CURVA DE DURACION DE CAUDALES
La curva de duración, llamada también curva de persistencia, son curvas de frecuencias acumuladas descendentes que expresan el porcentaje de tiempo que determinado caudal es excedido durante este tiempo, un valor dado de algún caudal es igualado o excedido de tal forma que se pueden clasificar los caudales de registros diarios de un mes, año o una serie de años, usando porcentajes del periodo en observación. Las curvas de duración reflejan el régimen del rio en un periodo de registro dado y si los mismos son extensos, se puede considerar una curva típica que refleje el comportamiento comportamiento promedio de la corriente. Las mismas curvas están ligadas a las precipitaciones ocurridas en el periodo de estudio. Para interpretar la curva se debe de observar la pendiente, si esta es poco pronunciada, el rio tiene un caudal proveniente de grandes almacenamientos subterráneos, por el contrario, una pendiente pronunciada indica que el rio tiene una buena respuesta a la precipitación.
Figura 1: curva de duración de caudales de alta pendiente.
Figura 2: curva de duración de caudales de pendiente suave.
Existen diversos parámetros que son aplicados para las curvas de duración, estos son útiles para el diseño de obras de aprovechamiento, de los que se pueden citar
a) VOLUMEN: es el área bajo la curva, que es el total de agua escurrida en un periodo de tiempo. b) CAUDAL PROMEDIO: es el área bajo la curva que mide el volumen disponible en el ciento por ciento del tiempo, por lo que al dividir esta área entre la base se obtiene el caudal promedio del tiempo. c) CAUDALES CARACTERISTICOS: son puntos esenciales de la curva, que definen los caudales típicos del curso de un rio, se definen así:
Caudal característico máximo: es el caudal igualado o superado 10 días al año, o sea el 2.74% del tiempo en la curva de duración de caudales. Pueden existir crecidas mayores que las de este caudal. Caudal característico medio: es el caudal igualado o superado el 50% del tiempo. Caudales característicos de 1, 3 o 9 meses: son los caudales rebasados respectivamente 1, 3 o 9 meses del año respectivamente, o sea durante el 8.34, 25 o 75% del tiempo. Caudal característico de estiaje: caudal característico de sequía, es el caudal rebasado el 97.3% del tiempo. Caudal característico de aguas altas: caudales entre 0 y 24.66%
es el promedio de los
Caudal característico de aguas medias: es el promedio de los caudales entre 24.66% y el 73.98% del tiempo. Caudal característico de aguas bajas: es el promedio de los caudales entre el 73.98% y el 100% del tiempo.
PROCEDIMIENTO Al contar con datos hidrológicos suficientes, se siguen los siguientes pasos:
Seleccionar la unidad de tiempo a utilizar (días, meses o años). Que es según el propósito del estudio.
Se recopilan y tabulan los datos de la estación de medición. Estos pueden ser datos diarios o mensuales, de acuerdo a la información disponible o el grado de exactitud que se requiera De acuerdo al rango total de valores observados, se establecen entre 10 y 20 rangos o intervalos de valores. Estos rangos serán mayores para los caudales mayores y menores para caudales menores. Por ejemplo, si el caudal mayor observado es de 1500 3 / y el menor de 10 3 /, los rangos mayores pueden ser de 100 3 / reduciéndolos en la medida en que los valores sean menores; en éstos, los rangos serán de 20 o 10 3 /. Se prepara una tabla similar a la que aparece en la tabla 1. En la primera columna se entran los rangos. En la segunda columna se entra el valor medio de cada rango. Luego se cuenta el número de observaciones que ocurre dentro de cada rango y se tabula en la tercera columna. En la cuarta columna se calcula el porcentaje de ocurrencia sobre el número total de valores observados. En la quinta columna se calcula el porcentaje acumulado el cual representa el porcentaje del tiempo en el cual ocurre un caudal mayor o igual al valor medio del rango. Con los valores de la quinta columna y el valor medio del intervalo, se prepara un gráfico que representa la curva de duración, tal como lo muestra la figura incluida en el cuadro. De la tabla 1 puede deducirse que los valores de los caudales para 50, 80 y 90 por ciento del tiempo son: 34.4, 11.9 y 7.9 3 / , respectivamente. Los valores del cuadro indican que el promedio es de 43.8 3 / y el valor mínimo es de 3.4 3 /.
Tabla 1: cálculos para la elaboración de la curva de duración de caudales
Figura 3: curva de duración de caudales a partir de l os datos de la tabla 1.
CURVA DE DURACION DE CAUDALES REGIONALES Unos de los problemas más comunes que se producen en los estudios hidrológicos es el hecho de que no exista información sobre una determinada cuenca; esto se debe a que no es posible tener estaciones de medición hidrológica en todos los ríos de nuestro país. Por ello la regionalización de curvas de duración se convierten en una herramienta útil, ya que por medio de ellas es posible proyectar caudales a cuencas sin información hidrológica partiendo de aquellas que si la poseen. La regionalización de curvas de duración permite hacer estimaciones en cuencas sin información tomando como base las características físicas y climáticas de las zonas geográficas en donde se ubican, así como el régimen de precipitación al que pertenecen.
PROCEDIMIENTO Para proyectar curvas de duración en cuencas que no posean información, se deben de seguir los siguientes pasos:
Tomar como base estaciones que pertenezcan a la misma cuenca, o al menos ubicada en la misma región climática Se deben de generar por lo menos dos curvas de duración cercanas a la cuenca, y a partir de ellas calibrar un modelo que explique adecuadamente el comportamiento de la escorrentía.
BIBLIOGRAFIA
Marcucci Ruano, José Gehovanni & Ruiz Marchena, Miguel Antonio. Consideraciones hidrológicas de la cuenca del rio Motagua hasta la estación Concua II; aplicando el método de similitud de cuencas hasta Chuarancajay con el propósito de abastecimiento de agua. Tesis Ing. Civil, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, Guatemala, 1999. Gómez Jara, Javier. Regionalización de curvas de duración. Tesis Ing. Civil, Universidad de Costa Rica, Facultad de Ingeniería, Costa Rica, 1999.
CURVA DE DURACION DE CAUDALES
