UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVAFACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLESDEPARTAMENTO ACADMICO DE CIENCIAS DE CONSERVACIN DE SUELOS Y AGUA

Trabajo encargado de Hidrologa Bsica.TEMA: Medicin de caudal.CURSO: HIDROLOGIA BASICA.ALUMNOS: TURPO MORALES, Juan.: PILCO REYNA, Lucas.DOCENTE: Ing. GUERE SALAZAR, Fiorella Vanessa.SEMESTRE: 2014 IITingo Mara Per2014

I. INTRODUCCIONEl caudal es la cantidad de agua que fluye por unidad de tiempo por un conducto abierto o cerrado como un ro, riachuelo, acequia, una canal o una tubera.La hidrometra permite medir determinar el caudal del agua que fluye sobre alguna de estas estructuras donde ejemplos aplicados a esto podran verse en la entrada o salida de agua en una planta de tratamiento, la que se consume en una ciudad, industria, etc.Es de suma importancia conocer el caudal que fluye por una determinada fuente ya que ese caudal flucta segn las pocas del ao y las condiciones meteorolgicas.Objetivos Estimacin del caudal de una acequia ubicada dentro de la CUENCA PENDENCIA mediante el mtodo del flotador. Identificar los caudales mximos por mtodo emprico, mtodo, racional, Mac Math, Gumbel, Nash.

II. REVISIN DE LITERATURA2.1. CaudalEl caudal corresponde a una cantidad de agua que pasa por un lugar (canal, tubera, entre otros) en una cierta cantidad de tiempo, o sea, corresponde a un volumen de agua (Litros, Metros Cbicos, etc.), por unidad de tiempo (Segundos, Minutos. Horas, etc.).Es la cuantificacin del caudal de agua que pasa por la seccin transversal de un conducto (ro, riachuelo, canal, tubera) de agua; tambin se le conoce como aforo caudal de agua. Para cuantificar el caudal de agua se puede utilizar la siguiente frmula:Q = A x V (1) Dnde: Q = Caudal o Gasto (m3/s) A = rea de la seccin transversal (m2) V = Velocidad media del agua en la seccin hidrulica (m/s)2.2. Mtodos para medicin de caudales.Entre los mtodos ms utilizados para medir caudales de agua se encuentran los siguientes: Mtodo del flotador. Mtodo del correntmetro. Mtodo volumtrico. Mtodo de la trayectoria.Aqu desarrollaremos los dos primeros mtodos ya que fueron estos lo empleados en la prctica:2.3. Mtodo del flotadorEl mtodo del flotador se utiliza en los canales y acequias y da solo una medida aproximada de los caudales. Su uso es limitado debido a que los valores que se obtienen son los estimados de caudal siendo necesario el uso de otros mtodos cuando se requiere una mayor precisin. En este mtodo, de igual manera, se utilizan los valores promedio de las variables determinadas.Pasos:a) Primer paso: Seleccionar el lugar adecuado. Se selecciona en el ro o canal un tramo uniforme, sin piedras grandes, ni troncos de rboles, en el que el agua fluya libremente, sin turbulencias, ni impedimentos, que sea recto y de seccin transversal uniforme, de alrededor de 3 metros de largo, donde el agua escurra libremente.b) Segundo paso: Medicin de la velocidad. En el tramo seleccionado ubicar dos puntos, A (de inicio) y B (de llegada) y medir la distancia, una persona se ubica en el punto A con l las boyas y otra en el punto B con el reloj o cronmetro. Se medir el tiempo de recorrido del flotador del punto A al punto B. Se recomienda realizar un mnimo de 3 mediciones y calcular el promedio. La velocidad de la corriente de agua del ro se calcula con base en la siguiente:

c) Tercer paso: Medicin del rea de la seccin transversal del ro. En el tramo seleccionado, ubicar la seccin o el ancho del ro que presente las condiciones promedio y en la que se nos facilite la medicin del rea transversal. Un mtodo prctico, con aceptable aproximacin para calcular el rea transversal, es tomar la altura promedio. Esto consiste en dividir el ancho del ro, en por lo menos, cuatro partes y medir la profundidad en cada punto para luego calcular el promedio. As como se ve en la figura.

Una vez se ha determinado el valor promedio de la profundidad, se procede a realizar la medicin del espejo de agua del canal. ste se divide en las partes que se midieron para determinar las alturas.En este caso, de acuerdo a la figura: Luego se calcula el rea para cada tramo, usando el mtodo del trapecio:Y por ltimo se calcula el rea total de la seccin en estudio.d) Cuarto paso: Clculo del Caudal del ro. Con los datos obtenidos se procede a calcular el caudal del ro, QR, con base en la siguiente ecuacin:

Donde K es un factor de correccin relacionado con la velocidad. El valor de K se debe seleccionar de acuerdo al tipo de ro o canal y a la profundidad del mismo, de conformidad con la tabla:

El valor promedio obtenido del caudal de la fuente de agua estudiada permitir no slo conocer el volumen de agua del que se dispone por unidad de tiempo, informacin importante a la hora de tomar decisiones sobre posibles proyectos productivos, si no, adems, conocer, de manera cuantitativa, las caractersticas del lquido, antes de su uso, o su vocacin de uso. Para ello se requiere realizar estudios de calidad del agua de la fuente, adicionales a los estudios del caudal.

III. MATERIALES Y METODOS3.1. Materiales Wincha o cinta medidora. Reloj o Cronmetro. Botas. Un objeto flotante, en este caso una botella descartable. Machete. Cuaderno de apuntes.3.2. MetodologaMtodo del flotador1) Se selecciona en nuestra zona un tramo que sea uniforme, sin piedras grandes ni arbustos que puedan interferir para que el agua fluya de manera libre, sin turbulencias ni impedimentos.2) En nuestro tramo seleccionado debemos ubicar dos puntos, (A) de inicio (B) de final y medir la distancia que para nuestro caso ser 100 metros.

3) Ubicar las boyas o cuerpos flotantes en nuestro punto inicial, con lo cual mediremos el tiempo en el cual estas demoran en llegar hacia el punto B. Para ello mnimo se debe realizar tres repeticiones.Con ello podremos determinar la velocidad de la corriente de agua: Velocidad = Distancia A-B / tiempo recorrido4) Se prosigue a medir el rea transversal del canal, un mtodo aceptable para calcular la aproximacin del rea transversal es tomar la altura promedio, en este caso h1, h2, h3 y h4.Consiste en dividir el ro en por lo menos tres partes y medir la profundidad en cada punto para luego calcular el promedio.5) Luego de haber calculado la profundidad del ro se procede a la medicin del ancho de ste.6) Finalmente se procede a calcular el caudal del ro, QR, con base en la siguiente ecuacin:

IV. RESULTADOS4.1. Mtodo del flotadorDeterminacin del caudal de la cuenca PENDENCIA el da 29/11/14 a las 8:00 am. Distancia del tramo A1-A2: 13m Distancia del tramo B1-B2: 48m Distancia del tramo C1-C2: 24m.Cuadro 1. Tiempo que tarda de desplazarse la botella en una longitud de 100m.Tiempo (segundo)

181.31

280.1

390.09

481.81

588.2

675.86

778.21

896.79

978.12

1081.9

1183.97

1284.32

1381.49

1484.82

1586.67

1696.75

1783.38

1895.22

1981.31

2095.15

Se hizo 20 pruebas o veces con la botella descartable en 100m de longitud.Cuadro 2. Calculo del caudal tramo A-A1ANCHO13.5m

CALCULO DE AREA

altura(cm)distancia(cm)area(cm)

650300

29501450

25501250

20501000

20501000

1850900

1850900

20501000

20501000

25501250

34501700

37501850

44502200

60503000

67503350

100505000

120506000

115505750

50502500

44502200

32501600

28501400

25501250

1550750

1050500

850400

550250

cm49750

con.m497.5

area6716.25

calculo de velocidad

E100mts

t181.31

t280.1

t390.09

t481.81

t588.24

t675.86

t778.21

t896.79

t978.12

t1081.9

t1183.97

t1284.32

t1381.49

t1484.82

t1586.67

t1696.75

t1783.38

t1895.22

t1981.31

t2095.15

promedio(t)85.2755

Velocidad=e/t=1.17266976m/s2

calculo del caudal6537.03291m3/seg

6537032.91Lt/seg

Cuadro 3. Segundo tramo.ANCHO48m

CALCULO DE AREAcalculo de velocidad

altura(cm)distancia(cm)area(cm)e100m

3150450t181.31

201503000t280.1

221503300t390.09

241503600t481.81

281504200t588.24

301504500t675.86

301504500t778.21

311504650t896.79

321504800t978.12

321504800t1081.9

341505100t1183.97

341505100t1284.32

351505250t1381.49

381505700t1484.82

421506300t1586.67

441506600t1696.75

481507200t1783.38

601509000t1895.22

651509750t1981.31

11015016500t2095.15

12515018750promedio(t)85.2755

12215018300

12015018000velocidad=e/t1.17266976

451506750

401506000Q=C*V*A92223.6281m3/seg.

38150570092223628.1Lt/seg.

251503750

151502250

81501200

71501050

5150750

4150600

cm197400

m1974

area94752

Tercer tramoANCHO25m

CALCULO DE AREAcalculo de velocidad

altura(cm)distancia(cm)area(cm)e100m

5100500t181.31

8100800t280.1

181001800t390.09

201002000t481.81

221002200t588.24

281002800t675.86

501005000t778.21

551005500t896.79

581005800t978.12

651006500t1081.9

731007300t1183.97

781007800t1284.32

841008400t1381.49

841008400t1484.82

10010010000t1586.67

11210011200t1696.75

11810011800t1783.38

551005500t1895.22

401004000t1981.31

241002400t2095.15

181001800promedio(t)85.2755

151001500

8100800velocidad=e/t1.17266976

4100400

4100400caudal=Q=C*V*A

cm11460027885.5005m3/seg

m114627885500.5Lt/seg

area28650

Caudal mximo por el mtodo empricos, mtodo racional.Cuadro 4. Datos del micro cuenca pendencia Area (has)Coberturapendientetextura

68.72chacra5.3franco-arenosa

62.84bosque6.3franco-limosa

Calculo de coeficiente de escorrenta1. 0.42. 0.35Coeficiente ponderado 0.38Area total 131.56 hasCalculo de intensidades mximas (I)Distancia al punto ms lejano 21360.08mDesnivel 1230mPeriodo de retorno 10 aosDuracion (min)I max(mm/h)

106025.98

102024.68

96023.67

106023.89

Tiempo de concentracin o duracin 126.22minIntensidad Max 14.10mm/hrEcuacin de clculo de I max Imx = 5.6064*T^(-0.0610) *D^(0.2197)Calculo del caudalCoeficiente C= 0.38rea cuenca= 131.56Intensidad Max (I) 26.56mm/hr.Q max = 3.688m3/sMtodo de GUMBEL aocaudal

20041331

20051958

20063920

20078031

20082200

20092516

20101961

20111765

20122380

20132633

20142554

Nmero de aos disponibles 10Qm 2067.2031SQ 998.1424YN 0.4925SN 0.9535Qmax 5646Delta Q 11933162INTERVALO Q 4453.36-68391QDISEO 6839.9958.

V. DISCUSIONPara calcular ambos datos el operador debe medir el rea, por lo que las diferencia entre ambos radica en las velocidades que tanto el operador como el instrumento captan.Si bien observamos que el mtodo de los flotadores nos puede dar un buen resultado comparndolo con el mtodo del correntmetro, el primero tiene ms probabilidad de error ya que muchos datos dependen de las facultades del operador, pudiendo as obtener un resultado no tan exacto y seran necesarias muchas repeticiones para poder tener un nivel de confiabilidad aceptable y para homogenizar stos por eso se hizo 20 repeticiones.Estos mtodos empricos racional ven la fisiografa del lugar, zonas cultivadas, el rea de la cuenca, la textura del suelo, las precipitaciones en fin serie de cosas esto por este mtodo racional algo complejizado.El mtodo el Gumbel yo creo que est generalizando al ver de cada ao hay un caudal promedio de cada muestra eso indica para un estudio de 50-100 aos para trabajos ejm presa etc.

VI. CONCLUSIONSe obtiene un mayor caudal con el mtodo del flotador 13.73806275m2/seg.Con el mtodo del correntmetro se pueden obtener mediciones instantneas y ms reales, que en el mtodo del flotador. Le doy mi idea segn la teora. Asimismo, segn la experiencia, se concluye que el mtodo del correntmetro es mucho ms prctico que el mtodo del flotador.Otras razones para no usar el correntmetro son cuando existe una excesiva velocidad del agua, presencia de muchos cuerpos extraos, cuando peligra el operador, o corre riesgo de dao el correntmetro.Para usar el mtodo de los flotadores necesitamos que la zona donde vamos a medir sea recta para poder calcular las reas de manera ms exacta, as tambin recomendamos la mayor cantidad de flotadores para tener una mayor proporcin de datos.El mtodo para hallar los caudales mximos se emple el mtodo racional y como resultado dio Q max = 3.688m3/s.Tambin se emple el mtodo de Gumbel optando datos de 10 aos desde el 2004 2013 y como resultado dio Qmax 5646.