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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO DEPARTAMENTO DE IRRIGACIÓN HIDROLOGÍA SUPERFICIAL T10: AFORO CON MOLINETE Y MANEJO DE INFORMACIÓN HIDROMÉTRICA HISTÓRICA. 6º AÑO GRUPO “B” PRESENTA: · BAUTISTA ESPINOSA RAMIRO PROFESOR: DR. JESÚS CHÁVEZ MORALES CHAPINGO, MÉXICO DICIEMBRE 2015 Introducción La medición del caudal o gasto de agua que pasa por la sección transversal de unconducto (río, riachuelo, canal, tubería) de agua, se conoce como aforo o mediciónde caudales. Este caudal depende directamente del área de la sección transversala la corriente y de la velocidad media del agua.En el presente trabao se presentará el informe de la práctica de aforo de ríoreali!ada en el laboratorio de hidráulica. El conocimiento de cómo aforar un río ycomo calcular el caudal, es importante pues de esto dependerá el dise"o de unaobra que podríamos reali!ar. 4. Lámina de agua equivalente .Es el espesor de la lámina de agua que se obtendría repartiendosobre toda la cuenca el volumen de la aportación anual (Unidades: milímetros o metros). Seobtiene dividiendo la aportación anual por la superficie de la cuenca. Es útil especialmente cuandoqueremos comparar la escorrentía con las precipitaciones. 4.3 TRATAMIENTO ESTADÍSTICO DE LOS DATOS DE AFORO Supongamos que disponemos de ndatos de caudales. Es deseable que sean más de 20, y esfrecuente disponer de series históricas correspondientes a 30 ó 40 años. El tratamientoestadístico más común está encaminado a evaluar la probabilidad de que se presente en elfuturo un caudal mayor o menor que un determinado valor, o (la operación inversa) evaluar quécaudal se superará un determinado % de los años, para tener presente la probabilidad de quese produzcan crecidas o estiajes de efectos no deseados. Por ejemplo: ¿Qué probabilidad hayde que la aportación anual del río supere los 900 Hm? ¿Qué aportación se superará el 10%de los años? ¿Qué caudal medio mensual se superará el 75% de los meses de Octubre?Hay que ordenar los datos disponibles (42 aportaciones anuales, 36 caudales mensuales de 36meses de Octubre, etc.) de menor a mayor, olvidando su orden cronológico, y calcular paracada uno de ellos la probabilidad de que el caudal o aportación alcance ese valor. Asi, si son42 datos, la probabilidad de que se alcance el mayor será 1/42, la probabilidad de que sealcance o supere el 2º será de 2/42, y así sucesivamente. Si representamos en un gráfico enun eje los datos de menor a mayor, y en el otro las probabilidades así calculadas obtendremosuna curva que nos permitirá inferir gráficamente las cuestiones planteadas más arriba. Esto essólo aproximado, para más exactitud hay que realizar el mismo proceso, pero ajustando losdatos a una ley estadística. Los datos anuales suelen ajustarse a la ley normal o de Gauss,mientras que los datos extremos (los caudales máximos o mínimos de una serie de años)suelen ajustarse a la ley de Gumbel.En cualquier caso, la probabilidad de que se alcance un determinado valor es el inverso de su periodo de retorno . Por ejemplo, si la probabilidad de que se alcance o supere undeterminado caudal es del 5%, quiere decir que el 5% de los años el caudal será igual omayor, el periodo de retorno de dicho caudal será de 20 años. Es decir, que si el caudal superaese valor 5 años de cada 100, eso es igual que uno de cada 20 (1/20=5/100). 4.4 MÉTODOS PARA MEDIR CAUDALES Entre los más conocidos tenemos los siguientes: · Volumétrico · Método área velocidad. · Dilución con trazadores. · Método área pendiente. · Limnímetros. · Vertederos de aforo. 4.6 MÉTODO ÁREA VELOCIDAD (FLOTADOR- MOLINETE) a.) Calculo del área Este método consiste básicamente en medir en un área transversal de la corriente, previamentedeterminada, las velocidades de flujo con las cuales se puede obtener luego el caudal. El lugar elegido para hacer el aforo o medición debe cumplir los siguientes requisitos:La sección transversal debe estar bien definida y que en lo posible no se presente erosión oasentamientos en el lecho del río.Debe tener fácil acceso.Debe estar en un sitio recto, para evitar las sobre elevaciones y cambios en la profundidadproducidos por curvas.El sitio debe estar libre de efectos de controles aguas abajo, que puedan producir remansosque afecten luego los valores obtenidos con la curva de calibración.Uno de los procedimientos más comunes empleados en este método es el descrito acontinuación.En el sitio que se decidió hacer el aforo, se hace un levantamiento topográfico completo de lasección transversal, el cual dependiendo de su ancho y profundidad, puede hacerse con unacinta métrica o con un equipo de topografía. La sección escogida se divide en tramos igualestal como muestra la Figura 4.2. El ancho entre ellas no debe ser mayor que 1/15 a 1/20 delancho total de la sección. El caudal que pasa por cada área de influencia Ai no debe ser mayor que el 10% del caudal total. La diferencia de velocidades entre verticales no debe sobrepasar un 20%. En cada vertical, de las varias en que se divide la sección, se miden velocidades conel molinete a 0.2, 0.6 y 0.8 de la profundidad total o con flotador. Cada vertical tiene surespectiva área de influencia (sombreado en la figura) Medición del caudal con molinete hidrométrico La medición del caudal por el método área-velocidad se explica con referencia a la figura 1l.1. La profundidad del río en la sección transversal se mide en verticales con una barra o sonda. Al mismo tiempo que se mide la profundidad, se hacen mediciones de la velocidad con el molinete en uno o más puntos de la vertical. La medición del ancho, de la profundidad y de la velocidad permiten calcular el caudal correspondiente a cada segmento de la sección transversal. La suma de los caudalesde estos segmentos representa el caudal total Ejemplo de cálculo de caudal: EJERCICIOS PROPUESTOS A DESARROLLAR. Cuadro. 3.2. Datos observados en la estación Paso del Toro UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO DEPARTAMENTO DE IRRIGACION HIDROLOGIA SUPERFICIAL REGISTRO DE AFORO CON MOLINETE CORRIENTE: Cotaxtla ESTACION: Paso del Toro AFORO NO.: 2 FECHA: 06/12/2015 LECTURA DE ESCALA PRINCIPIO: 07:00 a. m. FIN: 09:00 a. m. HORA DE OBSERVACION PRINCIPIO: 09:00 a. m. FIN: 11:00 a. m. SONDEOS OBSERVACIONES NOTAS Distancia de Profundidad Profundidad Número de Tiempo punto inicial observada revoluciones seg m m m 1.50 0.25 0.15 54 60 OAMD 2.50 0.97 0.15 62 60 OAMD 2.50 0.75 67 60 OAMD 3.70 1.7 0.15 55 60 OAMD 3.70 0.95 61 60 OAMD 4.50 2.3 0.15 56 60 OAMD 4.50 1.19 65 60 OAMD 4.50 1.7 69 60 OAMD 5.30 1.23 0.15 55 60 OAMD 5.30 0.83 63 60 OAMD 5.92 0.78 0.15 54 60 OAMD NOTA: OAMD = Orilla del Agua Margen Derecha. OAMI = Orilla del Agua Margen Izquierda. AFORADOR: Ramiro Bautista Espinosa image7.png image8.png image9.png image10.wmf CORRIENTE: ESTACION: AFORO NO.: FECHA: Cotaxtla REGISTRO DE AFORO CON MOLINETE HIDROLOGIA SUPERFICIAL DEPARTAMENTO DE IRRIGACION UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO Paso del Toro 3 06/12/2015 image11.wmf PRINCIP IO: 09:00 a. m. FIN: 011:00 a. m. PRINCIP IO: 11:00 a. m. FIN: 13:00 a. m. Distancia de Profundidad Profundid ad Número de Tiempo punto inicial observada revolucio nes seg m m m 0 0,3 0,5 76 30 OAMD 1 1,4 0,5 44 30 OAMD 1 1,25 46 30 OAMD 2 1 0,5 36 30 OAMD 2 0,95 45 30 OAMD 4 1,9 0,5 55 30 OAMD 4 1.19 38 30 OAMD 4 1,8 44 30 OAMD 6 0,8 0,75 47 30 OAMD 8 1,2 1 36 30 OAMD 10,5 0,7 0,7 39 30 OAMD NOTA: OAMD = OAMI = AFORADOR: Molinete V= (2,17) N rev + 0,009145 LECTURA DE ESCALA HORA DE OBSERVACION SONDEOS OBSERVACIONES Orilla del Agua Margen Derecha. Orilla del Agua Margen Izquierda. Ramiro Bautista Espinosa NOTAS image12.wmf CORRIENTE: ESTACION: AFORO NO.: FECHA: PRINCIP IO: 09:00 a. m. FIN: 011:00 a. m. PRINCIP IO: 11:00 a. m. FIN: 13:00 a.m. Distancia de Profundidad Profundid ad Número de Tiempo punto inicial observada revolucio nes seg m m m 0 0 0 0 30 OAMD 2 0,73 0,43 14 30 OAMD 2 0,58 20 30 OAMD 4 1,12 0,33 12 30 OAMD 4 0,88 24 30 OAMD 6 1,33 0,38 18 30 OAMD 6 0,63 30 30 OAMD 6 0,88 36 30 OAMD 6 1,13 36 30 OAMD 8 1,49 0,53 24 30 OAMD 8 0,93 18 30 OAMD 9,73 0 0 0 OAMD = Orilla del Agua Margen OAMI = Orilla del Agua AFORADOR: Ramiro Bautista Espinosa Molinete v=0,01+2,2(N) Cotaxtla REGISTRO DE AFORO CON MOLINETE HIDROLOGIA SUPERFICIAL DEPARTAMENTO DE IRRIGACION NOTAS OBSERVACIONES SONDEOS Paso del Toro 1 06/12/2015 HORA DE OBSERVACION LECTURA DE ESCALA image13.wmf CORRIENTE: ESTACION: AFORO NO.: FECHA: PRINCIP IO: 16:00 a. m. FIN: 018:00 a. m. PRINCIP IO: 17:00 a. m. FIN: 20:00 a. m. Distancia de Profundidad Profundid ad Número de Tiempo punto inicial observada revolucio nes seg m m m 1 0 0 0 60 OAMD 3 1,2 0,37 45 60 OAMD 3 0.8 47 60 OAMD 3 0,9 54 60 OAMD 3 1,12 59 60 OAMD 5 0,9 0,3 45 60 OAMD 5 0,7 45 60 OAMD 5 0,8 56 60 OAMD 6 1,49 0,95 58 60 OAMD 7 1,5 1,12 66 60 OAMD 7 1,2 94 60 OAMD 2.78 0 0 0 60 OAMD OAMD = Orilla del Agua Margen OAMI = Orilla del Agua AFORADOR: Ramiro Bautista Espinosa Molinete v=(N/0.3)+03516 Cotaxtla REGISTRO DE AFORO CON MOLINETE HIDROLOGIA SUPERFICIAL DEPARTAMENTO DE IRRIGACION NOTAS OBSERVACIONES SONDEOS UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO Paso del Toro 4 06/12/2015 HORA DE OBSERVACION LECTURA DE ESCALA image1.jpeg image2.png image3.png image4.png image5.png image6.png
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