DETERMINACION DEL NÚMERO DE CURVA (CN) TIPO Y USO DEL SUELO Jiménez (1992), opina que teniendo en cuenta el tipo de suelo y la vegetación de las cuencas hidrográficas se han definido una serie de parámetros empíricos para su clasificación. Entre los más aceptados y empleados se encuentra el llamado Número de escurrimiento (N), la cual varía de 0 a 100 según el Servicio de Conservación de Suelos (SCS). Para la selección del Número de escurrimiento N, se clasifican los suelos con su grado de permeabilidad designándose por letras A, B, C y D de acuerdo al uso y/o vegetación de dicho suelo. Grupo A: Bajo potencial de escorrentía y alta infiltración. Arenas profundas, suelos profundos depositados por el viento, limos agregados. Arena profunda, suelos profundos depositados por el viento, limos agregados. Grupo B: Infiltración moderada cuando los suelos están completamente mojados. Suelos poco profundos depositados por el viento, marga arenosa. Grupo C: Infiltración lenta cuando los suelos están completamente mojados. Margas arcillosas, margas arenosas poco profundas, suelos con bajo contenido orgánico y suelos con altos contenidos de arcilla. Grupo D: Alto potencial de escorrentía y baja infiltración. Suelos que se expanden significativamente cuando se mojan, arcillas altamente plásticas y ciertos suelos salinos. Para una microcuenca formada por varios tipos de suelo y con diferentes usos de la tierra, se puede calcular un CN compuesto. Dado que los escurrimientos máximos en una zona dependen, no sólo de la magnitud de las precipitaciones, sino también de su duración, en el modelo se asume que antes de las lluvias, la zona del estudio ha soportado algunas precipitaciones iniciales y el suelo tiene un cierto contenido de humedad (AMC II). Para las precipitaciones iniciales se puede asumir que representan la suma de las pérdidas iniciales básicas, que para el caso de los fenómenos tipo El Niño representa una estimación muy ajustada a la realidad. Puesto que no existen datos del escurrimiento y de las precipitaciones correspondientes, medidos en el campo, el valor de CN se estima sobre la base de las características físico–geográficas de las microcuencas, obtenidas en los recorridos y mapeo del terreno. PRECIPITACION EFECTIVA La precipitación neta o efectiva es la que no se retiene en la superficie, ni se infiltra en el suelo. Después de fluir por la superficie terrestre se convierte en escorrentía a la salida de la microcuenca. Para determinar la precipitación neta y el escurrimiento de agua de lluvias desde las microcuencas que no cuentan con mediciones hidrológicas, se deben determinar las pérdidas o abstracciones, para lo cual existen diversos métodos. En el presente estudio se aplica el método desarrollado por el Soil Conservation Service, el mismo que es explicado a continuación. METODO SCS PARA ABSTRACCIONES O PÉRDIDAS Sobre la base de las características determinadas de la microcuenca (tipo de suelo, tipo de cultivo, cubierta vegetal, etc.), se determina un número adimensional de curva, CN, a través del cual se transforman las precipitaciones brutas en precipitaciones netas usando la relación: Donde: P: precipitación bruta o total (mm) Pe: precipitación neta (mm) La retención potencial máxima del suelo (mm), esta dado por: CN: número adimensional de curva. Este CN se determina de tablas, que ha sido preparada para condiciones antecedentes de humedad media, AMC II. Para condiciones secas (AMC I) o condiciones húmedas (AMC III), los números de curva correspondientes pueden estimarse en base a los dados para AMC II: En la tabla 1, se muestra el rango para las condiciones antecedentes de humedad para cada clase. Tabla 1. Clasificación de antecedentes de humedad (AMC) el numero de curva de escorrentía para las condiciones hidrológicas y usos de suelo antes mencionados son los siguientes (referencia: Hidrología Aplicada de Ven Te Chow pág. Números de Curva de escorrentía (CN) .De acuerdo a las consideraciones anteriores. 152 al 155): Tabla 2. existe pastizales en condiciones pobres conformado principalmente por ichu que sirve como alimento para el ganado altoandino en un 60%: Ø Bosques troncos delgados cubierta pobre (15%) Ø Calles y Carreteras (Caminos de Herradura): en las Subcuencas. existen trochas carrozables así como los caminos de herradura para el acceso a las diferentes estancias y comunidades campesinas en el ámbito de influencia de las Subcuencas. el número de curva a la cual pertenecen las Subcuencas del rio Cachi son las siguientes: Ø Tierra Cultivada: en las Subcuencas. el tipo y uso del suelo de las Subcuencas del rio cachi corresponden a las condiciones hidrológicas del Grupo A. NUMERO DE CURVA DE ESCORRENTIA De acuerdo a las consideraciones anteriores y verificaciones insitu. limos agregados. cuyo porcentajes represente el 5% del área total de las Subcuencas: . limos agregados. existen tierras cultivas sin tratamiento de conservación en un 20% del área total de las microcuencas: Ø Pastizales: en las Subcuencas. suelos profundos depositados por el viento. Grupo C: Infiltración lenta cuando los suelos están completamente mojados. Grupo B: Infiltración moderada cuando los suelos están completamente mojados. marga arenosa. margas arenosas poco profundas.Grafico 1.Arena profunda. suelos con bajo contenido orgánico y suelos con altos contenidos de arcilla. Arenas profundas. Suelos poco profundos depositados por el viento. Margas arcillosas. suelos profundos depositados por el viento. B y C en los siguientes porcentajesA= 12% B = 53% y C = 35%. Solución de las ecuaciones de escorrentía del CSC NÚMERO DE CURVA DE LAS SUBCUENCAS DEL RIO CACHI (CN) TIPO Y USO DEL SUELO De acuerdo a las consideraciones anteriores y verificaciones insitu. Grupo A: Bajo potencial de escorrentía y alta infiltración. Ø Finalmente. de acuerdo a las condiciones hidrológicas antes mencionadas y de acuerdo a los usos del suelo descritas línea arriba. el numero de curva a la que pertenecen las en las Subcuencas. son las que se indican a continuación (encerrados con rectángulos): . . CALCULO DEL NÚMERO DE CURVA PONDERADO En Conclusión: de acuerdo a los cálculos anteriores las Subcuencas del rio Cachi pertenecen al número de curva de escorrentía de 79 con la cual se procederá a calculas los caudales máximos. . luego con la ec. 3 se determina la Precipitación Neta Acumulada.DATOS A USAR EN HEC-HMS Calculo de Abstraccion Inicial Abstraccion Maxima (Pulg) Abstraccion Maxima (mm) Abstraccion Inicial o Umbral (mm) NOTA: CN S(pulg:) S(mm:) Po (mm) : : : : S = 1000/CN-10 (pulg:) S = 25. 1 2 ∑ Pneta= (∑ Ptotal−Po ) ∑ Ptotal+4 Po (1) Las Tablas AMERICANAS proporcionan el Número de Curva (CN). y por hipótesis se considera la abstracción inicial ingual al 20 % de la Abst máx. Luego con la Ec. Luego la Precipitación neta acumulada puede calcularse directamente con la Ec.66 67. 2. S = 25400 CN − 254 ( mm ) (2) 79.) Las tablas ESPAÑOLAS proporcionan el valor del Umbral Inicial (Po).52 13.00 2.50 .4*S (mm. se determina el valor de la Abstracción Máxima S. 93 m/m 0.40 Cota Máxima de la Cuenca msnm 5000 PARAMETROS DE LA RED PARAMETROS DE HIDROGRAFICA RELIEVE DE LA CUENCA Coeficiente de Compacidad (Gravelius) FACTOR DE FORMA FACTOR DE CUENCA PARAMETROS DE FORMA PARAMETROS APACHETA 404.m.030 m 1650 RECTANGULO EQUIVALENTE Lado Mayor Km 5.s.s.19 Pendiente de la Cuenca m/m 0.n.300 ESTIMACION DEL TIEMPO DE CONCENTRACION POR TEMEZ TEMEZ Hr 5.05 Pendiente media del río principal Lado Menor 0.65 Altitud Media de la Cuenca m.2 Pendiente de la cuenca (sist.s.93 Cota Máxima del Rio msnm 4950 Ancho Medio Km 7. 4388.m.19 Tipo de corriente - Perenne m/m 0. 4950 Altitud Mínima del cauce m.n. 5000 Desnivel Medio (Dm) Altitud Mínima de la Cuenca m.05 . 3350 Tiempo de concentracion Hr.50 Cota Mínima del Rio msnm 3350 Radio de Circularidad 1 0.21 1 2.26 Cota Mínima de la Cuenca msnm 3350 Longitud ( // al curso más largo) Km 53. (S) Altitud Máxima de la Cuenca m.n.m. del rectángulo equivalente) % 2.m.PARAMETROS MORFOMETRICOS SUBCUENCA APACHETA NOTA LA DISCRETIZACION DE LA CUENCA CACHI SE REALIZO CON LA EXTENSION DEL ARCGIS (ARCHYDRO TOOLS) UNIDAD APACHETA AREA DE LA CUENCA Km2 404. 3350 Rugosidad (n) Desnivel total de la Cuenca Km 1.s.n.m.05 TIEMPO DE CONCENTRACION ASUMIDO Hr 5.14 Desnivel del Curso Principal (H) Km 1.n.33 Longitud del curso principal (L) Km 53. 5.60 Km 75.s.0297 Altura Máxima del cauce m.022 Factor de Forma 1 0.37 Pendiente del Curso Princ.21 TIEMPO DE CONCENTRACION (Tc) PARAMETROS DE LA CUENCA UNIDAD Area de la cuenca Km² PERIMETRO Km 161. s.n.m.PARAMETROS MORFOMETRICOS SUBCUENCA CHICLLARAZO PARAMETROS TIEMPO DE CONCENTRACION (Tc) UNIDAD CHICLLARAZO AREA DE LA CUENCA Km2 611.s.92 Pendiente del Curso Princ.s. 3313. 4848.m.55 .s.n. 4142.n.2 Pendiente de la cuenca (sist.84 Lado Menor Km 7.10 Tiempo de concentracion Hr.94 Cota Mínima de la Cuenca msnm 3313 Longitud ( // al curso más largo) Km 47. 0.27 Pendiente de la Cuenca m/m 0.55 TIEMPO DE CONCENTRACION ASUMIDO Hr 4.032 Altitud Máxima de la Cuenca m.84 Cota Máxima del Rio msnm 4848 Ancho Medio Km 12.021 Radio de Circularidad Factor de Forma 1 0.24 Altitud Mínima del cauce m.m. del rectángulo equivalente) % 2. 4898.27 Desnivel del Curso Principal (H) Km 1.10 PARAMETROS DE LA RED HIDROGRAFICA DE LA CUENCA PARAMETROS DE RELIEVE FACTOR DE FORMA FACTOR DE CUENCA PARAMETROS DE FORMA Coeficiente de Compacidad (Gravelius) UNIDAD Km² CHICLLARAZO 611.s.24 Desnivel Medio (Dm) m 1585 Altitud Mínima de la Cuenca m.77 Cota Mínima del Rio msnm 3313 1 0.m. (S) m/m 0.10 Rugosidad (n) Desnivel total de la Cuenca Km 1.06 Tipo de corriente - Perenne m/m 0.0321 Altura Máxima del cauce m.59 Altitud Media de la Cuenca m.n. 3313.00 RECTANGULO EQUIVALENTE Pendiente media del río principal 0.m.13 Longitud del curso principal (L) Km 47.54 Lado Mayor Km 77.12 PARAMETROS DE LA CUENCA Area de la cuenca PERIMETRO Km 170.12 Cota Máxima de la Cuenca msnm 4898 1 1.300 ESTIMACION DEL TIEMPO DE CONCENTRACION POR TEMEZ TEMEZ Hr 4.n. n.04 Tipo de corriente - Perenne m/m 0.m. 4800 Altitud Mínima del cauce m.n. 4850 Desnivel Medio (Dm) m 1881 Altitud Mínima de la Cuenca m.s. 0.m.28 Pendiente de la Cuenca m/m 0.47 .s.n. 4135.n.17 Desnivel del Curso Principal (H) Km 1. (S) m/m 0. 2968.83 Lado Mayor Km 46. del rectángulo equivalente) % 4.m.PARAMETROS MORFOMETRICOS SUBCUENCA PACCHA TIEMPO DE CONCENTRACION (Tc) UNIDAD PACCHA AREA DE LA CUENCA Km 2 239.95 Tiempo de concentracion Hr.95 Desnivel total de la Cuenca Km 1.50 1 Longitud ( // al curso más largo) Ancho Medio PARAMETROS DE LA RED HIDROGRAFICA DE LA CUENCA PARAMETROS DE RELIEVE UNIDAD PACCHA Km² 239.88 Altitud Media de la Cuenca m.m.36 Cota Máxima de la Cuenca msnm 4850 1.m.13 Pendiente del Curso Princ.040 Factor de Forma 1 0.36 Area de la cuenca PERIMETRO Km 103.47 TIEMPO DE CONCENTRACION ASUMIDO Hr 3.n.0491 Altura Máxima del cauce m.00 FACTOR DE FORMA Coeficiente de Compacidad (Gravelius) FACTOR DE CUENCA PARAMETROS DE FORMA PARAMETROS RECTANGULO EQUIVALENTE Pendiente media del río principal PARAMETROS DE LA CUENCA Rugosidad (n) 0.7 Pendiente de la cuenca (sist.62 Longitud del curso principal (L) Km 37.89 Cota Mínima de la Cuenca msnm 2969 Km 37.42 Cota Mínima del Rio msnm 2969 Radio de Circularidad 1 0.s. 2968.s.30 Cota Máxima del Rio msnm 4800 Km 6.s.049 Altitud Máxima de la Cuenca m.300 ESTIMACION DEL TIEMPO DE CONCENTRACION POR TEMEZ TEMEZ Hr 3.30 Lado Menor Km 5. s.84 Cota Mínima de la Cuenca msnm 3000 Km 37. 4442.95 Cota Máxima del Rio msnm 3841 Km 6.m.60 1 Longitud ( // al curso más largo) Ancho Medio PARAMETROS DE LA RED HIDROGRAFICA DE LA CUENCA PARAMETROS DE RELIEVE UNIDAD VINCHOS Km² 232.s. 3000 Tiempo de concentracion Hr.032 Factor de Forma 1 0.20 Pendiente del Curso Princ.PARAMETROS MORFOMETRICOS SUBCUENCA VINCHOS TIEMPO DE CONCENTRACION (Tc) UNIDAD VINCHOS AREA DE LA CUENCA Km 232.n.95 Lado Menor Km 5.00 Rugosidad (n) Desnivel total de la Cuenca Km 1.n.52 Desnivel Medio (Dm) m 1423 Altitud Mínima de la Cuenca m.m.52 Pendiente de la cuenca (sist. 3840.n.19 Tipo de corriente - Perenne m/m 0.42 Altitud Media de la Cuenca m.29 Pendiente de la Cuenca m/m 0.300 ESTIMACION DEL TIEMPO DE CONCENTRACION POR TEMEZ TEMEZ Hr 4.00 FACTOR DE FORMA Coeficiente de Compacidad (Gravelius) FACTOR DE CUENCA PARAMETROS DE FORMA PARAMETROS RECTANGULO EQUIVALENTE Pendiente media del río principal 2 PARAMETROS DE LA CUENCA 0.s.m.60 Longitud del curso principal (L) Km 37.16 Desnivel del Curso Principal (H) Km 0.n.12 Cota Mínima del Rio msnm 3000 Radio de Circularidad 1 0.n. 3000.09 Area de la cuenca PERIMETRO Km 99.0221 Altura Máxima del cauce m.09 TIEMPO DE CONCENTRACION ASUMIDO Hr 4.09 . 4422.s.022 Altitud Máxima de la Cuenca m.09 Cota Máxima de la Cuenca msnm 4423 1.s.84 Lado Mayor Km 44. del rectángulo equivalente) % 3. (S) m/m 0.57 Altitud Mínima del cauce m.m. 0.m. n.80 Altitud Media de la Cuenca m.79 Lado Menor Km 4. del rectángulo equivalente) % 4.s.60 Lado Mayor Km 41.50 Cota Máxima de la Cuenca msnm 4450 1.058 Altitud Máxima de la Cuenca m.n.50 Area de la cuenca PERIMETRO Km 90.0576 Altura Máxima del cauce m.69 TIEMPO DE CONCENTRACION ASUMIDO Hr 2. 2650 Tiempo de concentracion Hr.22 Desnivel del Curso Principal (H) Km 1.24 Cota Mínima del Rio msnm 2650 Radio de Circularidad 1 0.m.PARAMETROS MORFOMETRICOS SUBCUENCA CACHI TIEMPO DE CONCENTRACION (Tc) UNIDAD CACHI AREA DE LA CUENCA Km 173.38 Tipo de corriente - Perenne m/m 0.00 FACTOR DE FORMA Coeficiente de Compacidad (Gravelius) FACTOR DE CUENCA PARAMETROS DE FORMA PARAMETROS RECTANGULO EQUIVALENTE Pendiente media del río principal 2 PARAMETROS DE LA CUENCA 0. (S) m/m 0. 4450 Desnivel Medio (Dm) m 1800 Altitud Mínima de la Cuenca m. 4250 Altitud Mínima del cauce m.n. 4450.08 Longitud del curso principal (L) Km 27.79 Cota Máxima del Rio msnm 4250 Km 6.94 Cota Mínima de la Cuenca msnm 2650 Km 27.m.69 .m.s.n.m.044 Factor de Forma 1 0.0 Pendiente de la cuenca (sist.s.300 ESTIMACION DEL TIEMPO DE CONCENTRACION POR TEMEZ TEMEZ Hr 2.27 Pendiente de la Cuenca m/m 0.m. 0.s.s.60 1 Longitud ( // al curso más largo) Ancho Medio PARAMETROS DE LA RED HIDROGRAFICA DE LA CUENCA PARAMETROS DE RELIEVE UNIDAD CACHI Km² 173.n. 2650 Rugosidad (n) Desnivel total de la Cuenca Km 1.22 Pendiente del Curso Princ. . . 09 2.12 95.47 4.55 3.89 56.53 .69 106.CALCULO DE LAG TIME SUBCUENCAS TC (HR) Lag Time (MIN) APACHETA CHICLLARAZO PACCHA VINCHOS CACHI 5.87 85.45 72.05 4. 0274 0.76 0.03 Rectangular 60 .028 0.02 Rectangular 60 TRAMO-02 19289.CARACTERISTICAS DE LOS TRAMOS O CAUCES NATURALES DE TRANSITO Descripcion Longitud del Cauce Principal (m) Pendiente (m/m) n de Manning Forma de la seccion transversal Ancho del Canal (m) TRAMO-01 20955.51 0. . CALCULO DE SUBTARMOS .02 Ax 20955.CANAL 01 At S 10 0.5 Tv K n Tlag min 6.37 3.82 23 134 . Descripcion n de Manning Forma de la seccion transversal TRAMO-01 TRAMO-02 0.02 0.03 Rectangular Rectangular . 8 Tv K n Tlag min 5.CALCULO DE SUBTARMOS .32 20 116 .03 Ax 19289.CANAL 02 At S 10 0.54 3.