Modelación geomorfológica de las microcuencas El Guamal y La Morena (página 2)
Enviado por garcia.hermes
Figura 41. Ingreso de parámetros calibrados en el "SIHICAMM"
5.1.2 Caudales simulados. En el proceso de simulación se obtienen dos tipos de resultados: resultados intermedios y finales.
Entre los resultados intermedios se encuentran la precipitación, la evaporación, evapotranspiración real, evapotranspiración potencial, flujo superficial afluente, flujo subterráneo afluente, escorrentía total, escurrimiento, caudal base y flujo subterráneo efluente. Todos estos resultados corresponden a los acumulados durante el período de la simulación (11 años).
Los resultados finales corresponden a los valores de escorrentía simulada en cada uno de los meses durante el período de la simulación. A continuación se muestran en los formatos predeterminados por el programa los caudales obtenidos para las microcuencas en estudio; adicionalmente se ilustran en las figuras 42 y 43, los hidrogramas generados con la serie de registros climatológicos de la estación utilizada para cada una de las microcuencas.
Martes, 15 de febrero de 2005 18:29:58
SUBDIRECCION DE ORDENAMIENTO Y MANEJO DE CUENCAS HIDROGRAFICAS
INFORME DE ESCORRENTIA SIMULADA
CÓDIGO: 1605-02-03
NOMBRE: Microcuenca El Guamal
CÓDIGO SUBCUENCA: 0545
SUMARIO TOTAL PARA EL PERIODO (CALCULOS INTERMEDIOS EN "mm" )
Precipitación Evaporación Evapotranspiración Evapotranspiración FSUPA FSUBA
Potencial Real
15858.53 13431.03 10073.27 7001.73 0.0 0.0
Escorrentía total Escorrentía directa Caudal base FSUBE Balance
7410.67 4088.82 3321.85 1328.74 0.0
ALMACENAMIENTOS FINALES EN "mm"
Almac. Hum. Suelo Almac. Agua Subt. Almac. en Superf.
78.29 48.64 175.46
ESCORRENTIA SIMULADA PARA LA SUBCUENCA: 0545
AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
1994 0.39 0.33 0.25 0.48 0.57 0.41 0.38 0.51 0.6 0.78 1.18 0.83
1995 0.61 0.49 0.53 0.65 0.60 0.66 0.70 0.99 1.27 1.53 1.19 0.99
1996 0.71 0.59 0.47 0.73 0.71 0.85 0.75 0.82 1.11 1.41 1.25 1.19
1997 0.86 0.72 0.51 0.49 0.42 0.49 0.41 0.28 0.33 0.31 0.36 0.24
1998 0.17 0.22 0.26 0.55 0.46 0.50 0.50 0.71 0.80 0.84 0.91 0.76
1999 0.57 0.78 0.49 0.71 0.61 0.53 0.51 0.46 0.67 1.02 0.89 1.22
2000 0.98 0.90 0.64 0.54 0.39 0.41 0.32 0.33 1.17 1.15 1.51 1.02
2001 0.78 0.59 0.54 0.39 0.65 0.46 0.49 0.39 0.41 0.70 0.71 0.59
2002 0.42 0.35 0.25 0.28 0.28 0.32 0.25 0.27 0.43 0.70 0.60 0.43
2003 0.34 0.24 0.36 0.68 0.60 0.72 0.85 0.80 1.01 1.24 1.08 0.87
2004 0.63 0.51 0.48 0.69 0.72 0.50 0.73 0.53 0.53 0.99 1.20 0.94
VOLUMEN ESCURRIDO (millones de m3) 226.573711582397
¡Amigos por Naturaleza!
Calle 13 Av. El Bosque No. 3E – 278 PBX: 5730073 FAX: 5716219 A.A: 3041 E-mail: corponor[arroba]col1.telecom.com.co – Cúcuta – Norte de Santander – Colombia
Figura 42. Distribución temporal de caudales simulados para la quebrada El Guamal
Martes, 15 de febrero de 2005 18:30:00
SUBDIRECCIÓN DE ORDENAMIENTO Y MANEJO DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS
INFORME DE ESCORRENTIA SIMULADA
CÓDIGO: 1605-02-04
NOMBRE: Microcuenca La Morena
CÓDIGO SUBCUENCA: 0581
SUMARIO TOTAL PARA EL PERIODO (CALCULOS INTERMEDIOS EN "mm")
Precipitación Evaporación Evapotranspiración Evapotranspiración FSUPA FSUBA
Potencial Real
15858.53 13431.03 10073.27 9528.94 0.0 0.0
Escorrentía total Escorrentía directa Caudal base FSUBE Balance
4903.41 1286.99 3616.42 1446.57 0.0
ALMACENAMIENTOS FINALES EN "mm"
Almac. Hum. Suelo Almac. Agua Subt. Almac. en Superf.
171.62 85.07 26.91
ESCORRENTIA SIMULADA PARA LA SUBCUENCA: 0581
AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
1994 0.12 0.11 0.10 0.15 0.14 0.10 0.08 0.11 0.13 0.16 0.25 0.15
1995 0.12 0.08 0.09 0.14 0.13 0.14 0.15 0.20 0.26 0.32 0.21 0.19
1996 0.14 0.10 0.07 0.13 0.14 0.17 0.15 0.16 0.22 0.29 0.23 0.23
1997 0.15 0.12 0.07 0.07 0.08 0.11 0.10 0.07 0.07 0.08 0.10 0.07
1998 0.04 0.05 0.07 0.14 0.12 0.12 0.12 0.16 0.16 0.17 0.18 0.14
1999 0.11 0.14 0.09 0.13 0.12 0.11 0.11 0.11 0.15 0.22 0.18 0.27
2000 0.19 0.18 0.13 0.10 0.07 0.07 0.07 0.08 0.31 0.26 0.35 0.19
2001 0.14 0.09 0.08 0.08 0.14 0.10 0.10 0.09 0.10 0.16 0.15 0.13
2002 0.10 0.07 0.04 0.06 0.08 0.09 0.07 0.07 0.11 0.16 0.13 0.10
2003 0.07 0.04 0.07 0.15 0.13 0.16 0.17 0.15 0.20 0.24 0.20 0.17
2004 0.12 0.08 0.07 0.13 0.14 0.10 0.14 0.11 0.11 0.22 0.25 0.19
VOLUMEN ESCURRIDO (millones de m3) 46.8570207405731
¡Amigos por Naturaleza!
Calle 13 Av. El Bosque No. 3E – 278 PBX: 5730073 FAX: 5716219 A.A: 3041 E-mail: corponor[arroba]col1.telecom.com.co – Cúcuta – Norte de Santander – Colombia
Figura 43. Distribución temporal de caudales simulados para la quebrada La Morena
Análisis de resultados de la simulación. En los resultados de este análisis han permitido conocer que la escorrentía total está compuestas en un 67% por la escorrentía directa y un 33% por el caudal base.
En cuanto a la evapotranspiración real se observa que esta difiere de la evapotranspiración potencial en un porcentaje cercano al 30.50% para la microcuenca El Guamal, lo que indica que el suelo en algunas épocas del año no tiene la cantidad suficiente de agua para evapotranspirar; mientras que en la microcuenca La Morena esta variación sólo es del 5.4%.
De las figuras de la distribución temporal de caudales simulados se puede observar que los valores máximos de escorrentía suelen presentarse en el periodo comprendido entre septiembre y noviembre; mientras que los mínimos se registran durante los meses de enero a marzo.
La escorrentía acumulada durante el periodo de simulación para la microcuenca El Guamal fue de 226.5737 millones de m³, y para la microcuenca La Morena fue de 46.85 millones de m³ para el mismo periodo.
6. PROPUESTA PARA LA ESTIMACIÓN DE CAUDALES REALES EN LAS QUEBRADAS EL GUAMAL Y LA MORENA
6.1 APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA ZOPP
La metodología aplicada fue la Planificación de Proyectos Orientada a Objetivos (Ziel Orienterte Projekt Planung "ZOPP"), desarrollada por la Sociedad Alemana para la Cooperación Técnica (GTZ), entidad internacional dedicada a brindar apoyo y servicios técnicos, durante la planificación y ejecución de proyectos de carácter social.
ZOPP está basado en la "filosofía de administración por objetivos" y se caracteriza por la participación de personas o entidades interesadas y la orientación hacia procesos; con un objetivo principal, crear una interpretación común del proyecto entre las personas o entidades interesadas. Esta herramienta se utiliza para todo tipo de proyecto con objetivos claros, y los resultados pueden definirse y aplicarse en todas las etapas de preparación e implementación del proyecto.
Actualmente la metodología ZOPP, forma parte de los currículos de numerosas universidades, especialmente en países en vía de desarrollo; es por ello, que la aplicación de este instrumento para la gestión de proyectos en el ámbito de la ingeniería, puede conllevar a planteamientos más precisos estableciendo objetivos claros y valederos para la consecución de un determinado plan de trabajo.
Siguiendo estos planteamientos se presentan de forma esquemática, conceptos precisos que establecen como problema, la carencia de registros históricos de caudales en las quebradas El Guamal y La Morena y de que manera se puede solventar dicha problemática.
Los resultados obtenidos de la aplicación de la metodología, se ilustran como el Árbol de Causa – Efecto y Árbol de Objetivos – Medios – Fines, representados en la figura 44 y 45 respectivamente.
Figura 44. Árbol Causa – Efecto
Figura 45. Árbol Objetivos – Medios – Fines
Con base en los objetivos establecidos y los fines propuestos se determinó como una posible alternativa de solución a la problemática suscitada a raíz de la carencia de registros históricos de caudales, la construcción de una estructura de aforo en las fuentes.
6.2 ESTACIONES DE AFORO
Una estación de aforo es una obra destinada a la medición de flujos, la cual suele ser una instalación fija, en la que se diferencia una zona del cauce normalmente recubierta de hormigón, la cual presenta una sección y comportamiento hidráulico conocido, con una serie de instrumentos destinados a la medición, como los limnímetros o limnígrafos que registran niveles de láminas de agua, canaletas Parshall, Vertederos (de pared delgada o de cresta ancha). En cada caso, por medio de transformaciones matemáticas o funciones de la sección del canal, se obtiene el caudal circulante de agua por dicho punto.
Las estaciones de escalas limnimétricas ofrecen la ventaja de no modificar la topografía del lecho y el transito de sedimentos, son las más empleadas y por otra parte las más económicas; pero debido a que ellas difícilmente se adaptan a los arroyos y pequeñas quebradas de montaña con lechos estrechos, característica atribuida a las fuentes en estudio, se optó por un vertedero de pared delgada como estructura de aforo, en las cuales el caudal es relacionado con la altura de la lámina de agua vertida, ya sea por la fórmulas de la hidráulica general o por una calibración del mismo. Los costos de instalación son relativamente elevados, pero pueden ser compensados por la supresión de todo aforo, representando una ganancia apreciable de tiempo y dinero en estaciones de difícil acceso9.
6.2.1 Vertedero de pared delgada. Este vertedero no solo es un aparato de medición para el flujo en canales abiertos, sino también la forma más simple de vertederos de rebose; un vertedero de pared delgada se puede definir como un orificio de pared delgada al cual le hace falta la parte de arriba10; este tipo de vertederos sirve para medir caudales con gran precisión, lo importante en esta clase de vertederos y que es válido para cualquier vertedor, es que la parte superior del mismo está en contacto con la lámina del líquido. Por lo general es una lámina de 5mm de espesor de materiales como latón o acero inoxidable.
__________
9REMENIERAS G. Tratado de hidrología aplicada, Barcelona-España: s.n., 1971. p. 139
10PORRAS Hugo. Hidráulica aplicada. Bogotá: Universidad Distrital Francisco José de Caldas. 1991
Se han desarrollado muchas ecuaciones experimentales para la estimación del caudal que pasa sobre un vertedero de pared delgada.
La mayor parte de estas ecuaciones se pueden expresar en forma general como se muestra a continuación:
Q = C*L*H3/2
Q = Es el caudal que pasa sobre el vertedero.
C = Coeficiente de descarga.
L = Longitud efectiva de la cresta del vertedero.
H = Es la altura medida por encima de la cresta del vertedero, excluida la altura de velocidad.
La longitud efectiva (L) puede calcularse mediante la siguiente expresión:
L = L’ – 0.1*n*H
L’ = Longitud de la cresta del vertedero.
n = Número de contracciones.
6.2.2 Estructura de aforo propuesta. Debido a la similitud de las quebradas La Morena y El Guamal tanto en caudales como en topografía, se plantea como alternativa para la estimación de caudales en las fuentes, la construcción de un canal en concreto reforzado, en el cual se debe instalar un vertedero rectangular de pared delgada con dos contracciones laterales, en lámina de acero inoxidable de calibre ¼". El vertedor ensambla en unas ranuras conformadas por ángulos metálicos de 1 ½" * 1/8".
El canal está constituido por una losa y paredes en concreto reforzado; la estructura cuenta con dos dentellones ubicados en los extremos de la losa, con la finalidad de cimentar la estructura al lecho rocoso y evitar que la corriente socave el canal. El refuerzo estará formado por barras de acero de ½" de diámetro, espaciadas cada 25 cms. en las dos direcciones, formando una malla en toda la estructura, las barras estarán ubicadas en el centro de los elementos (losa, paredes y dentellones). En el cuadro 13 se presenta la forma y longitud de las barras, en dicha magnitud se incluye el gancho, estimado en 5 cm. para toda barra.
Cuadro 13. Detallado del refuerzo
Forma del elemento | Longitud (m) | Localización | Cantidad |
3.6 | Losa y muros | 8 | |
2.8 | Losa y dentellones | 9 | |
2.1 | Muros y dentellones | 10 |
El espacio existente entre el terreno y las paredes del canal se deberá rellenar con piedra rajón suelta y la pendiente del enrocado se debe estimar de acuerdo a la sección topográfica en la cual se vaya a construir la estructura, tal como se muestra en la figura 46
Figura 46. Sección tipo para la estructura de aforo
En la figura 47 se presenta la vista en perspectiva de la estructura, mostrando en forma general los componentes de la misma.
Figura 47. Perspectiva de la estructura de aforo
La profundidad de anclaje de los dentellones fue considerada de 50 cms, pero durante el proceso constructivo dicha dimensión puede variar dependiendo de la de la firmeza del terreno; en la figura 48 se ilustran las dimensiones y la disposición de todos los componentes de la estructura de aforo.
Según el dimensionamiento presentado para el vertedero y con base en la ecuación de Francis11, se realizó la tabla de calibración, en la cual se estiman caudales para diferentes alturas de láminas de agua sobre la cresta del vertedor (ver cuadro 14); la ecuación mediante la cual se calcularon los caudales es la siguiente:
Q = 1838*(L- 0.2*H)*H3/2
Q = caudal en lps.
L = Longitud del vertedor (1.50m).
H = Altura de la lámina de agua, medida 1 metro antes del vertedero.
__________
11TRUEBA C. Samuel. Hidráulica, decimosegunda impresión, México: s.n., 1972
Cuadro 14 Calibración del vertedero
Q = 1838*(1.5-0.2*H/100)*(H/100)^1.5 | |||||||
H (cm) | Caudal (lps) | 9 | 73.55 | 17.5 | 197.12 | ||
1 | 2.75 | 9.5 | 79.71 | 18 | 205.49 | ||
1.5 | 5.05 | 10 | 86.02 | 18.5 | 213.97 | ||
2 | 7.78 | 10.5 | 92.49 | 19 | 222.55 | ||
2.5 | 10.86 | 11 | 99.11 | 19.5 | 231.23 | ||
3 | 14.27 | 11.5 | 105.87 | 20 | 240.02 | ||
3.5 | 17.97 | 12 | 112.77 | 20.5 | 248.90 | ||
4 | 21.94 | 12.5 | 119.81 | 21 | 257.89 | ||
4.5 | 26.16 | 13 | 126.99 | 21.5 | 266.97 | ||
5 | 30.62 | 13.5 | 134.29 | 22 | 276.15 | ||
5.5 | 35.30 | 14 | 141.72 | 22.5 | 285.42 | ||
6 | 40.20 | 14.5 | 149.28 | 23 | 294.78 | ||
6.5 | 45.29 | 15 | 156.96 | 23.5 | 304.24 | ||
7 | 50.58 | 15.5 | 164.76 | 24 | 313.78 | ||
7.5 | 56.06 | 16 | 172.68 | 24.5 | 323.42 | ||
8 | 61.72 | 16.5 | 180.72 | 25 | 333.14 | ||
8.5 | 67.55 | 17 | 188.87 |
Figura 48. Curva de calibración del vertedero
Figura 49. Dimensionamiento de la estructura de aforo
Nota: Unidades en metros
Siguiendo la metodología propuesta se realizaron las actividades que se habían proyectado, dando cumplimiento a los objetivos propuestos, logrando de esta manera obtener un conocimiento real y confiable de las características morfométricas de las microcuencas El Guamal y La Morena.
El Modelo de Elevación Digital (DEM) permite calcular y desarrollar con mayor eficiencia que los métodos tradicionales, la información geomorfológica de una cuenca hidrográfica.
Se realizó la inspección visual de la zona, observando un alto grado de deforestación en las cabeceras de las microcuencas y focos de contaminación, debido a los múltiples vertimientos de aguas servidas, lavado de pesebreras, residuos de los trapiches artesanales y el beneficio del café, a lo largo del recorrido de las fuentes.
La delineación de las microcuencas realizada a partir del Modelo de Elevación Digital, difiere un poco de la que se hizo previamente en el Esquema de Ordenamiento Territorial; esta diferencia es debida al criterio de las personas que realizaron la delineación inicial. En el caso de la microcuenca La Morena el área obtenida a partir del DEM fue de 9.556km², un 6.27% mayor respecto al trazado previo; respecto a El Guamal la superficie generada tiene un total de 30.574km², siendo inferior en un 3.27% respecto al trazado realizado por el método tradicional; no obstante en hidrología la magnitud de estos errores es aceptable, dado el grado de incertidumbre con que se manejan los resultados en dicha área del conocimiento. Cabe mencionar que en la delineación de cuencas más extensas, los resultados obtenidos usando la técnica aquí expuesta ofrecen resultados más satisfactorios.
Con base en los parámetros morfométricos obtenidos para la microcuenca La Morena, se dedujo que ésta presenta baja tendencia a las crecientes debido que el índice de Gravelius ostenta valores alejados de la unidad (2.261) y el coeficiente de bifurcación exhibe valores bajos (1 a 1.5) con respecto a los valores típicos (3 a 5); mientras que la microcuenca El Guamal es medianamente proclive a presentar crecidas, esto es debido a los resultados obtenidos en el índice de Gravelius (1.861) y el coeficiente de bifurcación (1 a 3).
Las pendientes promedio de las cuencas El Guamal y La Morena son categorizadas como pronunciadas, con valores del 15% y 17% respectivamente.
Las curvas hipsométricas obtenidas para las microcuencas son similares, mostrando cumbres escarpadas, valles extensos y una elevación media de 1353.34 m.s.n.m. para El Guamal y 1254.54 m.s.n.m. para La Morena.
La utilización de software SIHICAMM se limitó solo a la simulación de caudales, sin tener en cuenta la calibración de los parámetros característicos de las microcuencas, debido a la carencia de registros históricos de caudales en las fuentes.
Los parámetros de entrada requeridos por el software SIHICAMM, fueron determinados en primera instancia por las recomendaciones hechas por los autores del mismo y en segunda instancia por consideraciones tomadas de acuerdo a estudios y datos puntuales referentes a caudales, tipo de suelo y características topográficas.
La evapotranspiración potencial acumulada para la zona, calculada por el método de Thornthwaite fue de 11311.19mm, mientras que la simulada con el SIHICAMM es de 10073.27mm, con una diferencia del 10.9%; valor que da cierto grado de confiabilidad en los parámetros inicialmente estimados para la zona de estudio.
Analizando los resultados de la simulación de caudales medios mensuales arrojados por el software se identificaron dos periodos bien marcados en los cuales se presentan los valores máximos y mínimos. Los primeros se obtienen durante los meses de septiembre, octubre y noviembre; mientras que los caudales mínimos se registran en los meses de enero, febrero y marzo; resultados no muy alejados de la realidad puesto que en dichos periodos se tienen datos observados muy parecidos a los estimados.
Al estimar el índice de aridez de la zona, se observa que los dos primeros meses se presenta déficit de agua, coincidiendo con los periodos de caudales mínimos simulados con el SIHICAMM.
Los volúmenes acumulados de agua durante el periodo de registros climatológicos (de 1994 a 2004) son de 226.5737 millones de m³ y 46.85 millones de m³ para las quebradas El Guamal y La Morena respectivamente.
La estructura de aforo propuesta se determinó teniendo en cuenta la diversa literatura en la cual hacen mención a esta temática, apreciaciones y puntos de vista de profesionales expertos en el tema. Dicha estructura consiste en un canal rectangular en concreto reforzado, en el cual se acondiciona un vertedero rectangular de pared delgada, en lámina de acero inoxidable de calibre ¼’’ tal como se ilustra en la figura 47.
A continuación se presentan las recomendaciones con el fin de direccionar futuros proyectos de investigación en la línea de hidrología.
Realizar la caracterización geométrica de las cuencas y subcuencas del departamento utilizando la metodología aplicada en este proyecto, con la finalidad de dotar a la universidad de una completa base de datos que será una valiosa herramienta para la toma de decisiones y la formulación de proyectos a futuro en relación con las fuentes hídricas del departamento Norte de Santander.
La Universidad Francisco de Paula Santander en cabeza de los profesores vinculados al departamento de Fluidos y Térmicas, debe implementar en sus respectivos programas las nuevas herramientas tecnológicas que el mercado ofrece, con la finalidad de formar profesionales más competitivos.
El municipio de Convención por intermedio de la oficina de planeación municipal y previa consulta con las autoridades técnicas pertinentes deberá gestionar los recursos necesarios para la construcción de la estructura de aforo que permita cuantificar la oferta del recurso hídrico en las fuentes de abastecimiento del sistema de acueducto; se recomienda que la presentación del proyecto se realice siguiendo la metodología ZOPP, ya que ésta permite identificar claramente las causas que originan el problema y la justificación del mismo de forma precisa.
Otra razón por la cual se debe gestionar la construcción de la estructura de aforo es lograr la calibración de los parámetros más apropiados para la simulación de caudales medios mensuales, haciendo uso del SIHICAMM.
Para el registro de la altura de la lámina de agua observada y posterior obtención del caudal en las fuentes, se recomienda que el operario designado por la unidad de servicios públicos de Convención (USPC), para el mantenimiento de la estructura de captación, sea el encargado de realizar esta labor, aprovechando su presencia diaria en este lugar.
APARICIO MIJARES, Francisco J. Fundamento de hidrología de superficie, México: s.n., 1989. 256 p.
CARVAJAL, Carmen y CAMACHO Ricardo. Estudio hidrológico de la cuenca alta del río tachira: balance hídrico parte alta. Cúcuta: Universidad francisco de Paula Santander, 1999. 213 p.
DUQUE C. Roberto y BARRIOS R Alex. Modelo de simulación hidrológica a escala mensual, SIDITA. Mérida: s.n., 1998. 130 p.
IDEAM. Metodología para el cálculo del Índice de Escasez. Bogotá: IDEAM, 2004. 189 p.
LINSLEY RAY K. Hidrología para ingenieros. 2. ed. México: s.n., 1994. 310 p.
LIZARAZO, Ana y PINTO, Claudia. Estudio del modelo de simulación de caudales medios mensuales aplicado a una cuenca hidrográfica. Cúcuta: Universidad francisco de Paula Santander, 2004. 160 p.
MATERON M. Hernán. Obras hidráulicas rurales. 6 ed. Cali: Universidad del Valle, 1996. 263 p.
MONSALVE SAENZ, Germán. Hidrología en la ingeniería, 2 ed. Bogotá: s.n., 2002. 275 p.
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PONCE, Víctor M. Hidrología de avenidas del arroyo binacional cottonwood-alamar, California y baja California. Estado de San Diego: Universidad de San Diego, 2001. 130 p.
PORRAS Hugo. Hidráulica aplicada. Bogota: Universidad Distrital Francisco José de Caldas. 1991. 269 p.
QUIJANO, Juan C. Aportes a la caracterización hidrológica de cundinamarca. Bogota: Pontificia Universidad Javeriana, 2003. 265 p.
R.E. HORTON. Erosional Development of Streams. s.l.: s.n., 1945. 256 p.
REMENIERAS G. Tratado de hidrología aplicada. Barcelona: s.n., 1971. 388 p.
SOTO, Doris, BULLA, Cristina y RINCÓN, Ángel. Desarrollo e implementación de un software para la simulación hidrológica de caudales medios mensuales. Cúcuta: Universidad Francisco de Paula Santander, 2003. 230 p.
TRUEBA CORONEL, Samuel. Hidráulica. 12 ed. México: s.n., 1972. 177 p.
Anexo A. Valores totales mensuales de Precipitación (mm) | |||||||||||||
Estación: | Instituto Técnico Agrícola | latitud: 8º 28' Norte | Código: 1605509 | ||||||||||
Longitud: 73º 20' Oeste | Elevación: 1076 m.s.n.m | ||||||||||||
Municipio: Convención Departamento Norte de Santander | Corriente: Qda. Búrbura | ||||||||||||
AÑO | ENE | FEB | MAR | ABR | MAY | JUN | JUL | AGO | SEP | OCT | NOV | DIC | Vr. anual |
1994 | 31.00 | 41.00 | 50.00 | 187.00 | 156.00 | 30.00 | 50.00 | 156.00 | 157.00 | 203.00 | 280.00 | 44.00 | 1385.00 |
1995 | 15.00 | 7.00 | 127.00 | 177.00 | 131.00 | 148.00 | 159.00 | 247.00 | 253.00 | 297.00 | 64.00 | 98.00 | 1723.00 |
1996 | 38.00 | 37.00 | 57.00 | 209.00 | 155.00 | 187.00 | 127.00 | 170.00 | 244.00 | 295.00 | 135.00 | 178.00 | 1832.00 |
1997 | 44.00 | 36.00 | 22.00 | 83.00 | 104.00 | 145.00 | 85.00 | 15.00 | 96.00 | 94.00 | 118.00 | 17.00 | 859.00 |
1998 | 1.60 | 87.00 | 6.40 | 173.00 | 95.00 | 124.00 | 126.00 | 200.00 | 168.00 | 170.00 | 170.00 | 110.00 | 1431.00 |
1999 | 53.00 | 168.00 | 35.00 | 175.00 | 122.00 | 90.00 | 118.00 | 101.00 | 188.00 | 273.00 | 110.00 | 280.00 | 1713.00 |
2000 | 100.00 | 107.00 | 57.00 | 56.00 | 24.00 | 100.00 | 74.00 | 105.00 | 396.00 | 185.00 | 291.00 | 18.00 | 1513.00 |
2001 | 13.00 | 0.30 | 85.00 | 38.00 | 221.00 | 41.00 | 106.00 | 69.00 | 109.00 | 229.00 | 136.00 | 100.00 | 1147.30 |
2002 | 27.00 | 14.00 | 23.00 | 95.00 | 100.00 | 106.00 | 46.00 | 74.00 | 157.00 | 216.00 | 90.00 | 34.00 | 982.00 |
2003 | 13.00 | 2.90 | 148.00 | 217.00 | 110.00 | 161.00 | 197.00 | 137.00 | 214.00 | 261.00 | 120.00 | 100.00 | 1680.90 |
2004 | 39.10 | 18.10 | 91.30 | 199.93 | 166.00 | 30.00 | 184.10 | 67.00 | 105.60 | 297.70 | 235.90 | 100.00 | 1534.73 |
Medios | 34.06 | 47.12 | 63.79 | 146.36 | 125.82 | 105.64 | 115.65 | 121.91 | 189.78 | 229.15 | 159.08 | 98.09 | 1436.45 |
Máximos | 100.00 | 168.00 | 148.00 | 217.00 | 221.00 | 161.00 | 197.00 | 247.00 | 396.00 | 297.70 | 291.00 | 280.00 | |
Mínimos | 1.60 | 0.30 | 6.40 | 38.00 | 24.00 | 30.00 | 46.00 | 15.00 | 96.00 | 94.00 | 64.00 | 18.00 |
Fuente: Operador de la estación climatológica Instituto Técnico Agrícola
Anexo B. Valores totales mensuales de evaporación (mm) | |||||||||||||
Estación: | Instituto Técnico Agrícola | latitud: 8º 28' Norte | Código: 1605509 | ||||||||||
Longitud: 73º 20' Oeste | Elevación: 1076 m.s.n.m | ||||||||||||
Municipio: Convención Departamento Norte de Santander | Corriente: Qda. Búrbura | ||||||||||||
AÑO | ENE | FEB | MAR | ABR | MAY | JUN | JUL | AGO | SEP | OCT | NOV | DIC | Vr. anual |
1994 | 26.35 | 34.85 | 42.50 | 158.95 | 132.60 | 25.50 | 42.50 | 132.60 | 133.45 | 172.55 | 238.00 | 37.40 | 1177.25 |
1995 | 12.75 | 5.95 | 107.95 | 150.45 | 111.35 | 125.80 | 135.15 | 209.95 | 215.05 | 252.45 | 54.40 | 83.30 | 1464.55 |
1996 | 32.30 | 31.45 | 48.45 | 177.65 | 131.75 | 158.95 | 107.95 | 144.50 | 207.40 | 250.75 | 114.75 | 151.30 | 1557.20 |
1997 | 37.40 | 30.60 | 18.70 | 70.55 | 88.40 | 123.25 | 72.25 | 12.75 | 81.60 | 79.90 | 100.30 | 14.45 | 730.15 |
1998 | 1.36 | 73.95 | 5.44 | 147.05 | 80.75 | 105.40 | 107.10 | 170.00 | 142.80 | 144.50 | 144.50 | 93.50 | 1216.35 |
1999 | 45.05 | 142.80 | 29.75 | 148.75 | 103.70 | 76.50 | 100.30 | 85.85 | 159.80 | 232.05 | 93.50 | 238.00 | 1456.05 |
2000 | 85.00 | 90.95 | 48.45 | 47.60 | 20.40 | 85.00 | 62.90 | 89.25 | 336.60 | 157.25 | 247.35 | 15.30 | 1286.05 |
2001 | 11.05 | 0.26 | 72.25 | 32.30 | 187.85 | 34.85 | 90.10 | 58.65 | 92.65 | 194.65 | 115.60 | 85.00 | 975.21 |
2002 | 22.95 | 11.90 | 19.55 | 80.75 | 85.00 | 90.10 | 39.10 | 62.90 | 133.45 | 183.60 | 76.50 | 28.90 | 834.70 |
2003 | 11.05 | 2.47 | 125.80 | 184.45 | 93.50 | 136.85 | 167.45 | 116.45 | 181.90 | 221.85 | 102.00 | 85.00 | 1428.77 |
2004 | 33.24 | 15.39 | 77.61 | 169.94 | 141.10 | 25.50 | 156.49 | 56.95 | 89.76 | 253.05 | 200.52 | 85.00 | 1304.52 |
Medios | 28.95 | 40.05 | 54.22 | 124.40 | 106.95 | 89.79 | 98.30 | 103.62 | 161.31 | 194.78 | 135.22 | 83.38 | 1220.98 |
Máximos | 85.00 | 142.80 | 125.80 | 184.45 | 187.85 | 136.85 | 167.45 | 209.95 | 336.60 | 253.05 | 247.35 | 238.00 | |
Mínimos | 1.36 | 0.26 | 5.44 | 32.30 | 20.40 | 25.50 | 39.10 | 12.75 | 81.60 | 79.90 | 54.40 | 15.30 |
Fuente: Operador de la estación climatológica Instituto Técnico Agrícola
Anexo C. Script "plinexyz.ave"
Programa que genera una tabla de coordenadas X, Y, Z, de todos los vértices que constituyen una polilínea que ha sido importada desde AutoCAD a ArcView, para la generación del Modelo de Elevación Digital de la zona.
‘Begin
aView1 = av.GetActiveDoc
Tema1 = aView1.GetActiveThemes.Get (0)
Tabela1 = Tema1.GetFTab
Campo = Tabela1.FindField ("Shape")
‘Z field definition
ListaDeCampos = Tabela1.GetFields
CampoCota = MsgBox.ChoiceAsString (ListaDeCampos,"Fields:","Choose the Z Field")
‘New table
ArquivoTab = FileDialog.Put ("xyz.dbf".AsFileName,"*.*","File")
aVTab1 = VTab.MakeNew (ArquivoTab, dbase)
TabelaNova = Table. Make (aVTab1)
‘Fields of new table
Campo1 = Field. Make ("X_coord", #FIELD_FLOAT, 15, 6)
Campo2 = Field. Make ("Y_coord", #FIELD_FLOAT, 15, 6)
Campo3 = Field. Make ("Z", #FIELD_FLOAT, 10, 2)
aVTab1.AddFields ({Campo1, Campo2, Campo3})
‘Main Sub
av.ShowStopButton
For each p in Tabela1
poly1 = Tabela1.ReturnValue (Campo,p).As Multipoint
Cadeia1 = poly1.AsString
NumeroDePontos = Cadeia1.Extract (1).AsNumber
ValorZ = Tabela1.ReturnValueNumber (CampoCota, p)
‘New table filling
For each Num in 2 (NumeroDePontos + 1)
rec = aVTab1.AddRecord
XY = Cadeia1.Extract (Num)
ListaXY = XY.AsTokens (",")
ValorX = ListaXY.Get (0).As Number
ValorY = ListaXY.Get (1).As Number
‘Adds X, Y and Z values
aVTab1.SetValue (Campo1, rec, ValorX)
aVTab1.SetValue (Campo2, rec, ValorY)
aVTab1.SetValue (Campo3, rec, ValorZ)
end
‘Progress
Progress = (p/(Tabela1.GetNumRecords)) * 100
doMore = av.SetStatus ( progress )
if (not doMore) then
Break
End
End
Anexo D. Cálculo curva hipsométrica El Guamal | ||||||
Cotas Intervalo de clase m.s.n.m | Cota media del intervalo m.s.n.m | Área km² | Área acumulada % | Porcentaje de Área % | Porcentaje acum. Área % | Col. 2 por Col. 3 |
1750 -1700 | 1725 | 0.39 | 0.39 | 1.28 | 1.28 | 676.37 |
1700 – 1650 | 1675 | 1.03 | 1.42 | 3.36 | 4.64 | 1718.94 |
1650 – 1600 | 1625 | 2.06 | 3.48 | 6.74 | 11.38 | 3350.87 |
1600 – 1550 | 1575 | 1.93 | 5.41 | 6.32 | 17.71 | 3044.55 |
1550 – 1500 | 1525 | 1.78 | 7.20 | 5.83 | 23.54 | 2718.08 |
1500 – 1466 | 1483 | 1.47 | 8.67 | 4.82 | 28.36 | 2186.65 |
1466 – 1433 | 1449.5 | 1.85 | 10.52 | 6.04 | 34.40 | 2677.85 |
1433 – 1400 | 1416.5 | 1.84 | 12.35 | 6.00 | 40.40 | 2599.73 |
1400 – 1366 | 1383 | 2.01 | 14.36 | 6.57 | 46.98 | 2780.04 |
1366 – 1333 | 1349.5 | 2.40 | 16.76 | 7.86 | 54.83 | 3241.16 |
1333 – 1300 | 1316.5 | 1.98 | 18.74 | 6.47 | 61.31 | 2605.40 |
1300 – 1266 | 1283 | 2.43 | 21.18 | 7.95 | 69.26 | 3120.20 |
1266 – 1233 | 1249.5 | 1.88 | 23.06 | 6.15 | 75.42 | 2351.00 |
1233 – 1200 | 1216.5 | 1.04 | 24.09 | 3.39 | 78.81 | 1262.01 |
1200 – 1175 | 1187.5 | 1.05 | 25.15 | 3.44 | 82.25 | 1250.47 |
1175 – 1150 | 1162.5 | 0.85 | 25.99 | 2.77 | 85.02 | 982.90 |
1150 – 1125 | 1137.5 | 0.91 | 26.91 | 2.99 | 88.01 | 1039.89 |
1125 – 1100 | 1112.5 | 0.95 | 27.86 | 3.10 | 91.11 | 1054.17 |
1100 – 1050 | 1075 | 0.70 | 28.55 | 2.29 | 93.39 | 751.67 |
1050 – 1000 | 1025 | 0.62 | 29.17 | 2.02 | 95.41 | 633.13 |
1000 – 950 | 975 | 0.59 | 29.76 | 1.92 | 97.34 | 572.52 |
950 – 925 | 937.5 | 0.56 | 30.32 | 1.84 | 99.18 | 527.47 |
925 – 915 | 920 | 0.25 | 30.57 | 0.82 | 100.00 | 231.91 |
TOTAL | 30.57 | 100.00 | 41376.98 |
Anexo E. Cálculo curva hipsométrica La Morena | ||||||
Cotas Intervalo de clase m.s.n.m | Cota media del intervalo m.s.n.m | Área km² | Área acumulada km² | Porcentaje de Área % | Porcentaje acum. Área % | Col. 2 por Col. 3 |
1700 – 1650 | 1675 | 0.075 | 0.075 | 0.784 | 0.784 | 125.450 |
1650 – 1600 | 1625 | 0.249 | 0.324 | 2.603 | 3.386 | 404.152 |
1600 – 1550 | 1575 | 0.370 | 0.694 | 3.877 | 7.263 | 583.484 |
1550 – 1500 | 1525 | 0.252 | 0.946 | 2.634 | 9.897 | 383.843 |
1500 – 1466 | 1483 | 0.228 | 1.174 | 2.385 | 12.282 | 338.010 |
1466 – 1433 | 1449.5 | 0.335 | 1.508 | 3.503 | 15.785 | 485.237 |
1433 – 1400 | 1416.5 | 0.399 | 1.908 | 4.180 | 19.965 | 565.777 |
1400 – 1366 | 1383 | 0.440 | 2.348 | 4.605 | 24.571 | 608.656 |
1366 – 1333 | 1349.5 | 0.544 | 2.891 | 5.688 | 30.258 | 733.467 |
1333 – 1300 | 1316.5 | 0.856 | 3.747 | 8.953 | 39.211 | 1126.304 |
1300 – 1266 | 1283 | 0.858 | 4.605 | 8.978 | 48.189 | 1100.783 |
1266 – 1233 | 1249.5 | 0.853 | 5.458 | 8.931 | 57.120 | 1066.365 |
1233 – 1200 | 1216.5 | 0.485 | 5.944 | 5.076 | 62.197 | 590.109 |
1200 – 1175 | 1187.5 | 0.689 | 6.633 | 7.210 | 69.407 | 818.206 |
1175 – 1150 | 1162.5 | 0.460 | 7.093 | 4.814 | 74.221 | 534.764 |
1150 – 1125 | 1137.5 | 0.409 | 7.501 | 4.275 | 78.496 | 464.743 |
1125 – 1100 | 1112.5 | 0.348 | 7.849 | 3.639 | 82.135 | 386.812 |
1100 – 1050 | 1075 | 0.314 | 8.163 | 3.285 | 85.420 | 337.504 |
1050 – 1000 | 1025 | 0.257 | 8.420 | 2.687 | 88.108 | 263.227 |
1000 – 966 | 983 | 0.398 | 8.818 | 4.166 | 92.274 | 391.363 |
966 – 933 | 945.5 | 0.258 | 9.076 | 2.703 | 94.977 | 244.216 |
933 – 900 | 916.5 | 0.408 | 9.483 | 4.264 | 99.241 | 373.480 |
900 – 875 | 887.5 | 0.073 | 9.556 | 0.759 | 100.000 | 64.356 |
TOTAL | 9.556 | 100.000 | 11990.307 |
Anexo F. Valores de HSN en función de la textura y la profundidad del suelo | ||||
Capacidad Nominal del suelo (HSN) en mm | ||||
Término General | Clase textural | Suelo poco profundo (0.5m) | Suelo medianamente profundo (1.0m) | Suelo profundo |
(1.5m) | ||||
Suelo de textura arenosa | Arenoso | 42.5 | 85 | 127.5 |
(suelo arenoso) | Arenoso – Franco | (31.0 a 54.0) | (62.0 a 108.0) | (93.0 a 162.0) |
Suelo de textura modera- | Franco – arenoso | 61 | 122 | 183 |
damente gruesa | (42.0 a 80.0) | (84.0 a 160.0) | (126.0 a 240.0) | |
Franco | 86 (67.0 a 105.0) | 172.5 (135.0 a 210.0) | 259 (203.0 a 315.0) | |
Suelo de textura media | Franco – limoso | |||
Limoso | ||||
Suelos de texturas moderadamente fina | Franco – arcilloso | 95 (78.0 a 112.0) | 190 (156.0 a 224.0) | 285 (234.0 a 336.0) |
Franco – arcillo – arenoso | ||||
Franco – arcillo – limoso | ||||
Suelos de textura fina (suelos arcillosos) | Arcillo – arenosos | 109 (92.0 a 126.0) | 218 (184.0 a 252.0) | 327 (276.0 a 378.0) |
Arcillo – limoso | ||||
Arcillosos |
Fuente: DUQUE Roberto, BARRIOS Alex, Modelo de simulación hidrológica a escala mensual
Agradezco A DIOS y a la Virgen de Torcoroma este gran triunfo, porque sin su infinito y constante apoyo no lo podría haber logrado.
A mi mamá Emperatriz, por ser mi estrella, mi amiga y mi todo, a ella le debo estar subiendo otro escalón en mi vida.
A mi otro tesoro, mi abuelita "chinca" que con sus sabios consejos y su amor de madre me ha inculcado ser un hombre de bien.
A mi hermana Yeleisa, Jaime Augusto, mi tía Anaís y todos mis primos, por brindarme su incondicional afecto.
A mi novia Eddy Johana, por aguantar tantas rabietas, en el desarrollo del proyecto, la quiero mucho.
Y finalmente a todos mis amigos, los cuales colocaron cada uno un granito de arena para que pudiera culminar esta meta.
"No es la fuerza, sino la perseverancia lo que hace que las personas alcancen el éxito"
FABIÁN MAURICIO
A DIOS, porque es a él a quién debo todo lo que soy y lo que he logrado.
A mi madre Cecilia, por ser la persona que más me importa aquí en la tierra, por apoyarme siempre y en todo momento.
A mis hermanas Lilibeth, Liliana y a mi hermano José, por su respaldo y apoyo irrestricto en todas las etapas de mi vida.
A mis sobrinos Manuel José y Valentina, por ser esa chispa de vida que alegra mi existencia.
A mis tíos y demás familiares, por haber contribuido en mi formación como persona en el seno de mi hogar.
A todos mis compañeros y amigos, quienes me respaldaron y confiaron en mí durante toda mi carrera.
HERMES ALFONSO
AGRADECIMIENTOS
Los autores del proyecto expresan su agradecimiento a:
Gustavo Adolfo Carrillo Soto, ingeniero civil, director del proyecto.
Nelson Obregón Neira, ingeniero civil, asesor técnico del proyecto.
Juan Camilo Quijano, ingeniero civil.
Fernando Ortega Rincón, Ingeniero civil.
Ángel Cortés Rincón, ingeniero de sistemas.
Departamento de Hidráulica, Fluidos y Térmicas de la Universidad Francisco de
Paula Santander.
Plan de Estudios de Ingeniería de Sistemas, Universidad Francisco de Paula Santander.
CORPONOR.
Municipio de Convención Norte de Santander.
Agradecemos a todas aquellas personas que de una u otra forma colaboraron para que este proyecto se llevara a feliz término.
Autor:
HERMES ALFONSO GARCÍA QUINTERO_
FABIAN MAURICIO CAICEDO CARRASCAL
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULASANTANDER
BIBLIOTECA EDUARDO COTE LAMUS
FACULTAD: INGENIERÍA
PLAN DE ESTUDIO: INGENIERÍA CIVIL
Proyecto de grado presentado como requisito para optar al título de
Ingenieros Civiles
Director
GUSTAVO ADOLFO CARRILLO SOTO
Magíster en Ingeniería Civil
con énfasis en recursos hídricos
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERÍAS
PLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERÍA CIVIL
SAN JOSÉ DE CÚCUTA
2005
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