIFICAIÓN EN FUNCIÓN DE SUS DIMENSIONES 
 
Según el Artículo 4.2 de las Normas Técnicas de Seguridad de Presas (NTS): 
En función de sus dimensiones: 
a) Grandes presas: tendrán esta consideración las presas que cumpla, al menos, una de las 
siguientes condiciones: 
Altura superior a 15 metros, medida desde la parte más baja de la superficie general de 
cimentación hasta la coronación. 
Altura comprendida entre 10 y 15 metros, siempre que tengan alguna de las siguientes 
características: 
Longitud de coronación superior a 500 metros. 
Capacidad de embalse superior a 1.000.000 metros cúbicos. 
Capacidad de desagüe superior a 2.000 metros cúbicos por segundo. 
 
Podrán clasificarse igualmente como ``grandes presas´´ aquellas que, aun no cumpliendo 
ninguna de las condiciones anteriores, presenten dificultades especiales en su cimentación o 
sean de características no habituales. 
b) Pequeñas presas: serán todas aquellas que no cumplan ninguna de las condiciones señaladas 
en la letra a) anterior. 
 
La presa de Villafría, cuenta con una altura desde la cimentación de 46,50 m, formando parte, por 
tanto, de la categoría de grandes presas. 
 
6.2 CLASIFICACIÓN EN FUNCIÓN DEL RIESGO POTENCIAL 
 
Según el Artículo 4.2 de las Normas Técnicas de Seguridad de Presas (NTS): 
En función del riesgo potencial que puede derivarse de su posible rotura o de su funcionamiento 
incorrecto, todas las presas deberán clasificarse, de acuerdo con la Directriz de Planificación de 
Protección Civil ante el Riesgo de Inundaciones, en alguna de las siguientes categorías: 
a) Categoría A: presas cuya rotura o funcionamiento incorrecto puede afectar gravemente a 
núcleos urbanos o servicios esenciales, así como producir daños materiales o 
medioambientales muy importantes. 
b) Categoría B: presas cuya rotura o funcionamiento incorrecto puede ocasionar daños 
materiales o medioambientales importantes o afectar a un reducido número de viviendas. 
c) Categoría C: presas cuya rotura o funcionamiento incorrecto puede producir daños materiales 
de moderada importancia y sólo incidentalmente pérdida de vidas humanas. 
En todo caso, a esta última categoría pertenecerán todas las presas no incluidas en las categorías A o 
B. 
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Memoria Descriptiva 7 
 
Además, se hará uso de la Guía Técnica para la Clasificación de Presas para clasificar de forma 
precisa la presa de Villafría, en la cual quedan definidos los riesgos potenciales de la siguiente 
manera: 
• Núcleo urbano queda definido, de acuerdo con el Instituto Nacional de Estadística (INE), por 
un conjunto de al menos diez edificaciones que formen calles, plazas y otras vías urbanas, o 
que la población supere los 50 habitantes. 
• Servicios esenciales son aquellos que son indispensables para el desarrollo de las actividades 
humanas y económicas normales, considerándose servicio esencial aquel del que dependan al 
menos 10.000 habitantes. 
• Los daños materiales se recogen en un cuadro de clasificación de daños en función de los 
elementos afectados. 
• Los daños medioambientales se valoran únicamente en función de los elementos o territorios 
que cuenten con alguna figura legal de protección a nivel estatal o autonómico como parques 
naturales, parques nacionales, elementos de interés cultural, etc. 
La presa de Villafría dista de la pequeña localidad de Villalbeto de la Peña 1,80 km 
aproximadamente que cuenta con más de 10 viviendas y está rodeada de cultivos de secano. Esta 
superficie de cultivos no supera las 3.000 hectáreas y, además, en caso de rotura o funcionamiento 
incorrecto, no se verían afectados ni carreteras ni ferrocarriles, considerándose daños moderados. 
Según lo definido anteriormente, la categoría C, aunque considera daños materiales moderados, 
también contempla incidentalmente las pérdidas de vidas humanas, quedando descartada esta opción 
ya que existen viviendas por lo que no se puede constatar la presencia de personas ocasional o no 
previsible. Por esta razón la clasificaciónmás acertada parece la categoría B. No obstante, la 
localidad se ajusta a la definición de núcleo urbano, por lo que finalmente la presa queda clasificada 
dentro de la categoría A. 
 
6.3 CLASIFICACIÓN EN FUNCIÓN DE SU TIPOLOGÍA 
 
Según las Normas Técnicas de Seguridad de Presas (NTS): 
En función de su tipología: 
a) Presas de materiales sueltos, tanto de tierra como de escollera. 
b) Presas de gravedad. 
c) Presas de contrafuertes. 
d) Presas bóveda. 
e) Presas de bóvedas múltiples. 
f) Presas mixtas. 
g) Presas móviles. 
Como ya se ha determinado anteriormente en este documento, la presa de Villafría es una presa de 
materiales sueltos y queda clasificada como tal. 
 
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Memoria Descriptiva 8 
 
6.4 AVENIDA A CONSIDERAR 
 
Según la Guía Técnica de Seguridad de Presas nº 4 (CNEGP), para una presa de categoría A, se 
recomienda una avenida de proyecto correspondiente a 1.000 años de retorno y una avenida extrema 
de entre 5.000 y 10.000 años de retorno. 
 
7 CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS Y GEOTÉCNICAS 
 
La presa y el embalse de Villafría se encuentran situados en el borde septentrional de la cuenca del 
Duero, colindante con el Sur de la Cordillera Cantábrica. 
En el proyecto modificado se llevó a cabo una campaña geotécnica de sondeos mecánicos, 
obteniéndose entonces una muy buena caracterización de la cerrada y el vaso desde el punto de vista 
estratigráfico y litológico. 
La cerrada se encuentra sobre conglomerados calcáreos terciarios masivos, recubiertos por suelos 
aluviales en el fondo del valle. El vaso del embalse cuenta con los mismos conglomerados masivos y 
recubrimientos aluviales en el fondo del valle, pero con ciertos recubrimientos coluviales en el pie de 
las laderas. 
El conglomerado que forma el sustrato rocoso donde se apoya el núcleo de la presa es muy sano e 
impermeable según los ensayos Lugeon realizados. 
Las excavaciones de los conglomerados terciarios requirieron la utilización de voladuras para la 
extracción del material mientras que los suelos cuaternarios y las arcillas para el núcleo presentaban 
mejor excavabilidad pudiendo ser excavados con maquinaria convencional. 
En general, en base a estas características del proyecto anterior, se asume una buena caracterización 
tanto de la cerrada como del vaso. 
 
8 CARACTERIZACION DE LA CUENCA 
 
A continuación, se muestran las características principales de la cuenca de estudio necesarias para la 
realización del estudio hidrológico, detalladas en el anejo I de este documento. 
Superficie de la cuenca 37,23 km 
Elevación máxima de la cuenca 1952,03 m 
Elevación mínima de la cuenca 1111,08 m 
Longitud del cauce principal 6,67 km 
Cota máxima del cauce 1420,61 m 
Cota mínima del cauce 1076,31 m 
Pendiente del cauce 0,05 
Tiempo de concentración 2,23 h 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
 
Memoria Descriptiva 9 
 
 
 
 
 
 
9 DATOS METEOROLÓGICOS 
 
Para realizar un estudio hidrológico son necesarias las precipitaciones máximas diarias para cada 
periodo de retorno, en este caso, para el periodo de retorno de 1.000 años que corresponde a la 
avenida de proyecto. 
Estos valores de precipitación se han obtenido mediante los datos disponibles de CAUMAX y de los 
mapas de precipitación de las Máximas Luvias Diarias en la España Peninsular de la Dirección 
General de Carreteras. Una vez hallados los datos y debido a que los datos obtenidos mediante la 
aplicación son CAUMAX son mayores, se decide que serán los valores más apropiados para realizar 
el estudio y así quedar del lado de la seguridad. 
Posteriormente, se realiza la distribución de la precipitación para un intervalo de duración de la lluvia 
inferior o igual al 20% del tiempo de concentración de la cuenca, según el método del hidrograma 
unitario triangular de Témez. Por tanto, el intervalo asumido es de 15 minutos. 
Para el cálculo de los hietogramas sintéticos debe considerarse que la precipitación máxima en 24 
horas se ve influida por el coeficiente de reducción temporal (α) y el coeficiente de reducción areal 
(), ya que no llueve con la misma intensidad a lo largo de la duración de la lluvia y la precipitación 
máxima no es simultánea en toda el área de la cuenca. 
Ha sido necesario realizar la búsqueda de los datos recogidos en una serie de observatorios con 
pluviógrafos repartidos sobre el territorio nacional. Próximos a la presa de Villafría, se encuentran 
las estaciones de Aguilar del Campo y la de Compuerto. 
• Estación Aguilar: ubicada en el término municipal de Aguilar del Campo, en la provincia de 
Palencia, dista de la presa de Villafría unos 32,85 km aproximadamente y cuenta con una 
altitud de 900,41 m, valor muy cercano a la altitud de la cerrada. Tiene datos disponibles 
desde 1973 hasta 2019, es decir, una serie de datos hidrológicos de 46 años, por lo que se 
considera representativa de la cuenca. 
• Estación Compuerto: ubicada en el término municipal de Velilla del Río Carrión, en la 
provincia de Palencia, dista de la presa de Villafría unos 13,70 km y está situada a una altitud 
de 925,70 m. esta estación cuenta con datos disponibles desde 1976 hasta 2019, es decir, una 
serie de datos hidrológicos de 43 años, menor que la estación de Aguilar, pero 
considerándose de igual manera representativa de la cuenca. 
De estas dos estaciones cercanas a la presa de Villafría, finalmente se ha considerado más 
representativa la estación de Compuerto, ya que es la más próxima y la diferencia de altitud con la 
presa es menor. 
Tiempo de retardo 0,78 h 
Umbral de escorrentía 21,80 mm 
Numero de curva 69,64 
Coeficiente corrector del umbral de escorrentía 0,70 
Umbral de escorrentía corregido 15,26 mm 
Índice de torrencialidad 9 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
 
Memoria Descriptiva 10 
 
Una vez se han recopilado los datos de las precipitaciones y los coeficientes reductores, se halla la 
precipitación acumulada para los diferentes periodos de retorno. 
Finalmente se han elaborado los hietogramas, mediante el método de bloques alternos, 
correspondientes a las duraciones de lluvia de 1,5, 3, 6, 12 y 24 horas, en intervalos de 15 min, para 
el período de retorno de avenida de proyecto de 1000 años. 
 
10 ESTUDIO HIDROLÓGICO 
 
El estudio hidrológico llevado a cabo tiene la finalidad de estimar los caudales máximos de avenida y 
conocer si el aliviadero diseñado anteriormente cuenta con la capacidad necesaria para la evacuación 
de la avenida de proyecto de 1.000 años de periodo de retorno. 
Esta estimación se ha realizado consultando el Mapa de Caudales Máximos (CAUMAX) para el cual 
es necesario el método racional modificado incorporado en el propio programa, determinándose los 
caudales máximos para periodos de retorno de 2, 5, 10, 25, 50, 100, 500 y 1.000 años que se 
muestran en la siguientes tablas, en las que una de ellas muestra los caudales sin tomar en 
consideración de un factor corrector del umbral de escorrentía en función del periodo de retorno, que 
reduce los caudales máximos de la cuenca, y la otra si tiene en cuenta este factor reductor. 
 
 
 
 
 
 
 
Otra forma de estimar estos caudales ha sido mediante un modelo hidrológico en el programa HEC-
HMS, que permite conocer tanto el caudal punta como los caudales de entrada y salida del embalse, 
como se puede ver en la siguiente tabla, en este caso solo para el periodo correspondiente a la 
avenida de proyecto (T1000). 
 
 
 
 
 
 
 
T (años) 2 5 10 25 50 100 500 1000 
Q (m3/s) CAUMAX 29 49 65 90 110 133 193 199 
Tabla 1. Caudales máximos para los periodos de retorno de estudio resultantes de CAUMAX sin 
considerar el factor reductor en función del periodo de retorno. 
 T (años) 2 5 10 25 50 100 500 1000 
Q (m3/s) CAUMAX 39 55 65 80 91 101 128 134 
Tabla 2. Caudales máximospara los periodos de retorno de estudio resultantes de CAUMAX 
considerando el factor reductor en función del periodo de retorno. 
Caudal punta (m3/s) 
Periodo de retorno T(años) 
Duración de la precipitación (h) 
1,5 3 6 12 24 
1.000 77,9 91,1 110,3 178,8 190,4 
Volumen de avenida (hm3) 
Periodo de retorno T(años) 
Duración de la precipitación (h) 
1,5 3 6 12 24 
1.000 0,35 0,46 0,65 1,43 2,34 
Tabla 3. Caudales máximos y volúmenes de avenida para un periodo de retorno de 1.000 años y 
diferentes duraciones de lluvia. 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
 
Memoria Descriptiva 11 
 
Además de los resultados obtenidos en este estudio, se han comprado con los valores del proyecto 
modificado en el que lo caudales fueron calculados por otros métodos y cuando no se contaba con 
los mismos medios. 
Con los resultados de ambos proyectos, se puede observar que son valores muy similares a excepción 
de los obtenidos por CAUMAX, que son más elevados. Aun así, se desprecian los valores de 
CAUMAX frente a los de HEC-HMS, ya que este último permite conocer el hidrograma de entrada 
ofreciendo así datos más completos. 
Finalmente, los resultados más adecuados correspondientes a la avenida de proyecto son los 
obtenidos mediante HEC-HMS, con un caudal punta de 190,40 m3/s y un volumen de avenida de 
2,34 hm3. Esto implica que el aliviadero cuenta con un buen dimensionamiento por lo que no es 
necesario realizar nuevas modificaciones. 
 
11 ESTUDIO DE LAMINACIÓN 
 
El estudio de laminación tiene como objetivo la comprobación del dimensionamiento en lo referente 
a niveles de volumen almacenado y será complementado con un estudio de resguardos. 
A través de modelos hidrológicos en HEC-HMS, se puede conocer tanto el hidrograma de entrada 
como el de salida, los cuales nos aportan la información sobre los caudales máximos de entrada y de 
salida del embalse, así como los volúmenes almacenado. Esto permite conocer el efecto laminador 
del embalse. 
Para ello se han tenido en cuenta dos hipótesis, la primera de las hipótesis, es la situación más 
desfavorable en la que los desagües de fondo no son operativos, la segunda hipótesis, en la que se 
considera el funcionamiento total de los órganos de desagüe. Esto queda reflejado a continuación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Modelación hidrológica sin desagües de fondo 
Periodo de retorno de 1.000 años 
Duración de la precipitación (h) 
1.5 3 6 12 24 
Caudal punta de entrada (m3/s) 77,9 91,1 110,3 178,8 190,4 
Caudal punta de salida (m3/s) 14 19,4 26,2 51,6 64,7 
Volumen de avenida de entrada (hm3) 0,35 0,46 0,65 1,43 2,34 
Volumen de avenida de salida (hm3) 0,34 0,45 0,63 1,41 2,31 
Elevación máxima (m) 1114,8 1114,8 1114,9 1115,1 1115,2 
Tabla 4.Tabla de resultados de la modelación hidrológica de HEC-HMS sin los desagües 
de fondo. 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
 
Memoria Descriptiva 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Además, se ha comprobado que la reducción conseguida por el efecto laminador del embalse supera 
el 50% en ambas hipótesis. 
En conclusión, para quedar del lado de la seguridad, se han adoptado los valores en los que no se 
consideran los desagües de fondo y se puede afirmar que el aliviadero de la presa de Villafría, está 
dimensionado de manera correcta de acuerdo con su capacidad de evacuación, ya que la cota máxima 
alcanzada en el embalse no supera la cota de coronación de la presa. 
 
12 ESTUDIO DE RESGUARDOS 
 
El estudio de resguardos tiene como objetivo la comprobación de los resguardos de la presa, así 
como su cumplimiento según las Normas Técnicas de Seguridad de Presas . 
Es un estudio complementario al estudio de laminación debido a que en este último no se tiene en 
cuenta la sobreelevación del nivel del embalse causada por avenidas, viento y sismo, las cuales han 
sido calculadas. 
 
 
 
Una vez obtenidas estas sobreelevaciones se han comprobado los resguardos, llegando a la 
conclusión de que se cumple con lo establecido en la normativa quedando un resguardo normal de 
1,74 m y un resguardo mínimo de 1,12 m, y pudiendo afirmar una vez más, que la presa de Villafría 
está dimensionada correctamente ofreciendo los márgenes de seguridad suficientes. 
 
13 ACONDICIONAMIENTO DEL CANAL DE DESCARGA 
 
El canal de descarga del proyecto de construcción, situado en un collado en la margen izquierda de la 
presa de Villafría, está excavado sobre el propio terreno y cuenta con una anchura en su base de 
29,40 m y una longitud, dividida en tres tramos, de 163,43 m hasta alcanzar la vaguada natural. 
Modelación hidrológica con desagües de fondo 
Periodo de retorno de 1.000 años 
Duración de la precipitación (h) 
1.5 3 6 12 24 
Caudal punta de entrada (m3/s) 77,9 91,1 110,3 178,8 190,4 
Caudal punta de salida (m3/s) 17,9 21,3 24,8 43,5 45,3 
Volumen de avenida de entrada (hm3) 0,35 0,46 0,65 1,43 2,34 
Volumen de avenida de salida (hm3) 1,69 1,74 1,83 2,38 2,91 
Elevación máxima (m) 1114,7 1114,7 1114,8 1115 1115 
Tabla 5. Tabla de resultados de la modelación hidrológica de HEC-HMS con los desagües de 
fondo. 
Sobreelevación ola máxima (SOM) 1,26 m 
Sobreelevación ola de avenida (SOA) 0,88 m 
Sobreelevación ola sísmica (SOS) 1,11 m 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
 
Memoria Descriptiva 13 
 
La propuesta de la adecuación del canal de descarga de la presa de Villafría se presenta con motivo 
de seguridad ya que el terreno sobre el que esta excavado es erosionable y presenta cárcavas, por lo 
que es predecible que, en caso de avenida, el canal podría quedar destrozado perdiendo toda su 
funcionalidad ocasionando graves daños. 
Además, el canal está proyectado para una longitud a partir de la cual el agua se encuentra con la 
vaguada natural, por esta razón se propone la adhesión de un tramo nuevo de canal que garantice la 
conducción controlada y segura del agua vertida hasta la restitución del río. 
En el proyecto de construcción se diseñó un cuenco de resalto que asegurase la formación del resalto 
hidráulico. Del estudio hidrológico realizado en este proyecto, se sabe que el máximo caudal 
desaguado es de 64,70 m3/s teniendo en cuenta la laminación del embalse, y que, además, es el 
caudal correspondiente a la situación más desfavorable en la que no se han considerado los desagües 
de fondo. Tras la comprobación de que la longitud del actual cuenco de resalto aseguraba la 
formación del resalto, se ha llegado a la conclusión de que es necesario alargar la longitud del cuenco 
del resalto en 1,30 m a lo ancho de toda la sección mediante una losa de hormigón armado de 30 cm 
de espesor. 
A continuación del cuenco de resalto, se propone la construcción de una poza de disipación de 2 m 
de profundidad y de igual anchura que el cuenco de resalto, 29,40 m, y con una longitud de 10 m con 
el fin de conducir el agua desaguada por el aliviadero hasta el canal de descarga además de disipar la 
energía generada en el resalto hidráulico y contener ese resalto en su interior. 
La solución propuesta del canal de descarga consta de un canal de aguas bajas de hormigón armado, 
excavado en el terreno actual, de manera que sea capaz de contener el volumen de la avenida de 
salida. Esta divido en tres tramos: 
• Tramo 1: este tramo es de alineación recta tiene una pendiente de 0,05 y tendrá una sección 
hidráulica de 10 m de anchura por 0,90 de alto y una longitud de 71,69 m. 
• Tramo 2 : este segundo tramo es de alineación curva de radio 200 m y, al igual que el primer 
tramo, tiene una pendiente de 0,05. La sección hidráulica de este tramo es de 10 m de anchura 
y 0,90 m de alto a lo largo de 45,36 m. 
• Tramo 3 : este tramo consta también de una alineación en curva de radio 200 m y, en esta 
ocasión, la pendiente es de 0,14. Al haber un cambio de pendiente la sección más eficaz tiene 
un ancho menor, pero para evitarcambios de sección que alteren el flujo, se conservará la 
misma anchura que en los tramos anteriores. Entonces, la sección hidráulica de este tramo 
sería de 10 m de anchura y 0,70 m de alto y contaría con una longitud de 35,08 m. 
A ambos lados del canal y sobre el terreno excavado actualmente, se propone la protección vegetal 
como protección frente a erosión de la escorrentía y de los sobrevertidos del canal. 
Posteriormente, un canal escalonado a lo largo de 189,22 m que funcione como elemento disipador 
de la energía. En este caso el canal funciona en régimen de caída sucesiva y con un flujo en régimen 
rápido, no se produce resalto hidráulico y, de producirse, sería un resalto parcial, responsable de la 
disipación de energía. La sección hidráulica de este tramo será de 10 m de anchura y 1,70 m de alto y 
las dimensiones del escalón serán 1,40 m de altura con una huella de 10,40 m. 
 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
 
Memoria Descriptiva 14 
 
Al final de este canal escalonado y hasta la restitución del río quedan un último tramo de 80,78 m. 
Este último tramo cumple con la función de un cuenco amortiguador con una sección hidráulica de 
10 m anchura y 3 m de alto. 
14 JUSTIFICACIÓN DE PRECIOS 
 
Finalmente, se ha realizado la valoración económica de la solución propuesta, para lo que es 
necesario la justificación de precios de ejecución material de cada unidad de obra que ha sido 
definida en este proyecto. 
Los precios se han estimado mediante el generador de precios de CYPE. 
Todo el proceso de obtención de los precios de ejecución material se muestra en el anejo nº 5 de 
justificación de precios. 
 
15 PRESUPUESTO 
 
Según lo detallado en el anejo nº 6, el presupuesto de ejecución material asciende a UN MILLÓN 
SETENTA Y OCHO MIL SESENTA Y OCHO EUROS CON CINCUENTA CEÉNTIMOS ( 
1.078.068,50 € ) y el presupuesto base de licitación a UN MILLÓN SEISCIENTOS CUATRO MIL 
UATROCIENTOS OCHENTA Y NUEVE EUROS CON TREINTA Y CINCO CÉNTIMOS ( 
1.604.489,35 € ). 
 
En Madrid a 5 de julio de 2022 
Firmado, Marta Rodríguez Fermosel 
BIBLIOGRAFÍA 
 
[1] Normas Técnicas de Seguridad de Presas (NTS), orden de 13 de abril de 2021, BOE núm. 89, de 
14 de abril de 2021. Ministerio de la Presidencia, Relaciones con las Cortes y Memoria Democrática. 
[2] Guía Técnica de Seguridad de Presas nº 4, Avenida de Proyecto (1997). Comité Nacional 
Español de Grandes Presas (CNEGP). 
[3] Guía Técnica de Seguridad de Presas nº 2, Tomo I, Criterios pata Proyectos de Presas y sus Obras 
Anejas (1997). Comité Nacional Español de Grandes Presas (CNEGP). 
[4] Guía Técnica de Seguridad de Presas nº 2, Tomo II, Criterios pata Proyectos de Presas y sus 
Obras Anejas (1997). Comité Nacional Español de Grandes Presas (CNEGP). 
[5] Guía Técnica de Seguridad de Presas nº 5, Aliviaderos y Desagües (1997). Comité Nacional 
Español de Grandes Presas (CNEGP). 
[6] Instrucción para el Proyecto, Construcción y Explotación de Grandes Presas (1967) . 
[7] Guía Técnica para la Clasificación de Presas (2021). Ministerio para la Transición Ecológica y 
Reto Demográfico, Dirección General del Agua. 
[8] Guía Técnica para la Clasificación de Presas en Función del Riesgo Potencial (1996). Ministerio 
de Medioambiente, Dirección General de Obras Hidráulicas y Calidad de las Aguas. 
[9] Sistema Nacional de Cartografía de Zonas Inundables (SNCZI) - Inventario de Presas y 
Embalses. Ministerio para la Transición Ecológica y Reto Demográfico. 
https://sig.mapama.gob.es/snczi/ 
[10] Guía para la Elaboración de da Revisión de Seguridad de Presas (2013). Ministerio de 
Agricultura, Alimentación y Medioambiente. https://www.miteco.gob.es/es/agua/temas/seguridad-
de-presas-y-embalses/guiarevisionesseguridad_tcm30-444633.pdf 
[11] Instituto Geográfico Nacional. Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana. Instituto 
Geográfico Nacional. http://www.ign.es/web/ign/portal 
[12] Instituto Geográfico Nacional. Centro de Descargas. Ministerio de Transportes, Movilidad y 
Agenda Urbana. https://centrodedescargas.cnig.es/CentroDescargas/index.jsp 
[13] Instituto Geográfico Nacional. Iberpix, ortofotos y cartografía. Ministerio de Transportes, 
Movilidad y Agenda Urbana. http://www.ign.es/iberpix/visor/ 
[14] Norma 5.2 -IC de la Instrucción de Carreteras, Drenaje Superficial. Ministerio de Fomento, 
Dirección General de Carreteras. 
[15] Máximas lluvias diarias en la España peninsular (1999). Ministerio de Fomento, Dirección 
General de Carreteras. https://www.mitma.gob.es/recursos_mfom/0610300.pdf 
[16] Chow, V. T.; Maidment, D. R.; Mays, L. W. (1988). Hidrología aplicada. Estados Unidos. 
McGraw-Hill International Editions. 
[17] Norma de Construcción Sismorresistente . Parte General y Edificación (NCSE – 02) (2009). 
Ministerio de Fomento, Dirección General del Instituto Geográfico Nacional. 
https://sig.mapama.gob.es/snczi/
https://www.miteco.gob.es/es/agua/temas/seguridad-de-presas-y-embalses/guiarevisionesseguridad_tcm30-444633.pdf
https://www.miteco.gob.es/es/agua/temas/seguridad-de-presas-y-embalses/guiarevisionesseguridad_tcm30-444633.pdf
http://www.ign.es/web/ign/portal
https://centrodedescargas.cnig.es/CentroDescargas/index.jsp
http://www.ign.es/iberpix/visor/
https://www.mitma.gob.es/recursos_mfom/0610300.pdf
 
 
 
 
 
 
 
DOCUMENTO I: MEMORIA 
ANEJOS DE LA MEMORIA 
 
 
 
 
ANEJO I: ESTUDIO HIDROLÓGICO 
 
 
 
 
 
 
 
ÍNDICE 
1 OBJETIVO ..................................................................................................................................... 1 
2 DETERMINACIÓN DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA ......................................................... 1 
2.1 DEFINICIÓN DE LA SUPERFICIE DE LA CUENCA .................................................................... 1 
2.2 LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL ............................................................................................ 4 
2.3 PENDIENTE DEL CAUCE ................................................................................................................ 4 
2.4 TIEMPO DE CONCENTRACIÓN ..................................................................................................... 4 
2.5 TIEMPO DE RETARDO .................................................................................................................... 5 
2.6 UMBRAL DE ESCORRENTÍA ......................................................................................................... 5 
2.7 COEFICIENTE CORRECTOR DEL UMBRAL DE ESCORRENTÍA ............................................. 7 
2.8 ÍNDICE DE TORRENCIALIDAD ..................................................................................................... 8 
3 DATOS METEOROLÓGICOS ..................................................................................................... 9 
3.1 PRECIPITACIÓN MÁXIMA DIARIA .............................................................................................. 9 
3.2 REPARTO TEMPORAL DE LA PRECIPITACIÓN ....................................................................... 12 
4 ESTUDIO HIDROLÓGICO ........................................................................................................ 26 
4.1 CAUMAX ......................................................................................................................................... 26 
4.2 MODELO HIDROLÓGICO HEC-HMS .......................................................................................... 27 
4.2.1 CREACIÓN DEL MODELO FÍSICO DE LA CUENCA ........................................................ 28 
4.2.2 ESPECIFICACIONES DE CONTROL .................................................................................... 30 
4.2.3 TIME SERIES DATA ............................................................................................................... 30 
4.2.4 CREACIÓN DEL MODELO METEOROLÓGICO DE LA CUENCA...................................31 
4.3 RESULTADOS ................................................................................................................................. 31 
4.4 JUSTIFICACIÓN DE CAUDALES ADOPTADOS ........................................................................ 37 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES 
 
Ilustración 1. Ubicación de la presa de Villafría (adaptado del visor Iberpix, Instituto Geográfico 
Nacional). ....................................................................................................................................... 2 
Ilustración 2. Emplazamiento de la presa sobre el relieve elaborado en el modelo digital. .................. 2 
Ilustración 3. Delimitación de la superficie de la cuenca en ArcMap. Arriba sobre ortofoto de la zona 
de estudio, abajo sobre cartografía 1:25.000. ................................................................................. 3 
Ilustración 4.Mapa de distribución del umbral de escorrentía de la Demarcación del Duero 
(CAUMAX). ................................................................................................................................... 6 
Ilustración 5. Distribución del umbral de escorrentía sobre la cuenca en ArcMap. .............................. 6 
Ilustración 6. Ubicación de la presa de Villafría y sus proximidades (CAUMAX). ............................. 7 
Ilustración 7. Mapa del índice de torrencialidad (Norma 5.2-IC de la Instrucción de Carreteras). ....... 8 
Ilustración 8. Mapa de distribución de precipitaciones máximas diarias para un periodo de retorno de 
100 años (CAUMAX). ................................................................................................................... 9 
Ilustración 9.Distribución de las precipitaciones máximas diarias para un periodo de retorno de 100 
años sobre la cuenca en ArcMap. ................................................................................................. 10 
Ilustración 10. Zona de estudio señalada en amarillo sobre mapa de máximas precipitaciones diarias. 
Las isolíneas rojas representan el CV y, las moradas, el valor medio de la precipitación máxima 
diaria (adaptada de los mapas de Máximas Lluvias Diarias en la España Peninsular, Dirección 
General de Carreteras). ................................................................................................................. 10 
Ilustración 11. Obtención de la precipitación de 1000 años de periodo de retorno para los valores de 
CAUMAX mediante ajuste probabilístico de Gumbel. ................................................................ 11 
Ilustración 12. Obtención de la precipitación de 1000 años de periodo de retorno para los valores de 
MAXP mediante ajuste probabilístico de Gumbel. ...................................................................... 12 
Ilustración 13. Curva intensidad - duración - frecuencia de la estación 2363 Pantano de Compuerto.
 ...................................................................................................................................................... 13 
Ilustración 14. Gráfico para la obtención el coeficiente reductor areal (Chow, V. T.; Maidment, D. 
R.; Mays, L. W. (1988). Hidrología aplicada). ............................................................................. 14 
Ilustración 15. Comparación de los coeficientes correctores de la precipitación. ............................... 15 
Ilustración 16. Caudal máximo para el periodo de retorno de 500 años resultante de CAUMAX. .... 27 
Ilustración 17. Curva característica del embalse .................................................................................. 30 
Ilustración 18. Resultados de una lluvia de una hora y media de duración para un periodo de 1.000 
años de retorno del modelo hidrológico de HEC-HMS. .............................................................. 32 
Ilustración 19. Resultados de una lluvia de tres horas de duración para un periodo de 1.000 años de 
retorno del modelo hidrológico de HEC-HMS. ............................................................................ 33 
Ilustración 20. Resultados de una lluvia de seis horas de duración para un periodo de 1.000 años de 
retorno del modelo hidrológico de HEC-HMS. ............................................................................ 34 
Ilustración 21. Resultados de una lluvia de doce horas de duración para un periodo de 1.000 años de 
retorno del modelo hidrológico de HEC-HMS. ............................................................................ 35 
Ilustración 22. Resultados de una lluvia de veinticuatro horas de duración para un periodo de 1.000 
años de retorno del modelo hidrológico de HEC-HMS. .............................................................. 36 
 
 
 
 
ÍNDICE DE TABLAS 
 
Tabla 1. Precipitaciones máximas diarias. ........................................................................................... 12 
Tabla 2. Coeficiente corrector temporal hallado a partir de los valores de precipitación relativos a la 
precipitación máxima diaria con datos de la estación 2363 Pantano de Compuerto. ................... 13 
Tabla 3. Coeficientes temporales y areales correctores de la precipitación. ....................................... 15 
Tabla 4. Precipitación acumulada (mm) en función del periodo de retorno. ....................................... 18 
Tabla 5. Caudales máximos para los periodos de retorno de estudio resultantes de CAUMAX sin 
considerar el factor reductor en función del periodo de retorno. .................................................. 27 
Tabla 6. Caudales máximos para los periodos de retorno de estudio resultantes de CAUMAX 
considerando el factor reductor en función del periodo de retorno. ............................................. 27 
Tabla 7. Curva característica del embalse de Villafría. ....................................................................... 29 
Tabla 8. Caudales máximos y volúmenes de avenida para un periodo de retorno de 1.000 años y 
diferentes duraciones de lluvia. .................................................................................................... 37 
Tabla 9. Tabla comparativa de los caudales máximos de entrada al embalse obtenidos en CAUMAX 
y HEC-HMS ................................................................................................................................. 37 
Tabla 10. Tabla comparativa de caudales máximos de entrada al embalse obtenidos en el proyecto de 
construcción y el documento actual. ............................................................................................. 38 
 
 
 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
Anejo I: Estudio Hidrológico 1 
 
1 OBJETIVO 
 
El estudio hidrológico de este trabajo tiene la finalidad de analizar el comportamiento de la presa 
frente a avenidas mediante el conocimiento del comportamiento del agua de los cauces que drenan 
en la cuenca hidrográfica de la zona de estudiada, cuyo punto de desagüe en este caso es la presa de 
Villafría. Para este análisis es necesario conocer los caudales de avenida para el periodo de 1.000 
años correspondiente a la avenida de proyecto, la cual se centra este estudio y que ha sido 
determinada según la Guía Técnica de Seguridad de Presas nº 4 (CNEGP). 
Para ello se necesita determinar la cuenca hidrográfica de la presa y sus características, así como los 
datos meteorológicos y pluviométricos. 
A través de este estudio se concluirá si el embalse de Villafría tiene la capacidad de almacenamiento 
necesaria frente a la avenida de proyecto, haciendo posible la evacuación de los caudales máximos 
de avenida. De no ser así, sería necesario el nuevo dimensionamiento de la presa. Al tratarse de 
evaluar el funcionamiento del aliviadero y para estar del lado de la seguridad, se realizará el estudio 
sin tener en cuenta los desagües de fondo.2 DETERMINACIÓN DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA 
 
A continuación, se muestran las características principales de la cuenca de estudio. Es importante 
resaltar que los datos recopilados difieren de los del proyecto modificado a razón de las nuevas 
herramientas tecnológicas que se han usado y que, por entonces, no se disponía de ellas. Esta 
diferencia entre datos es pequeña por lo que es tolerable. 
Las características hidrológicas de la cuenca detalladas a continuación se desarrollan posteriormente 
en profundidad. 
Superficie de la cuenca hidrográfica 37,23 km2 
Longitud del cauce 6,67 km 
Cota máxima del cauce 1420,61 m 
Cota mínima del cauce 1076,31 m 
Pendiente del cauce 0,05 
Tiempo de concentración 2,23 h 
Umbral de escorrentía 21,80 mm 
Coeficiente corrector del umbral de escorrentía 0,70 
Índice de torrencialidad 9 
 
2.1 DEFINICIÓN DE LA SUPERFICIE DE LA CUENCA 
 
El primer factor que se debe conocer para determinar la cuenca hidrográfica es la superficie de esta. 
La presa de Villafría está ubicada en el municipio de Santibáñez de la Peña, Palencia, y pertenece a 
la cuenca hidrográfica del Duero. Se puede observar el entorno de la presa, el embalse junto con la 
ubicación de la presa en la siguiente imagen sacada del visor Iberpix del Instituto Geográfico 
Nacional. 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
Anejo I: Estudio Hidrológico 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para la delimitación del perímetro de la cuenca, se han descargado dos modelos digitales del terreno 
con una malla de 25 m, MDT25, del Centro de Descargas del Instituto Geográfico Nacional. Estos 
dos modelos se han juntado en ArcMap, principal aplicación del programa ArcGIS, para trabajar 
sobre un único MDT que se muestra en la imagen. Sobre este modelo se ha creado un sombreado y 
se ha editado para que su apariencia sea similar al relieve del terreno y de esta manera sea más fácil 
su visualización. 
Además, el MDT ha sido corregido al sistema coordenadas proyectadas UTM ETRS1989 – TM30, 
que son las coordenadas que se van a utilizar como referencia para este trabajo. 
Una vez unidos los dos modelos, la primera acción necesaria para delimitar la cuenca es crear un 
punto de cerrada de la cuenca, es decir, el punto de ubicación de la presa de Villafría. Esto se 
consigue colocando en ArcMap un punto coincidente con la presa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ilustración 1. Ubicación de la presa de Villafría (adaptado del visor Iberpix, Instituto Geográfico Nacional). 
Ilustración 2. Emplazamiento de la presa sobre el relieve elaborado en 
el modelo digital. 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
Anejo I: Estudio Hidrológico 3 
 
Después de tener el punto de cerrada de la cuenca, como se puede observar en la imagen anterior, se 
realiza el trazado de la cuenca hidrográfica vertiente al embalse de Villafría. 
Para ello ha sido necesario, mediante herramientas de ArcMap, preparar el MDT con el fin de 
eliminar posibles sumideros y conseguir un modelo hidrológicamente correcto, definir la dirección 
de flujo, crear un ráster de acumulación de flujo, corregir la ubicación del punto de cerrada 
asegurando que está sobre la dirección de flujo y, por último, delimitar la cuenca. Esta delimitación 
de la cuenca que está en formato ráster se debe vectorizar para conocer así la superficie. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Ilustración 3. Delimitación de la superficie de la cuenca en ArcMap. Arriba 
sobre ortofoto de la zona de estudio, abajo sobre cartografía 1:25.000. 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
Anejo I: Estudio Hidrológico 4 
 
Como resultado del procedimiento anterior, se obtiene la delimitación de la cuenca con una 
superficie de 37,23 km2 frente a la superficie definida en el proyecto modificado de 34,50 km2. 
Adicionalmente, se obtiene la elevación máxima y mínima de la cuenca siendo 1952,03 m y 1111,08 
m respectivamente, muy similares a las del proyecto modificado de 1840 m y 1071 m. 
 
2.2 LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL 
 
El cauce sobre el que se encuentra la presa del estudio es el Arroyo de Villafría que cuenta con una 
longitud de 6,67 km desde su nacimiento hasta el punto de cerrada de la cuenca, longitud menor a la 
definida en el proyecto modificado que contaba con 9,14 km de cauce. Se tratará este cauce como el 
cauce principal para los cálculos a realizar en este estudio. 
 
2.3 PENDIENTE DEL CAUCE 
 
Otro parámetro que se debe conocer para poder caracterizar la cuenca es la pendiente del cauce y 
para ello son necesarias las cotas máxima y mínima del cauce principal. 
Dentro del programa ArcMap, con la cuenca definida anteriormente y con la capa de los ríos 
delimitada al contorno de la cuenca, se evalúa la elevación del arroyo de Villafría y como resultado 
se obtiene, la elevación máxima y mínima del cauce siendo 1420,61 m y 1076,31 m respectivamente, 
con un desnivel de 344,31 m. 
Con estos datos se puede calcular la pendiente del cauce mediante la siguiente formula: 
 
𝐽 = 
𝑧𝑚𝑎𝑥 − 𝑧𝑚𝑖𝑛
𝐿
 
 
Siendo; 𝐽 : pendiente media del cauce principal. 
 𝑧𝑚𝑎𝑥 (m): cota máxima del cauce. 
 𝑧𝑚𝑖𝑛 (m): cota mínima del cauce. 
 𝐿 (m): longitud del cauce principal 
Acorde con la formulación, la pendiente es de 0,05. 
 
2.4 TIEMPO DE CONCENTRACIÓN 
 
El tiempo de concentración de la cuenca se determina mediante la fórmula de Témez, formulación 
empírica que cuantifica el valor del tiempo de concentración partiendo de las características de la 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
Anejo I: Estudio Hidrológico 5 
 
cuenca que se han hallado con anterioridad a este apartado y que, además, es el método más 
apropiado para cuencas de pequeña superficie. Según la fórmula: 
 
𝑡𝑐 = 0,3 ⋅ 𝐿
0,76 ⋅ 𝐽−0,19 
 
Siendo; 𝑡𝑐 (h): tiempo de concentración. 
 𝐿 (km): longitud del cauce principal. 
 𝐽 : pendiente media del cauce principal. 
El tiempo de concentración de la cuenca es 2,23 horas. 
 
2.5 TIEMPO DE RETARDO 
 
El tiempo de retardo de la cuenca, definido como el tiempo transcurrido desde el centro de gravedad 
del hietograma de la precipitación neta al centro de gravedad del hidrograma, está en torno al 35% 
del tiempo de concentración, por tanto: 
𝑡𝑙𝑎𝑔 = 0.35 ⋅ 𝑡𝑐 
 
Siendo; 𝑡𝑙𝑎𝑔 (h): tiempo de retardo. 
 𝑡𝑐 (h): tiempo de concentración. 
Entonces, el tiempo de retardo de la cuenca es 0,78 horas. 
 
2.6 UMBRAL DE ESCORRENTÍA 
 
Para la obtención del umbral de escorrentía se han empleado los datos disponibles de umbral de 
escorrentía de la aplicación de CAUMAX. 
En la aplicación se puede visualizar un mapa que contiene todos los valores de umbral de 
escorrentía, en este caso para la Demarcación del Duero, que es donde está ubicada la cuenca 
hidrográfica de este estudio. Este mapa muestra por categoría de color los valores en los que está 
clasificado el umbral de escorrentía, como se muestra en la imagen. 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
Anejo I: Estudio Hidrológico 6 
 
 
Ilustración 4.Mapa de distribución del umbral de escorrentía de la Demarcación del Duero (CAUMAX). 
 
Sin embargo, lo que se necesita es el valor del umbral de escorrentía para una determinada cuenca 
hidrográfica por lo que hay que calcular la media de los diferentes valores contenidos en la cuenca 
deseada. Para este cálculo es necesario trasladar la capa de CAUMAX a ArcGIS. 
 
 
Ilustración 5. Distribución del umbral de escorrentía sobre la cuenca en ArcMap. 
 
En la imagen se puede ver tanto la capa del umbral de escorrentía en ArcGIS, posterior a la 
extracción de las celdas del ráster que corresponden a la superficie de la cuenca de Villafría, así 
como los valores,de 1 a 55, del umbral de escorrentía categorizados en diferentes tonalidades. 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
Anejo I: Estudio Hidrológico 7 
 
Para el cálculo del umbral de escorrentía medio de la cuenca basta con recurrir al valor medio del 
umbral de escorrentía proporcionado, para este caso, es de 21,80 mm. 
A partir de este umbral, se define el número de curva equivalente. Este número de curva ha sido 
estimado mediante la formula: 
𝑁𝐶 =
5000
𝑃0 + 50
 
 
Entonces, se estima un número de curva de 69,64. 
 
2.7 COEFICIENTE CORRECTOR DEL UMBRAL DE ESCORRENTÍA 
 
De igual manera que en el apartado anterior, se va a calcular el factor corrector del umbral de 
escorrentía a través de CAUMAX. 
El río en el que se encuentra la presa es el Arroyo de Villafría el cual no se encuentra entre los ríos 
representados en el mapa de CAUMAX. Dado que los valores del coeficiente corrector vienen dados 
por regiones, es suficiente con elegir el cauce más próximo y el resultado obtenido del cálculo 
mediante el método racional será el mismo resultado para el punto de estudio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ilustración 6. Ubicación de la presa de Villafría y sus proximidades (CAUMAX). 
 
Se ha seleccionado como punto de estudio la ubicación de la presa de Villafría y como cauce más 
próximo el río Abanades, obteniéndose un valor recomendado para el coeficiente corrector de 0,70. 
Con estos datos y realizando la corrección del umbral de escorrentía conforme a la fórmula: 
 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
Anejo I: Estudio Hidrológico 8 
 
𝑃0
′ = 𝛽 ⋅ 𝑃0 
 
Siendo; 𝑃0
′ (mm): umbral de escorrentía corregido. 
 𝛽 : coeficiente corrector de escorrentía. 
 𝑃0 (mm): umbral de escorrentía. 
Se puede deducir que el umbral de escorrentía corregido sería 15,26 mm. 
 
2.8 ÍNDICE DE TORRENCIALIDAD 
 
Este índice se puede obtener tanto de la norma 5.2–IC de instrucción de carreteras como de 
CAUMAX. En este caso se obtendrá del mapa de la norma mencionada que se muestra a 
continuación, teniendo en cuenta que nuestra cuenca hidrográfica de estudio se encuentra en el norte 
de la provincia de Palencia. 
 
Ilustración 7. Mapa del índice de torrencialidad (Norma 5.2-IC de la Instrucción de Carreteras). 
 
Por tanto, el índice de torrencialidad sería 9. 
 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
Anejo I: Estudio Hidrológico 9 
 
3 DATOS METEOROLÓGICOS 
 
Los datos meteorológicos fundamentales para el estudio hidrológico son los valores de 
precipitaciones máximas diarias para diferentes periodos de retorno. 
En esta sección se presentan los valores de precipitaciones máximas diarias que se han obtenido de 
dos maneras, mediante datos disponibles en CAUMAX y, por otro lado, a partir de los mapas de 
precipitación contenidos en la publicación de Máximas Lluvias Diarias en la España Peninsular de la 
Dirección General de Carreteras del Gobierno de España. Una vez conseguidos estos datos, se 
compararán los valores de ambos métodos eligiendo unos valores finales justificadamente. 
 
3.1 PRECIPITACIÓN MÁXIMA DIARIA 
 
Como ya se ha explicado las precipitaciones máximas para la cuenca de este estudio hidrológico se 
han obtenido según dos metodologías distintas. 
Los mapas de máximas precipitaciones de CAUMAX han sido uno de los dos métodos empleados. 
Al igual que se hizo para el cálculo de umbral de escorrentía en apartados anteriores de este estudio, 
en la aplicación se puede visualizar el mapa que contiene los valores de precipitaciones máximas, 
para la Demarcación del Duero. Este mapa muestra igualmente los valores de precipitaciones 
máximas en rango de color, como se muestra en la imagen. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para la cuenca hidrográfica del estudio se necesita la media de los diferentes valores contenidos en la 
cuenca. Esta operación se consigue trasladando la capa de CAUMAX a ArcGIS, donde se pueden 
Ilustración 8. Mapa de distribución de precipitaciones máximas diarias para un 
periodo de retorno de 100 años (CAUMAX). 
8 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
Anejo I: Estudio Hidrológico 10 
 
observar los valores de precipitaciones máximas en diferentes tonalidades de las celdas del ráster que 
corresponden a la superficie de la cuenca de Villafría. 
 
 
 
 
De esta manera se consiguen los valores de las precipitaciones máximas diarias para los periodos de 
retorno que se quieran conocer, como ejemplo se han usado las imágenes de un periodo de retorno de 
100 años, pero más adelante se detallaran valores adicionales. 
Otro método utilizado ha sido el uso de los mapas de Máximas Lluvias Diarias en la España 
Peninsular. Localizado el punto geográfico de situación de la presa de Villafría, se han estiman unos 
valores de 0,316 para el coeficiente de variación (Cv) y 52,50 mm como valor medio de la 
precipitación máxima diaria anual. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ilustración 9.Distribución de las precipitaciones máximas diarias para un periodo de retorno de 
100 años sobre la cuenca en ArcMap. 
 
 
Ilustración 10. Zona de estudio señalada en amarillo sobre mapa de máximas 
precipitaciones diarias. Las isolíneas rojas representan el CV y, las moradas, el 
valor medio de la precipitación máxima diaria (adaptada de los mapas de Máximas 
Lluvias Diarias en la España Peninsular, Dirección General de Carreteras). 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
Anejo I: Estudio Hidrológico 11 
 
En función del coeficiente de variación y cada periodo de retorno, se obtienen los valores tabulados 
del factor de amplificación KT y, posteriormente, la precipitación máxima diaria para cada periodo 
de retorno deseado. 
Ambas metodologías muestran valores de precipitación para periodos de retorno de hasta 500 años. 
La presa de Villafría está clasificada como presa de categoría A, por lo que la avenida de proyecto se 
corresponde con un periodo de retorno de 1.000 años. Para estimar la precipitación asociada al 
periodo de retorno de 1.000 ha sido preciso realizar un ajuste a partir de la gráfica probabilística de 
Gumbel partiendo de los datos de precipitaciones sacados de CAUMAX y MAXPLU, 
procedimientos detallados en este apartado. Los datos de partida son concretamente de los periodos 
de retorno de 2, 5, 10, 25, 50, 100, 200 y 500 años. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Ilustración 11. Obtención de la precipitación de 1000 años de periodo de retorno para los valores de 
CAUMAX mediante ajuste probabilístico de Gumbel. 
 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
Anejo I: Estudio Hidrológico 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Observando la tabla resumen de resultados, se puede apreciar que las precipitaciones máximas 
diarias son muy similares. Teniendo en cuenta que los valores de CAUMAX son mayores en 
comparación con los demás y para quedar del lado de la seguridad, se van a tomar estos de cara al 
estudio hidrológico. 
 
 
3.2 REPARTO TEMPORAL DE LA PRECIPITACIÓN 
 
Una vez obtenidos los valores de las precipitaciones máximas diarias para los diferentes periodos de 
retorno, se realiza la distribución temporal de dicha precipitación en el área de la cuenca de estudio y 
a lo largo de la duración de la tormenta, es decir, la determinación de los hietogramas. 
Lo primero es definir el intervalo de duración de la lluvia, según el método del hidrograma unitario 
triangular de Témez, que establece que el intervalo debe ser inferior o igual al 20% del tiempo de 
concentración de la cuenca. Por tanto, al ser el tiempo de concentración 2,23 h, el intervalo será de 
0,45 h, es decir, 27 minutos. Para facilitar los cálculos se asumirán intervalos de 15 minutos. 
T (años)2 5 10 25 50 100 500 1000 10000 
P24 (mm) CAUMAX 51,15 65,77 75,99 90,62 109,00 114,27 144,47 146,50 169,90 
P24 (mm) MAX. 
LLUVIAS 
48,84 63,02 73,19 87,08 98,28 109,52 138,53 142,20 164,10 
Tabla 1. Precipitaciones máximas diarias. 
Ilustración 12. Obtención de la precipitación de 1000 años de periodo de retorno para los valores de 
MAXP mediante ajuste probabilístico de Gumbel. 
 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
Anejo I: Estudio Hidrológico 13 
 
Para el cálculo de los hietogramas sintéticos debe considerarse que la precipitación máxima en 24 
horas se ve influida por dos coeficientes correctores. El coeficiente de reducción temporal (α) y el 
coeficiente de reducción areal (), ya que no llueve con la misma intensidad a lo largo de la duración 
de la lluvia y la precipitación máxima no es simultánea en toda el área de la cuenca. 
El coeficiente de reducción temporal (α) se obtiene por medio de las curvas de intensidad – duración 
– frecuencia (IDF), del Instituto Nacional de Meteorología, realizadas a partir de los datos recogidos 
en una serie de observatorios con pluviógrafos repartidos sobre el territorio nacional. Próximos a la 
presa de Villafría, se encuentran las estaciones de Aguilar del Campo y la de Compuerto, 
considerándose más adecuados los datos de esta última para conocer el coeficiente corrector α. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Con los datos de la estación de Compuerto de intensidades máximas (en intervalos cortos de tiempo) 
y de precipitaciones máximas (en intervalos largos de tiempo), en función distintos periodos de 
retorno, se ha elaborado una tabla con los valores de precipitación relativos a la precipitación 
máxima de 24 horas. 
 
PERIODO 
DE 
RETORNO 
DURACIÓN DEL AGUACERO 
 
T(años) 10 min 15min 20 min 30 min 1 h 2 h 3 h 6 h 12 h 24 h 
2 0,139 0,173 0,204 0,245 0,329 0,388 0,435 0,563 0,759 1,000 
5 0,167 0,203 0,243 0,297 0,388 0,424 0,447 0,559 0,793 1,000 
10 0,176 0,214 0,256 0,312 0,406 0,429 0,435 0,539 0,765 1,000 
25 0,197 0,240 0,286 0,346 0,450 0,456 0,450 0,546 0,785 1,000 
50 0,200 0,244 0,292 0,360 0,458 0,454 0,435 0,526 0,769 1,000 
100 0,211 0,255 0,310 0,372 0,477 0,465 0,438 0,520 0,759 1,000 
200 0,220 0,269 0,321 0,388 0,498 0,473 0,440 0,521 0,774 1,000 
500 0,229 0,277 0,336 0,405 0,515 0,483 0,436 0,511 0,764 1,000 
MEDIA 0,192 0,235 0,281 0,341 0,440 0,446 0,469 0,536 0,771 1,000 
Tabla 2. Coeficiente corrector temporal hallado a partir de los valores de precipitación relativos a la precipitación 
máxima diaria con datos de la estación 2363 Pantano de Compuerto. 
Ilustración 13. Curva intensidad - duración - frecuencia de la estación 2363 Pantano de Compuerto. 
 
Ilustración 2. Gráfico para la obtención el coeficiente reductor areal (Chow, V. T.; Maidment, D. R.; 
Mays, L. W. (1988). Hidrología aplicada).Ilustración 3. Curva intensidad - duración - frecuencia de la 
estación 2363 Pantano de Compuerto. 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
Anejo I: Estudio Hidrológico 14 
 
El coeficiente de reducción areal (), se obtiene del grafico que muestra el porcentaje de lluvia 
puntual para un área determinada frente al área de la cuenca para cada duración (Chow y col., 1988), 
en función del área de la cuenca. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Después de calcular mediante interpolación los valores de los coeficientes reductores para intervalos 
de tiempo de 15 minutos, como se ha cuantificado al principio de este apartado, y para un total de 24 
horas, se ha elaborado la tabla resumen que se muestra a continuación. 
 
Tiempo 
(h) 
Coef. 
temporal 
Coef. 
areal 
 Tiempo 
(h) 
Coef. 
temporal 
Coef. 
areal 
 
Tiempo 
(h) 
Coef. 
temporal 
Coef. 
areal 
0,25 0,235 0,794 8,25 0,624 0,964 16,25 0,852 0,970 
0,5 0,341 0,831 8,5 0,634 0,964 16,5 0,857 0,970 
0,75 0,390 0,869 8,75 0,644 0,964 16,75 0,862 0,970 
1 0,440 0,906 9 0,653 0,965 17 0,866 0,970 
1,25 0,442 0,913 9,25 0,663 0,965 17,25 0,871 0,970 
1,5 0,443 0,919 9,5 0,673 0,965 17,5 0,876 0,970 
1,75 0,445 0,925 9,75 0,683 0,965 17,75 0,881 0,971 
2 0,446 0,931 10 0,693 0,965 18 0,885 0,971 
2,25 0,452 0,938 10,25 0,702 0,965 18,25 0,890 0,971 
2,5 0,458 0,944 10,5 0,712 0,966 18,5 0,895 0,971 
2,75 0,463 0,950 10,75 0,722 0,966 18,75 0,900 0,971 
3 0,469 0,956 11 0,732 0,966 19 0,905 0,972 
3,25 0,474 0,957 11,25 0,742 0,966 19,25 0,909 0,972 
3,5 0,480 0,957 11,5 0,751 0,966 19,5 0,914 0,972 
Ilustración 14. Gráfico para la obtención el coeficiente reductor areal (Chow, V. T.; 
Maidment, D. R.; Mays, L. W. (1988). Hidrología aplicada). 
 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
Anejo I: Estudio Hidrológico 15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Comparando los coeficientes reductores a lo largo del tiempo, se puede apreciar que la variación del 
valor del coeficiente reductor areal es mínima y además son valores muy próximos a la unidad, por 
esta razón, y aunque se tengan en cuenta en cuenta para el cálculo de la distribución de la lluvia, no 
es un factor que influya sustancialmente en el procedimiento. 
 
 
Con la recopilación de los coeficientes de reducción y las precipitaciones máximas diarias obtenidas 
de CAUMAX, como queda aclarado en el apartado anterior, se consigue conocer la precipitación 
acumulada para los periodos de retorno de 2, 5, 10, 25, 50, 100, 500 y 1.000 años en intervalos de 15 
minutos. 
 
3,75 0,486 0,958 11,75 0,761 0,966 19,75 0,919 0,972 
4 0,491 0,958 12 0,771 0,967 20 0,924 0,972 
4,25 0,497 0,959 12,25 0,776 0,967 20,25 0,928 0,972 
4,5 0,502 0,959 12,5 0,780 0,967 20,5 0,933 0,973 
4,75 0,508 0,960 12,75 0,785 0,967 20,75 0,938 0,973 
5 0,513 0,960 13 0,790 0,967 21 0,943 0,973 
5,25 0,519 0,961 13,25 0,795 0,968 21,25 0,948 0,973 
5,5 0,525 0,961 13,5 0,800 0,968 21,5 0,952 0,973 
5,75 0,530 0,962 13,75 0,804 0,968 21,75 0,957 0,973 
6 0,536 0,963 14 0,809 0,968 22 0,962 0,974 
6,25 0,546 0,963 14,25 0,814 0,968 22,25 0,967 0,974 
6,5 0,555 0,963 14,5 0,819 0,968 22,5 0,971 0,974 
6,75 0,565 0,963 14,75 0,823 0,969 22,75 0,976 0,974 
7 0,575 0,963 15 0,828 0,969 23 0,981 0,974 
7,25 0,585 0,963 15,25 0,833 0,969 23,25 0,986 0,974 
7,5 0,595 0,964 15,5 0,838 0,969 23,5 0,990 0,975 
7,75 0,604 0,964 15,75 0,843 0,969 23,75 0,995 0,975 
8 0,614 0,964 16 0,847 0,969 24 1,000 0,975 
Tabla 3. Coeficientes temporales y areales correctores de la precipitación. 
Ilustración 15. Comparación de los coeficientes correctores de la precipitación. 
 
ESTUDIO DE SEGURIDAD HIDROLÓGICA DE LA PRESA DE VILLAFRÍA (PALENCIA) 
 
Anejo I: Estudio Hidrológico 16 
 
 
Tiempo 
(h) 
Coef. 
Temporal 
Coef. 
Areal 
PERIODOS DE RETORNO 
COEF. 2 5 10 25 50 100 500 1000 
0,25 0,235 0,794 9,52 12,24 14,14 16,87 20,29 21,27 26,89 27,27 0,186 
0,5 0,341 0,831 14,48 18,62 21,51 25,65 30,85 32,34 40,89 41,47 0,283 
0,75 0,390 0,869 17,34 22,30 25,76 30,72 36,96 38,75 48,98 49,67 0,339 
1 0,440 0,906 20,40 26,23 30,30 36,14 43,47 45,57 57,62 58,42 0,399 
1,25 0,442 0,913 20,61 26,51 30,62 36,52 43,93 46,05 58,22 59,04 0,403 
1,5 0,443 0,919 20,83 26,78 30,94 36,90 44,39 46,54 58,83 59,66 0,407 
1,75 0,445 0,925 21,05 27,06 31,27 37,29 44,85 47,02 59,45 60,28 0,411 
2 0,446 0,931 21,27 27,34 31,59 37,67 45,32 47,51 60,07 60,91 0,416 
2,25 0,452 0,938 21,68 27,87 32,20 38,40 46,19 48,43 61,22 62,09 0,424 
2,5 0,458 0,944 22,09 28,40 32,82 39,14 47,08 49,35 62,39 63,27 0,432 
2,75 0,463 0,950 22,51 28,94 33,44 39,88 47,97 50,29 63,57 64,47 0,440 
3 0,469 0,956 22,93 29,48 34,06 40,62 48,86 51,23 64,76 65,67 0,448 
3,25 0,474 0,957 23,22 29,85 34,49 41,13 49,47 51,86 65,57 66,49 0,454 
3,5 0,480 0,957 23,50 30,22 34,91 41,63 50,08 52,50 66,38 67,31 0,459 
3,75 0,486 0,958 23,79 30,59 35,34 42,14 50,69 53,14 67,19 68,13 0,465 
4 0,491 0,958