Upload
paulo-likey
View
11
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
k
Citation preview
HIDROLOGIA GENERAL
IC-441
Captulo 09
DETERMINACION DE CAUDALES MENSUALES PARA EL AO PROMEDIO
Docente : Ing. Leonidas Arias Baltazar
1
MODELO PROPUESTO POR LUTZ SCHOLTZ -1980
Este modelo hidrolgico es combinado por que cuenta con
una estructura determinstica para el clculo de los caudales
mensuales para el ao promedio (Balance Hdrico - Modelo
determinstico) y, una estructura estocstica para la
generacin de series extendidas de caudal (Proceso
markoviano - Modelo Estocstico); fue desarrollado por el
experto Lutz Scholtz para cuencas de la sierra peruana entre
1979 y 1980 en el marco de la Cooperacin Tcnica de la
Repblica de Alemania a travs del Plan Meris II.
Determinado el hecho de la ausencia de registros de caudal
en la sierra peruana, el modelo se desarroll tomando en
consideracin parmetros fsicos y meteorolgicos de las
cuencas que puedan ser obtenidos a travs de mediciones
cartogrficas y de campo; los parmetros ms importantes
del modelo son los coeficientes para la determinacin de la
precipitacin efectiva, dficit de escurrimiento, retencin y
agotamiento de las cuencas; el procedimiento que sigui el
experto Lutz Scholtz fue:
1. Analiz los datos Hidrometeorolgicos de 19 cuencas entre Cuzco,
Huancavelica, Junn y Cajamarca y procedi a calcular los parmetros
necesarios para la descripcin de los fenmenos de la escorrenta
promedio.
2. En un segundo paso, estableci un conjunto de modelos estocsticos
parciales de los parmetros para el clculo de caudales en estas cuencas
que carecen de informacin hidromtrica. Aplicando los datos
meteorolgicos regionalizados para la cuenca respectiva y los modelos
parciales, se puede calcular los caudales mensuales para el ao promedio.
3. El tercer paso permite la generacin de caudales para un periodo extendido
en el punto de captacin proyectada por un clculo combinando (la
precipitacin efectiva con las descargas del mes anterior por un proceso
markoviano) y, calibrando el modelo integral por aforos ejecutados.
5
Este modelo fue implementado con fines de pronosticar caudales a
escala mensual, teniendo una utilizacin inicial en estudios de
proyectos de riego y posteriormente extendindose el uso del mismo
a estudios hidrolgicos con prcticamente cualquier finalidad
(abastecimiento de agua, hidroelectricidad, etc.), los resultados de la
aplicacin del modelo a las cuencas de la sierra peruana, han
producido una correspondencia satisfactoria respecto a los valores
medidos.
Modelo de Lutz Scholtz
Anlisis cartogrfico y estadstico de la informacin
Anlisis cartogrfico de la cuenca Anlisis y regionalizacin de la informacin hidrometeorolgica.
Aplicacin de los modelos determinsticos parciales
Precipitacin media Coeficiente de escorrenta E.T.P Precipitacin efectiva Fundamentos del balance hdrico Periodos del ciclo hidrolgico
Generacin de caudales para un periodo extendido
Generacin con el modelo markoviano de primer orden Validacin mediante pruebas estadsticas a la media y desviacin estndar
El modelo de Lutz Scholtz interacta una serie de modelos
determinsticos y estocsticos parciales con la finalidad de generar
un caudal promedio caracterstico en la cuenca; para luego extender
la serie con un modelo puramente estocstico como es el modelo
markoviano de primer orden.
Calculo de la retencin en la cuenca Gastos de la retencin y abastecimiento de la retencin Caudal para el ao promedio
Aplicacin de los modelos determinsticos parciales
Coeficiente de escorrenta
Precipitacin media
Precipitacin media mensuales generados de la cuencaobjetivo.
10
CALCULO DEL COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO C, SEGN
LA ECUACION DE TURC
D = P / (0.90 + P / L )1/2
L = 300 + 25 T + 0.05 T3
C^ = (P-D) / P Coeficiente Calculado
C = Q / P Coeficiente Observado
P T L D C^ C
mm/ao C mm/ao
1 Vilcanota 923 6.3 470 423 0.54 0.34
2 Paucartambo 665 7.2 499 406 0.39 0.36
3 Pitumarca 919 4.4 414 381 0.59 0.44
4 Pomanchi 882 8.0 526 458 0.48 0.29
5 Sta. Elena 916 5.8 455 411 0.55 0.4
6 Huapa 902 6.2 467 419 0.54 0.34
7 Orcococha 932 4.6 420 386 0.59 0.42
8 Quilln 690 6.2 467 393 0.43 0.39
9 Pachacaya 1168 5.0 431 407 0.65 0.35
10 Pinascocha 899 5.3 440 399 0.56 0.28
11 Cochas 1162 4.6 420 397 0.66 0.34
12 Huari 1249 4.4 414 395 0.68 0.42
13 Casaracra 610 6.4 473 381 0.38 0.28
14 Namora B 968 11.6 668 559 0.42 0.38
15 Matar 963 11.7 673 561 0.42 0.42
16 Michiquillay 1191 8.7 550 504 0.58 0.61
17 Namora C 970 11.2 650 549 0.43 0.35
18 Cajamarca 797 12.4 705 540 0.32 0.31
19 Crisnejas 883 11.5 664 540 0.39 0.37
Verificando la correlacin entre los valores de C^ y C, se tiene:
Cuzco Huancavelica: C^ = 0.618 C + 0.282 ; r = 0.42
Junn: C^ = 1.691 C + 0.020 ; r = 0.78
Cajamarca : C^ = 0.741 C + 0.126 ; r = 0.94
CAJAMARCA
REGION CUENCA
CUZCO
HUANCAVELICA
JUNIN
Aplicacin de los modelos determinsticos parciales
Precipitacin efectiva
E.T.P
Evapotranspiracin (mm/ao), mediante Hargreaves
12
13
14
15
16
17
18
19
CALCULO DE CAUDALES - CALIBRACION DEL MODELO CUADRO N 6.12
N Das PEGasto de
Retencin
Abast. de la
Retencin
Caudales
Aforados
das mm/mes Gi (mm/mes) Ai (mm/mes) mm/mes m3/s Lt/seg/Km2 m
3/s
1 Ene 31 98.24 0.00 30.81 67.43 1.73 25.18 0.00
2 Feb 28 103.18 0.00 7.11 96.07 2.72 39.71 0.00
3 Mar 31 92.30 0.00 4.74 87.56 2.24 32.69 0.00
4 Abr 30 6.45 21.24 0.00 27.69 0.73 10.68 0.00
5 May 31 2.02 11.89 0.00 13.90 0.36 5.19 0.00
6 Jun 30 2.10 6.65 0.00 8.75 0.23 3.38 0.00
7 Jul 31 2.08 3.72 0.00 5.80 0.15 2.17 0.00
8 Ago 31 2.05 2.08 0.00 4.13 0.11 1.54 0.00
9 Sep 30 3.72 1.17 0.00 4.89 0.13 1.88 0.00
10 Oct 31 2.88 0.65 0.00 3.54 0.09 1.32 0.00
11 Nov 30 3.81 0.00 0.00 3.81 0.10 1.47 0.00
12 Dic 31 12.48 0.00 4.74 7.74 0.20 2.89 0.00
Ao 365 331.31 47.40 47.40 27.61 0.73 10.67 0.00
Caudal GeneradosN Mes
20
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
2.20
2.40
2.60
2.80
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Q m
3/s
eg
MESES
Caudal Generados
FIGURA N 6.1
CAUDALES GENERADOS - CALIBRACION DEL MODELO
21
Area de Cuenca = 68.564 Km CUADRO N 6.15
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Promedio
31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 365
1965 0.15 2.05 0.93 0.33 0.13 0.08 0.07 0.08 0.10 0.13 0.09 0.23 0.36
1966 0.98 0.85 1.40 0.46 0.25 0.20 0.19 0.19 0.16 0.19 0.32 0.21 0.45
1967 2.90 3.58 3.02 1.49 0.44 0.17 0.09 0.07 0.11 0.08 0.10 0.15 1.02
1968 2.08 0.81 0.92 0.32 0.15 0.11 0.10 0.09 0.09 0.07 0.15 0.29 0.43
1969 0.29 1.79 2.07 0.77 0.25 0.12 0.09 0.07 0.08 0.06 0.18 0.42 0.52
1970 2.83 1.51 1.05 0.40 0.21 0.16 0.15 0.15 0.17 0.12 0.11 0.13 0.58
1971 0.49 2.41 2.80 1.13 0.35 0.14 0.09 0.07 0.06 0.06 0.06 0.63 0.69
1972 2.96 3.23 2.33 0.78 0.25 0.12 0.08 0.08 0.12 0.16 0.14 0.59 0.90
1973 2.14 1.75 1.32 0.62 0.21 0.11 0.08 0.08 0.21 0.12 0.12 0.27 0.59
1974 2.42 3.57 3.39 2.16 0.63 0.23 0.12 0.09 0.12 0.08 0.20 0.23 1.10
1975 2.86 3.71 2.80 0.91 0.55 0.50 0.45 0.45 0.19 0.15 0.12 1.03 1.14
1976 2.79 3.27 2.35 1.00 0.34 0.17 0.10 0.09 0.70 0.24 0.12 0.28 0.96
1977 0.17 2.50 2.07 0.64 0.22 0.12 0.08 0.07 0.12 0.09 0.16 0.13 0.53
1978 0.98 0.68 0.70 0.34 0.14 0.10 0.08 0.07 0.09 0.10 0.15 0.12 0.29
1979 0.78 1.44 2.07 0.68 0.24 0.12 0.07 0.06 0.07 0.13 0.09 0.08 0.49
1980 1.06 0.51 2.36 0.74 0.24 0.12 0.09 0.08 0.15 0.15 0.10 0.19 0.48
1981 1.91 3.00 2.06 0.77 0.28 0.14 0.10 0.09 0.11 0.11 0.14 0.59 0.77
1982 1.69 2.87 2.60 0.87 0.29 0.16 0.11 0.09 0.13 0.16 0.17 0.17 0.78
1983 1.54 2.49 2.21 0.78 0.27 0.15 0.11 0.09 0.11 0.09 0.12 0.27 0.69
1984 1.91 3.30 2.93 0.96 0.32 0.16 0.11 0.10 0.13 0.14 0.15 0.24 0.87
1985 2.85 3.82 3.13 1.10 0.39 0.21 0.14 0.13 0.14 0.11 0.13 0.50 1.05
1986 2.82 3.29 3.07 1.01 0.34 0.18 0.13 0.11 0.11 0.11 0.12 0.79 1.01
1987 1.24 2.29 2.70 0.90 0.31 0.16 0.10 0.09 0.12 0.11 0.12 0.21 0.70
1988 1.73 3.41 2.68 0.93 0.31 0.15 0.10 0.09 0.11 0.10 0.11 0.66 0.87
1989 3.01 3.97 3.13 1.30 0.43 0.19 0.12 0.11 0.13 0.14 0.17 0.50 1.10
1990 1.86 3.13 2.13 0.72 0.28 0.16 0.12 0.12 0.11 0.09 0.16 0.39 0.77
1991 1.73 2.27 2.13 0.74 0.26 0.13 0.10 0.10 0.12 0.10 0.10 0.14 0.66
1992 0.98 1.52 1.61 0.58 0.22 0.13 0.10 0.08 0.10 0.10 0.12 0.17 0.48
1993 2.33 3.80 2.59 0.87 0.31 0.15 0.10 0.10 0.13 0.11 0.11 0.22 0.90
1994 2.71 3.92 3.13 1.07 0.37 0.19 0.14 0.12 0.13 0.12 0.12 0.19 1.02
1995 1.49 1.98 2.36 0.79 0.29 0.16 0.11 0.10 0.13 0.11 0.15 0.22 0.66
1996 1.20 2.11 2.06 0.76 0.26 0.14 0.10 0.10 0.13 0.10 0.12 0.25 0.61
1997 2.11 3.31 2.62 0.90 0.32 0.16 0.11 0.09 0.12 0.11 0.13 0.22 0.85
1998 2.16 2.91 2.58 0.92 0.32 0.17 0.11 0.10 0.13 0.13 0.13 0.28 0.83
1999 2.26 2.95 2.06 0.73 0.28 0.15 0.12 0.11 0.13 0.11 0.13 0.29 0.78
2000 2.51 2.24 2.61 0.94 0.33 0.16 0.11 0.09 0.13 0.12 0.15 0.32 0.81
2001 2.18 3.41 2.00 0.70 0.27 0.14 0.11 0.09 0.13 0.12 0.14 0.34 0.80
2002 2.47 3.75 3.10 1.05 0.35 0.16 0.10 0.09 0.13 0.12 0.12 0.35 0.98
2003 1.50 2.43 2.53 0.86 0.29 0.14 0.10 0.09 0.11 0.11 0.12 0.21 0.71
2004 2.12 3.37 2.55 0.86 0.29 0.15 0.10 0.10 0.11 0.11 0.13 0.23 0.84
2005 1.58 2.57 2.84 0.94 0.32 0.16 0.09 0.09 0.10 0.10 0.11 0.18 0.76
2006 2.29 3.44 2.19 0.79 0.29 0.15 0.10 0.09 0.13 0.12 0.13 0.29 0.84
MAX 3.01 3.97 3.39 2.16 0.63 0.50 0.45 0.45 0.70 0.24 0.32 1.03 1.14
MIN 0.15 0.51 0.70 0.32 0.13 0.08 0.07 0.06 0.06 0.06 0.06 0.08 0.29
PROM 1.858 2.647 2.314 0.848 0.299 0.160 0.114 0.102 0.136 0.116 0.134 0.315 0.75
RH (l/s/Km2) 27.10 38.61 33.75 12.36 4.37 2.33 1.66 1.49 1.98 1.70 1.95 4.59 10.99
Q (75%) 1.30 2.06 2.06 0.72 0.25 0.13 0.10 0.08 0.11 0.10 0.12 0.20 0.59
Q (90%) 0.80 1.45 1.33 0.47 0.22 0.12 0.08 0.07 0.09 0.08 0.10 0.14 0.48
Q (95%) 0.30 0.82 0.94 0.34 0.16 0.11 0.08 0.07 0.08 0.07 0.09 0.13 0.43
Ao
GENERACION DE CAUDALES MENSUAL (m3/s)
22
1.30
2.06 2.06
0.72
0.25
0.13 0.10 0.08 0.11 0.10 0.120.20
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
2.20
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Q m
3/s
eg
MESES
GENERACION DE CAUDALES MENSUAL AL 75% PERSISTENCIA
GENERACION DE CAUDALES