TF Hidrologia CX82 Grupo 1 PDF

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UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADASFACULTAD DE INGENIERÍATRABAJO FINAL : Estudio hidrológico de la cuenca OcroCURSO : HidrologíaSECCIÓN Y GRUPO : CX – Grupo N° 01DOCENTE : Mitchel Jara GarcíaSEDE : San IsidroINTEGRANTES ➢ Báscones Torrejón, Rodrigo Jesús U ➢ Jiménez Quinteros, Miguel Alejandro...

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UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS

FACULTAD DE INGENIERÍA

TRABAJO FINAL

: Estudio hidrológico de la cuenca Ocro

CURSO

: Hidrología

SECCIÓN Y GRUPO

: CX – Grupo N° 01

DOCENTE

: Mitchel Jara García

SEDE

: San Isidro

INTEGRANTES ➢ Báscones Torrejón, Rodrigo Jesús

U20

➢ Jiménez Quinteros, Miguel Alejandro

U2016

➢ Portuguez Vinces, Martha Helen

U201612059

➢ Sáenz Chumbes, Frecia Maripaz

U201611054

➢ Tena Gutiérrez, Cesar Augusto

U20151b651

2020 – 01 LIMA - PERÚ

TRABAJO FINAL

TRABAJO FINAL ÍNDICE

INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 9 OBJETIVOS ........................................................................................................................ 10 1.

Objetivo Principal.................................................................................................. 10

2.

Objetivos Específicos ............................................................................................ 10

MARCO TEÓRICO ............................................................................................................ 10 1.

Área de la Cuenca (A) ........................................................................................... 10

2.

Perímetro de la Cuenca (P) .................................................................................... 10

3.

Longitud del Rio Principal (L) .............................................................................. 11

4.-Ancho Promedio de la Cuenca (Ap) ........................................................................ 11 5.- Coeficiente de capacidad o Índice de Gravelius (Kc ............................................. 11 6.- Factor de Forma (kf) .............................................................................................. 12 7.- Rectángulo Equivalente (RE) ................................................................................ 13 8.- Altitud o elevación media ....................................................................................... 14 9.- Pendiente de la Cuenca por el criterio del rectángulo equivalente........................ 14 10.- Densidad de Drenaje (Dd)..................................................................................... 14 11.- Tiempo de Concentración (Tc) ............................................................................. 15 CAPÍTULO I: DESCRIPCIÓN DE LA CUENCA ............................................................. 16 1.

UBICACIÓN ......................................................................................................... 16

1.1

Ubicación Política .......................................................................................... 16

1.2

Ubicación Geográfica..................................................................................... 16

1.3

Localización ................................................................................................... 18

2.

MEDIO GEOGRAFICO ....................................................................................... 19

2.1

Geomorfología ............................................................................................... 19

2.2

Hidrografía ..................................................................................................... 19

2.4

Información Pluviométrica:............................................................................ 20 3

TRABAJO FINAL 2.5 3

Flora ............................................................................................................... 21

PARÁMETROS GEOMORFOLOGICOS DE LA CUENCA OCRO ................. 22 3.4

Parámetros de Forma...................................................................................... 22

3.4.1 Área de la cuenca (A) ..................................................................................... 22 3.4.2 Perímetro de la cuenca (P) ............................................................................. 23 3.4.3 Longitud del Río Principal (L) ....................................................................... 23 3.4.4 Ancho Promedio de la Cuenca (Ap) .............................................................. 23 3.4.5 Coeficiente de Compacidad o Índice de Gravelius (Cc) ................................ 23 3.4.6 Rectángulo Equivalente.................................................................................. 24 3.4.7 Factor de forma (Ff) ....................................................................................... 26 3.5

Fisiografía (Parámetros de Relieve) ............................................................... 26

3.5.1 Curva Hipsométrica y Relación Hipsométrica ............................................... 27 3.5.2 Polígono de Frecuencias de Áreas Parciales .................................................. 28 3.5.3 Altitud Media Ponderada ............................................................................... 29 3.6

Parámetros de Red Hidrográfica .................................................................... 31

3.6.1 Pendiente de la cuenca principal .................................................................... 31 3.6.2 Pendiente media (S) ....................................................................................... 32 3.6.3 Densidad de drenaje ....................................................................................... 32 3.6.4 Tiempo de concentración ............................................................................... 33 4.- CLIMA .................................................................................................................... 33 4.1 Variables Climáticas.............................................................................................. 35 4.1.1 Estación Aija ....................................................................................................... 35 Temperatura ............................................................................................................... 35 Horas de Sol ............................................................................................................... 36 Humedad Relativa ...................................................................................................... 37 Velocidad de viento (m/seg) ...................................................................................... 37 4.2 Evapotranspiración potencial de la cuenca ............................................................ 38 4

TRABAJO FINAL 5.- PRECIPITACIÓN ................................................................................................... 42 5.1 Precipitación máxima en 24 horas ....................................................................... 42 5.2. Influencia de las Estaciones en la Zona del Proyecto ......................................... 43 5.3 Análisis de Datos Dudosos .................................................................................. 44 5.3.1 Análisis de datos dudosos para la estación Recuay .......................................... 46 5.3.2 Análisis de datos dudosos para la estación Ocros ............................................. 47 5.3.2 Análisis de datos dudosos para la estación Aija................................................ 48 6.- HEC HMS ............................................................................................................... 67

ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 En la figura se muestra el ancho y la longitud de la cuenca. Adaptado de "Hidrología-segunda edición", por Villon,2002 .................................................................. 11 Figura 2 En la figura se muestra la transformación de una cuenca a un rectángulo Adaptado de "Hidrología-segunda edición", por Villon,2002 ............................................................. 13 Figura 3 En la figura se observa la ubicación Ocros, por Google ...................................... 16 Figura 4 En la figura nos muestra el esquema de delimitación de la cuenca Ocros elaborado en QGIS ............................................................................................................................... 17 Figura 5 En la primera figura de la izquierda nos muestras el mapa político del Perú y en el de la derecha el mapa del departamento de Ocros. Adaptado de “Estudio diagnóstico y zonificación con fines de demarcación territorial de la provincia de Ocros”, por Gobi ..... 19 Figura 6 Relación de estaciones pluviométricas del SENAMHI. ...................................... 20 Figura 7 En la figura se muestra la flora en la provincia de Ocros. ................................... 21 Figura 8 En la figura se muestra el rectángulo equivalente de la cuenca Ocros. ............... 25 Figura 9 En la figura se muestra la curva hipsométrica de la cuenca Ocros. ..................... 28 Figura 10 En la figura se muestra la curva de frecuencias de altitudes. ............................. 29 Figura 11En la figura se muestra el clima templado en la provincia de Ocros. ................. 34 Figura 12 En la figura se muestra el clima árido en la provincia de Ocros. ....................... 34 Figura 13 En la figura se muestran las temperaturas mínimas y máximas de la estación Aija, por Weather Spark ............................................................................................................... 35 5

TRABAJO FINAL Figura

14 En la figura se observa la distribución temporal de las temperaturas y

precipitación. ....................................................................................................................... 36 Figura 15 En la figura se observa las horas de sol de la estación Aija, por Weather Spark. ............................................................................................................................................. 36 Figura 16 La figura nos muestra factores climatológicos de la estación Aija. Adaptado de "Normales decadales de temperatura y precipitación y calendario de siembras y cosechas", por Ministerio del Ambiente................................................................................................ 37 Figura 17 Determinación de la evapotranspiración por el método de Pennan-Monteihde le cuenca.

Fuente: Cropwat 8.0 .......................................................................... 40

Figura 18 Factor de corrección f, duración media de las horas de sol expresada en unidades de 30 días, 12 horas del sol cada una................................................................................... 41 Figura 19 Zona de influencia de las estaciones. ................................................................. 44 Figura 20 En la figura se muestra la distribución Normal, estación Recuay elaborado en Hidroesta.............................................................................................................................. 54 Figura 21 En la figura se muestra la distribución Lognormal estación Recuay elaborado en Hidroesta.............................................................................................................................. 54 Figura 22 En la figura se muestra la distribución Gumbell estación Recuay elaborado en Hidroesta.............................................................................................................................. 55 Figura 23 En la figura se muestra la distribución Normal estación Aija elaborado en Hidroesta.............................................................................................................................. 55 Figura 24 En la figura se muestra la distribución Lognormal estación Aija elaborado en el software Hidroesta. .............................................................................................................. 56 Figura 25 En la figura se muestra la distribución Gumbel estación Aija elaborado en Hidroesta.............................................................................................................................. 57 Figura 27 En la figura se muestra la distribución Normal estación Ocros, elaborado en Hidroesta.............................................................................................................................. 58 Figura 28 En la figura se muestra la distribución lognormal estación Ocros, elaborado en Hidroesta.............................................................................................................................. 58 Figura 29 En la figura se muestra la distribución Gumbel estación Ocros, Hidroesta ....... 59 Figura 30 En la figura se visualiza la curva de intensidad-duración-frecuencia-Estación Recuay. ................................................................................................................................ 64 Figura 31 En la figura se visualiza la curva de intensidad-duración-frecuencia-Estación Aija. ............................................................................................................................................. 65 6

TRABAJO FINAL Figura 32 En la figura se visualiza la curva de intensidad-duración-frecuencia-Estación Ocros.................................................................................................................................... 65 Figura 33 En la figura se observa el hietograma de precipitación de diseño para un periodo de retorno de 30 años. .......................................................................................................... 66 Figura 34 En la figura se observa el hietograma de precipitación de diseño para un periodo de retorno de 30 años. .......................................................................................................... 66 Figura 35 En la figura se observa el hietograma de precipitación de diseño para un periodo de retorno de 30 años. .......................................................................................................... 67

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 Relación de estaciones del SENAMHI.................................................................. 21 Tabla 2 En la tabla indica los valores promedio de la humedad relativa. ......................... 37 Tabla 3 En la tabla indica el promedio de la velocidad del viento. ................................... 38 Tabla 4 Determinación del factor de corrección................................................................ 41 Tabla 5 Kc de los cultivos ................................................................................................. 42 Tabla 6 Precipitaciones máximas en 24 horas. .................................................................. 43 Tabla 7 Precipitación Máxima de 24 horas en la estación Recuay.................................... 46 Tabla 8 Análisis de datos dudosos. .................................................................................... 46 Tabla 9 Precipitación Máxima de 24 horas en la estación Ocros. ..................................... 47 Tabla 10 Análisis de datos dudosos. .................................................................................. 47 Tabla 11 Precipitación Máxima de 24 hr en la estación Aija ............................................ 48 Tabla 12 Análisis de datos dudosos ................................................................................... 49 Tabla 13 Prueba de Bondad de la Estación Recuay........................................................... 51 Tabla 14 Prueba de Bondad Estación Aija. ....................................................................... 52 Tabla 15 Prueba de Bondad Estación Ocros ..................................................................... 53 Tabla 16 Coeficientes por la norma. .................................................................................. 60 Tabla 17 Valores de Precipitación Máximas-Estación Recuay ......................................... 61 Tabla 18 Valores de Precipitación Máximas-Estación Aija .............................................. 61 Tabla 19 Valores de Precipitación Máximas-Estación Ocros ........................................... 62 Tabla 20 Intensidades Máximas (mm/hr)- Estación Recuay ............................................. 63 7

TRABAJO FINAL Tabla 21 Intensidades Máximas (mm/hr)- Estación Aija .................................................. 63 Tabla 22 Intensidades Máximas (mm/hr)- Estación Ocros. .............................................. 64

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TRABAJO FINAL

INTRODUCCI INTRODUCCIÓN ÓN

La hidrología es una ciencia que tiene como objetivo el estudio del agua, la manera en la que circula, de la forma en la que se distribuye, de su ocurrencia y de sus propiedades físicas, químicas y mecánicas que tiene el agua. De igual manera, estudia todas las masas de agua que existen en la tierra como son los mares, ríos, corrientes, lagos, entre otras. Esta ciencia nos sirve para poder realizar descripciones de las aguas que se encuentran en nuestro planeta y se centra en estudiar el agua que es fundamental para el desarrollo de todas las especies, incluyendo al hombre.

En el Perú, los parámetros hidrológicos e hidráulicos para el diseño de estas estructuras viales, están definidos en el manual de Hidrología, Hidráulica y Drenaje del Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC), manual que rige las normas y criterios que deben considerarse para la buena determinación de los parámetros definidos en el estudio.

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TRABAJO FINAL

OBJETIVOS

1.

Objetivo Principal •

Delimitar la cuenca de Ocros del Río Pativilca. para poder realizar el respectivo estudio hidrológico con el fin de poder encontrar el caudal máximo, con los métodos aprendidos en clase, para el posterior diseño de obras hidráulicas.

2.

Objetivos Específicos •

Cálculo del volumen de precipitaciones en la cuenca hidrológica.

•

Caracterización de la cuenca hidrográfica delimitada

•

Obtener los parámetros geomorfológicos de una cuenca hidrográfica.

•

Interpretar los parámetros geomorfológicos.

•

Analizar las precipitaciones en una cuenca hidrográfica.

MARCO TEÓRICO 1.

Área de la Cuenca (A)

El área de drenaje de una cuenca es la proyección horizontal del área delimitada por la cuenca. Según Ven Te Chow (1993), se puede utilizar la siguiente clasificación de tamaño de cuenca: TAMAÑO DE LA CUENCA 5000

2.

DESCRIPCIÓN Muy pequeña Pequeña Intermedia-Pequeña Intermedia-Grande Grande Muy grande

Perímetro de la Cuenca (P)

Se refiere al borde exterior de la forma de la cuenca proyectada en un plano horizontal de forma muy irregular, se obtiene después de delimitar la cuenca (Máximo Villon, 2002).

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TRABAJO FINAL 3. Longitud del Rio Principal (L) Es la longitud de la red de drenaje desde su nacimiento de la cuenca, siguiendo todos los cambios de dirección o sinuosidades, hasta su desembocadura, puede ser una estación de aforo o su desembocadura, expresado en unidades de longitud (km). A continuación, se muestra los rangos de longitud de cauce. RANGOS DE LONGITUD km 0-50 50-100 >100

CLASES DE LONGITUDES DEL CAUCE Corto Mediano Largo

4. Ancho Promedio de la Cuenca (Ap) Se define como la relación entre la cuenca y la longitud de la cuenca. Como se puede apreciaren l...