Guía-de-hidrometría-estimación-del-caudal-por-el-método-de-flotadores-2011

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GUÍe DE HIDRoMETRÍa
EsrlMectótu DEL cAUDAL poR Er ruÉToDo DE FLoTADoREs
!NG. GLADvS lRts cHAMoRRo DE RoDRíeuEz
20TL
prnú Ministerio
del Ambiente
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ffinamhí
SERVICIO NACIONAL
DE METEoRoI-ocía E
HrDRoLocít oel penú
Perú, Lima
2011
SENAMHI IDR-LIMA NO OI . 2011
Elaborado : Ing. Gladys lris Chamorro de Rodnguez
Colaborador : Tec.e FAP. Jesús Cristobal Velasquez
+o,zplL
Guía de Hidrometría: Estimación del caudal por el Método de Flotadores
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INDICE
PREsENTACIóN
EsrrMAcróN DEL cAUDAL poR eu mÉroDo DE FLoTADoREs
PRO CEDIMIENTO DEL ruTÉTODO
C AP ACTTACIóN DEL PERSONAL
FORMATO DE CONTROL DE DESCARGAS O CAUDALE5
REFERENCTA BIBLIO GP,ÁFTC A
Págino
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PREsENTACTON
Uno de los objetivos del Servicio Nocionol de Meteorología e Hidrolo gia del Perú - SENAMHI, es 'Logror lo evalmción cuontitativo y cuolitotivo de
los recursos híd"¡"o. y deferminor su pofenciol económicomente ufilizoble paro diferentes usos sectorioles', poro ello el SENAMHI cuento con uno
red deestociones hidrológicos y meteorológicos instalodos en cuencos hidrogróficos representotivos del Perú, lugar en gue se obtiene informoción
de los diierentes voriobles hidrológicos. Estq ¡nformo ción es de gron importancio paro los plonif icodores y decidores de lo gestión de los recursos
hídricos.
Con el fin de que los Observodores Hidrológicos gue operon lo red efectúen lo tomo de dotos gue goronticen su fiobilidad y continuidod de lo
informoción, es preciso esfandorizor o normolizor los méfodos de observociones hidrológicas, con este Propósito lo Dirección Regional de Limo
presento Lo 6uío de hidrometrío NoOl-2Oll 'Estimoción d¿l cor¡dal por cl liétodo dc Flotodores".
Lo presente guío estó bosodo en preguntos y respuestqs gue permitiró el conocimiento del método de flotodores y medionte un ejemplo próctico se
enám¡nará á personol hidrológico o estimar el caudol dte a!w, sobre todo cuondo no se cuento con un correntómetro o Porgue en determinodo
periodo de ovenidos es riesgoso pora lo integridod físico del Observodor Hidrológico. Poro ello esto Dirección Regioml ho visto por conveniente
desorrollor el Fttnato dc Cottttpl dc *scaryns o &udatcs-l|iétodo dc Flotado¡zs, materiol que ho permitido en formo exitoso que los
Observodores Hidrológicos de lo jurisdicción de lo Dirección Regionol determinen o estimen el coudol en los diferentes ríos.
Esto 6uío estó bqsado en el Glosorio Hidrológico Internocionol de lo UNESCO/OMM, Reglomento Técnico sobre Hidrologío - OMM N" 49, Volumen
fff: Hidrologio, Gulade Prócticos Hidrológicos - OMrt^ No 1ó8 y expeeiencio del personol profesíonol y de observodor¿s hidrológicos del SENAMHI.
Glodys fris Chomorro de Ro dríguez
fng. Agríc. C.T.P 4L27
Directoro Regionol de Limo
sENAMHI
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ESTIAAACTóru DEL CAUDAL POR EU MÉrODO DE FLOTADORE5
¿quÉ Es EL AFoPo DE ;AUDALE*
Conjunto de operociones poro determinor el coudol en un curso de oguo poro un nivel observodo.
¿WÉ Es EL CAUDAL DE AA/n
Volumen de oguo que flvye o trovés de uno sección trorsversol de un río o canol en to unidod de tiempo.
¿AUÉ Es Et uÉrooo DE AFopo pop FLzTADzRE*?
El método de oforo pr flotodores, es un método de compo, sencillo y rópido poro estimor el coudol de oguo gue pos¡o en
uno sección tronsversol del río. Con este método se colculo los velocidodes superficioles de !o corriente de un conol o río,
utilizondo moterioles sencillos (flotodores) gue se puedon visuolizor y cuyo recuperoción no seo necesorio.
Este método debería ser utilizodo en formo provisionol hosto que se odguiero o se utilice el correntómetro.
¿cuil Es EL FUNDAIIENTI oe Ésrc uÉroooz
o) Este método se fundomento en que los objetos se mueven o lo mismo velocidod que el oguo, en lo cuol flotor, por
consiguiente medir lo velocidod del objeto flotorte es medir lo de !o línq de flujo en lo cuol se mueven.
b) Este método no deberá ser empleodo cuordo se temo que !o medido podrío ser ofectodo por el viento.
5l
¿CU¡ND? sE PUEDE APIJ1AP EL IilÉToDo DE FL/TAD1PEfi?
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o) cuondo no se cuentecon un correntómetro o eguipos deaforo.
b) En periodo de móximos ovenidos o crecidos de los ríos y petigro el eguipo de correntómetro.
c) Cuondo existe peligro poro ingresor ol aguo el Observodor hidro!ógico
d) Cuondo los niveles de oguo son muy bqios y no permite medir con el correntómetro.
e) Cuondo existen olgos o sedimentos gue impide gue se hogo mediciones con el correntórnetro.
f) Cuondo se de-sea conocer el coudol de lo corriente en formo oproximodo sin tener gue recurrir o lo construcción de
uno estoción hidrométrico costoso.
¿CUÁLES SON LAS VENTA,TAS Y DE1VENTA,TAS DEL UÉTOOOZ
Vento ios'*
o)
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c)
Miden directornente lo velocídod super ficiol.
No les afecto los ocorreos de moteriol.
5u costo es pegueño o nulo.
Desvento ios
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b)
c)
fmprecisión, debido o gue miden lo velocidod superficiol
rmposibilidod de controlor su troyectorio, sobre todo en ríos omozónicos.
Dificultod de utilizorlos cercq de los márgenes.
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PRo IEDTMTENTo DEL nÉroDo
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o)
b)
botellos, lotos, troncos, vorillos con un lostre, e¡tre otros objetos, es decir cuolguier objeto gue puedo flotor;
cronómetro;
cinto métrico
Formoto del Método por flotodores
Colculodoro
o) Aioteríoles gue se llevoní ol compo:
. Colculodoro, formoto de control de descorgo-método de flotodores
. Cronómetro, wincho y flotodores siendo como mínimo 9.
. Vorillo poro medir los profundidodes
¿QUÉ CARAc-ttntSTTCA DEBE CUil4PLJR UN FLOTADOR?
El flotodor puede ser trozos de romos, pegueños troncos, botellos, lotos de leche, etc.
En coso de utilizor botellos como flotodores éstos serán topodos herméticome.ntey porciolmente llenos de oguo (
i portes de lo botello).
Es importonte que el flotodor quede sumergido uno gron porte de ellos y eme?gentelo necesorio, esto permitiró
que el flotodor no seo influenciodo por e! viento y combie de dirección fácilmente,lo que implicorío velocidodes
inexoctos.
Los flotodores deben ser similores en formo y peso.
A codo flotodor sele debe colocor un distintivo de color o fin de gue seon observodos duronte su troyectorio.
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Figuro 1. Moterioles gue se utilizo poro el inicio
del oforo.
Figuro 2. Con uno reglo o vorillo se mide los
profundidodes poro obten er el promedio.
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b) Seleccíón del tromo recto:
a Seescogeel tromorecto'A" y"B",estelugordebeserelodecuodo,puedecoincidirconloseccióntronsversql en
donde se encuentro lo estoción hidrométrica u otro lugor en donde el oguo fluyo noturotmente, en !o posible gue no
existon piedros grondes o troncos.
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fl, f2, R
ancho del río (a)
f4, f5, f6 fl, f2, R ........ : flotadores
¡ f7, fB, f!)
Figuro 3. Troyectori o de los f lotodores en uno distoncio recorrido (d)
. Medir e! oncho del río, en metros (o).
. Medir !o distoncio gue recorrerá el f lotodor desde A (inicio) y B (f¡nol). 5e recomiendo entre 10 m y menor gue 30
m.
c) Obtcnción de! coudol en mctros cúbicos por scgnrndo : Q (m3/s)
Cálculo del tíempo pnomedio en segn¡ndos (tp)
o Poro e! cólculo del tiempo gue demoron los flotodores de llegor de A hosto B, se re.qulerede! cronómetro,
colculodora y formoto.
Se debqt louor como mínimo 3 flotodores hocio lo morgen derecha,3 en el centro y 3 en lo morgen izguierdo de lo
secctón de! río. El número de flotodores gue se utilice paro el oforo se re-alice en un t¡empo tol que no se
produzcon voriociones superiores o 1 cm entre el nivel de oguo ol inicio y o! finol del oforo.
5e lonzorrí codo uno de los flotodores (f), ortes de posor por el punto A con lo finolidod de que codo f lotodor
olcorce uno velocidod constontey se estob¡!¡ce su trcyectoria.
El tiemp promedio es iguol, o lo sumo del tiempo gue se demoro codo flotodo?, y se divide entre el número de los
flotodores , en e-ste coso entre 9.
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ddistancia recorrida por el flotadorB A
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El tiempo pnomedio (tp) = t¡ftn+trs+tF++tfs+tro+trz+trs+trg
. Es importonte medir los tiernpos con lo moyor exoctitud posible.
. Duronte el mes se realizará un totol de 8 oforos, es decir 2 oforos como mínimo Por semono.
. Cuondo se observe vientos fueetes no reolizor el oforo poro que los flotodores no desvíen su troyectorio
Cólculo de lo velocidod en metros sobre segundo: V (m/s)
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o Fórmulo de lo velocidod superficio! del flotodor: (Vs) V=d / t
V: velocidod es expresodo en metros sobre segundos (¡tls).
d: distoncio recorrido del flotodor desde A hosto B, estó expresodo en metros (m).
tp: es e! tiempo promedio que recorce los f lotodores desde A hqsto B, estó expresodo en segundos (s)
. Cólculo de Io velocidod medio en !o veltico! : (Vm)
Este volor es lo velocidod corregido del flujo de oguo en codo sección y * iguol o lo velocidod del flotodor o
superficio! (Vs) multiplicodo por un coeficiente gue existe entre lo velocidod medio de lo sección y lo superficial,
poro los diferentes tipos de couces.
Se-gún los hidrólogos esto velocidod medio suele vorior erfire O'75 y O'9O veces lq velocidod en lo superf icie se-gún
se trote de couces noturoles pequeños o grondes, respectivomente. Poro fines de esto Guía, lo velocidod
superficio! obtenido se multiplicorá por 0.85.
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cálculo del óreo de lo sección expresodo en metnos cuodrodos:_A (m2)
. Fórmulo dd Ár"eo: (A)
Az área de Io sección, expresodo en metros cuodrodos (mt).
hp, profundidod promedio (m).
o: oncho del río, exp?esodo eJn metros (m)
A=hpxo
Figuro 4. Dividi r el oncho del río, con uno re4la o
vorillo se mide los profundidodes poro obtener el
promedio.
5e reguiere medir el oncho del río y colculor lo profundidod promedio del río:
. Ancho dal río: (o) se mide con uno cinto métrico.
. Célcr¡lo d¿ !o profundidod mcdio: (hp)
Dividir como mínimo el río en 3 portes, sondeor el oncho del río poro medir los diferentes profundidodes y se
obtiene el promedio. El observodor puede medir los profundidodes de.sde el corro huoro, puente o vodeondo el río
(periodo de estiqje) y los profundidodes puede medirlo por medio de uno re.glo,modero o sogo con lostre.
oncho del río (o)
al a2 
a3
Altura o profundidad promedio (hp) -hl + +h3
3
¡,re
hr h2 h3
lll
Duronte el periodo de ovenidas o crecidos, sólo se tomorá el doto de lo miro o re4la como profundidod promedio o
fin de no poner en rtesgo ol Observador hidrológico.
Cólculo del coudol : (Q)
o Fórmulo del coudol: (m3/s)
Q= A x Vm
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Q: coudol de oguo, expresodo en metros cúbicos sobre segundos (m3/s).
A z oreode lo sección, expresodo en metros cuodrodos (m2)
Vm: velocidod medio del oguo, expresodo en metros sobre segundos (tnls).
UENADO DEL FOPTLATO: CONTPOL DE DE%APaAS O CAUDALES-UÉTOOO POP FLOTADOP
En lo Figuro 3, se presento el formoto debidomente llenodo, de los oforos reolizodos en la estoción hidrométrica
Lo Copillo-río Molo, siendo los etopos los siguiente
. Trobojo de compo, en lo cuol se debe onotor el oncho del río, f echo, horo en lo que se inicio y finolizo el aforo y el
registro de los tiempos en lo gue codo flotodor demoro desde el punto A hosto el punto B y el cálculo del tiempo
promedio (tp).
. oobinete o trcbojo de oficino , se re.alizan los respectivos cólculos con los fórmulos onteriores, con lo finolidod de
cqlculor lo velocidod , el áreoy el coudo!.
o. Trobojo de compo
5e lonzo 3 flotodores en lo morgen derecha,3 en el centro y 3 en Io morgen izquierdo.
. Cótculo det tiempo promedio Cfm): se deberá sumor los tiempos obtenidos de los flotodores y dividir erfire el
número de flotodores. Lo unidod será expresodo en segundos (s).
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. Cólculo dcl ticmpo promcdio CIm)t se deberá sumor los tiempos obtenidos de los flotodores y dividir e¡fire el
número de flotodores. Lo unidod será expresodo en segundos (s).
To: 15 + 13 + 13 + I+ 10 + 9 + 11+ 10 + 10 = 11.11
I
FECHA Hora
TRABAJO DE CAi,lPO
TIEMPO (s)
dia/mes/año lnicial Final
Margen derecha Centro Margen lzqulerda Tlempo
promedlo
f1 ¡2 f3 ¡4 f5 f6 ¡7 f8 f9 h
01/05/2011 09:10 09:30 15 13 13 I 10 I 11 10 10 11.11
b. Trobojo de gobinete u of icíno
o Cólculo dc lo vclocidod guc nacorrc los flotodonts guc cs lo vclocidod supcrficiol:
Lo distoncio recorrido por los flotodores = 20 metros (m)
E! tiempo promedio tP = U.U segundos (s)
Vs : d/tp
Reemplozondo:
Vs= 20 n/ 11.11 s = 1.80 m/s.
Corcigiendo lo velocídod suPerfíciol :
[ = 1.80 m/s x 0.85 = 1.53 m/s
Vm-Vx0.t5
Cólculo de! áreo de lo secc¡ón tnonsversol del río: A-axh
13l
I
A = áre-a de lo sección en metros cuodrodos (m2)
o = oncho del río en metros (m)
h = lo olturo o profundidod promedio en metros sobre segundos (m/s)
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El oncho del río = L7 m,
. El observodor, colocó uno sogo de.sde lo morgen izguierdo hosto lo mcrgen derecho de lo sección,
dividiendo lo sogo codo metro y morcodo con pinturo blonco.
. El observodor ingresó ol río y en codo metro de oncho, midió lo profundidod del río siendo el promedio
el siguiente:
HP= 0.40+ 0.48+0.57+0.54+0.66+0.85+0.81+0.99+1.11+0.94+0.81+0.89+0.80+0.60+0.53+0.29+0.25 = 0.68 m
T7
Reemplozondo en Io fórmulo:
A= 0.68 m xL7 m
A = 11.5ó m2
o Cólculo del coudol de oguo: sERvrcro NAcToNAL DE mETEonouooh e x¡onolooh
corTRo! ot oEtcAioAS 0 cAuo LEt - ETofp FoR tloTADoiEt
Q:VmxA
(Fórmufo de cont¡nuídod)
Reemplozondo en lo fórrnulo:
Q = 1.53 m/s x 17 tn = !7.7 m2
Figuro 5. Llenodo del Formoto de Control de Descorga o Coudales - Método por Flotodores
: Frudy Arncydr l'tu+ry¡Mala
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C AP AfffACtóN AL PERSONAL
. Es importonte lo copocitoción del recurso humono, gue tiene lo f inolidod de contor con
un personol colificodo en lo Institución, ellos podrón dirigir o copocitor o los
observodores en los técnicos de medición del oguo.
Figuru ó. Preporoción ol personol técnico de lo Dirección Regionol de Limo, poro el oprendizoje de los
criterios técnicos duronte lo medición y llenodos de formotos.
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Figuro 7. Formoto de Control de descorgo o coudol
SERVICIO NACIONAL DE METEOROLOGIA E HIDROLOGIA
CONTROL DE DESCARGAS O CAUDALES - METODO POR FLOTADORES
ESTACION DIRECCÓN REGIO}.IAL :
MES :
NOMBRE DEL AFORADOR
Rro:
CUENCA
FECHA Hora
TRABAJO DE CAMPO TRABAJO OE GABINETE
TIEMPO (e) VELOCIDAD (m/s)
CAUDAL
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Q=VmxA
dla/mes/año lnicial Flna!
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Ancho dol rlo
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AREA 1m2¡
A=hpxaf1 ¡2 f3 ¡4 f5 6 ¡7 f8 ñ) tr d (m) V=útp Vs=Vx0.85
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REFEREN cr.A BrBtJooR Árrc e
Orgonizoción rlÁeteorológico Mundiol - OMI y Orgonizoción de los Nociones Unidos poro lo Educación, lo Ciencio y
lo Cufturo-UNESCO (199?).Glosorio Hidrológico fnternocionol. Segundo Edición.6inebro.
Orgonizoción iAeteorológico Mundiol (1994). Guíode Prócticas Hidrológicos-O^ 
^ 
-1ó8. Quinto Edición.6inebro.
Orgorizoción Meteorológico lrtundiol (1988). Reglomanto Técnico Vol lfl-Hidrologío.
Servicio Nocionol de Meteorologío e Hidrologío-SENAi HI.(2000). Monuol de Funciones del Observodor
Hidrológico. Resolución Jefoturo! No0198 SENAI Hf-J55-O6Of /?@O, del L2.O9.2OAO.
Josep AAorio Fr«rguet Bernis. EI coudol mínimo medioombientol del tromo inferior del río Ebro. En línea:
httot / / www.eumed.net / libros / ?OO9b / 564 / Metodo%?Odel%?Of lotodor.htm.
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Si usted está ¡nteresado en información de Meteorología,
Hidrología Agrometeorología y Ambiental, de nuestra
Jurisdicción, sírvase acercarse o comunicarse a:
DIRECCION REGIONAL DE LIMA
Av. Edmundo Pastor Aguilar (ex Av.Las Palmas) - Cuadra 6 - Surco
Tel.:01-25tL2L4
E-mail : dr04-lima@senamhi.gob.pe
I
SEDE CENTRAL
SERVICIO NACIONAL DE METEOROLOGIA E HIDROLOGIA
Jr. Cahuide N" 785 - Jesús María - Lima 11
E-mail : senamh¡@senamhi.gob.pe
lnternet : http zl lwvwt senamhi.gob.pe
Guía de Hidrornetría: Estimación del caudal por el Método de Flotadores
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