INFORME AFORO DEL RÍO.doc

INFORME AFORO DEL RÍO 1. UBIC UBICAC ACIÓ IÓN: N: El aforo que observamos el aforo realizado en la Cuenca C uenca del Río Rímac en la Estación Hidrológica de Chosica. 2. DE DEFI FINI NICI CION ONES ES:: El aforo es un trabajo trabajo que tiene como ciencia a La Hidrología valiéndose valiéndose de la Hidrometría. En La hidrometría aarte de medir el el agua! comrende comrende también el lanear! lanear! ejecutar " rocesar la información que se registra de un sistema de riego! sistema de una cuenca hidrogr#fica! sistema urbano de distribución de agua. La hidrometría tiene dos roósitos generales$ a% b%

Conocer el volum Conocer volumen en de agua agua dison disonible ible en la fuente fuente &hidrom &hidrometría etría a nive nivell de fuent fuentee natural%. natural%. Conoce Con ocerr el grado grado de eficien eficiencia cia de la distri distribuc bución ión &hidr &hidrome ometrí tríaa de oeraci oeración. ón.

Reporte. Es el resultado del rocesamiento de un conjunto de datos obtenidos! en el cual normalmente una secuencia de caudales medidos se convierte en un volumen or eríodo ma"or & m'(día! m'(mes! etc.. Medición de !". La medici medición ón del caudal caudal o gasto gasto de agua que que asa or la sección sección transv transversal ersal de un condu conducto cto &río! riachuelo! canal! tubería% de agua! se conoce como aforo o medición de caudales. Este caudal deende directamente del #rea de la sección transversal a la corriente " de la velocidad media del agua. La fórmula que reresenta este conceto es la siguiente$ #$A%&

'1(

)onde$ # * Caudal o +asto.

A  * ,rea de la sección transversal. &

* -elocidad media del agua en el unto.

Los métodos m#s conocidos de aforos de agua son los siguientes$ a% étodo étodo del corren correntómet tómetro. ro. b% ét étodo odo de dell /lotado /lotadorr. c% ét étodo odo usando usando dis disos ositi itivo voss es eseci eciales ales tal tales es com como$ o$ ve verte rtedero deross " can canale aletas tas &a &arsha rshall! ll! traezoidal! sin cuello! orificio! etc.%. 0ara la medici medición ón del agua e1isten varios métodos! métodos! siendo los mas utilizados utilizados el método del correntómetro " el método del flotador flotador..

). AFORO : 2. 2/ 2/3R3 3R3 C34 C34 C3RRE C3RRE45 453 3E5 E5R3 R3 El método utilizado en el aforo del río en Chosica fue el método del correntómetro! orque se hace difícil " costoso imlementar vertederos con la sola finalidad de definir sección de aforo! como es el méto mé todo do m#s utiliz utilizad ado o en ríos ríos " ar arro ro"o "oss es or eso qu quee la medic medició ión n se hace con el us uso o de dell correntómetro que correntómetro  que mide la velocidad en un unto dado de la masa de agua! estos trabajos de aforo se realizan or eriodos deendiendo de cuanto varíe el caudal del río.

E1isten varios tios de correntómetros! siendo los mas emleados los de hélice de los cuales ha" de varios tama6os7 cuando m#s grandes sean los caudales o m#s altas sean las velocidades! ma"or debe ser el tama6o del aarato. Cada correntómetro debe tener un certificado de calibración en el que figura la fórmula ara calcular la velocidad sabiendo él numero de vueltas o revoluciones de la hélice or segundo. Estos correntómetros se calibran en laboratorios de hidr#ulica$ una formula de calibración es la siguiente

 * $  n + , )onde$ - es la velocidad del agua! en m ( s n es él numero de vueltas de la hélice or segundo. a es el aso real de la hélice en metros. b es la llamada velocidad de frotamiento en m ( s Como el Correntómetro mide la velocidad en un unto! ara obtener la velocidad media de un curso de agua se deben en ciertos casos! medir la velocidad en dos! tres o m#s untos! a diversas rofundidades a lo largo de una vertical " a artir de la suerficie del agua. Las rofundidades en las cuales se mide las velocidades con el correntómetro en función de la altura del tirante de agua d.

-irnte de !"

'd(

ro/"ndidd de Correntóetro

Cm

cm

8 9:

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9: 8 d 8 <:

=!> d

? <:

=!; d " =.@ d o

0ect"r

de0

=.; d! =.> d " =.@ d

Conocidas las rofundidades se calcula el #rea de la sección transversal! la que se utilizara ara él c#lculo del caudal )onde$ -

velocidad determinada con el correntómetro

2

,rea de la sección transversal

#

$

*

%

A

ROCEDIMIEN-O DEL AFORO ACIENDO USO DEL CORREN-OME-RO E0 /oro de "n r3o t,i4n 5e 6ce en "n 5ección trn5*er50 de0 c"r5o de !"  0 7"e 00reo5  0 5ección de contro0. El lugar donde siemre se va ha aforar el agua! toma el nombre de estación de aforo. El lugar que se escoja ara establecer una estación de aforo debe reunir ciertos requisitos! algunos de los cuales fueron mencionados al tratar las condiciones de la sección de aforos. 9% El tramo del río que se escoja ara medir el agua debe ser recto! en una distancia de 9:= a ;== metros! tanto aguas arriba como agua abajo de la estación de aforo. En este tramo recto! no debe confluir ninguna otra corriente de agua. ;% La sección de control debe estar ubicada en un tramo en el cual el flujo sea calmado "! or lo tanto! libre de turbulencias! " donde la velocidad misma de la corriente este dentro de un rango que ueda ser registrado or un correntómetro. '% El cauce del tramo recto debe estar limio de malezas o matorrales! de iedras grandes! bancos de arenas! etc. ara evitar imrecisiones en las mediciones de agua. Estos obst#culos hacen m#s imrecisas las mediciones en éocas de estiaje. <% 5anto agua abajo como aguas arriba! la estación de aforo debe estar libre de la influencia de uentes! resas o cualquier otras construcción que ueda afectar las mediciones. :% El sitio debe ser de f#cil acceso ara realizar las mediciones. En un río ara determinar el caudal que asa or una sección transversal! se requiere saber el caudal que asa or cada una de la subsecciones en que se divide la sección transversal. 0ara eso se sigue el siguiente rocedimiento ver la figura A9 " del formato 9 ara registrar las observaciones " calcular las velocidades " caudales. 9. La sección transversal del río donde se va ha realizar el aforo se divide en varias subsecciones! tal como se uede observar en la figura 9. El nBmero de subsecciones deende del caudal estimado que odría asar or la sección $ En cada subsección! no debería asar m#s del 9= del caudal estimado que asaría or la sección. 3tro criterio es que! en cauces grandes! el nBmero de subsecciones no debe ser menor de ;=. ;. El ancho suerior de la sección transversal &suerficie libre del agua% se divide en tramos iguales! cu"a longitud es igual al ancho suerior de la sección transversal dividido or el nBmero de subsecciones calculadas '. En los límites de cada tramo del ancho suerior del cauce! se trazan verticales! hasta alcanzar el lecho. La rofundidad de cada vertical se uede medir con la misma varilla del correntómetro que est# graduada. Las verticales se trazan en el mismo momento en que se van a medir las velocidades. <. Con el correntómetro se mide la velocidad a dos rofundidades en la misma vertical a =.; " a =.@ de la rofundidad de la vertical! ara lo cual se toma el tiemo que demora el correntómetro en dar 9== revoluciones " se calcula el nBmero de revoluciones or segundo7 con este dato se calcula la velocidad del agua en cada una de las rofundidades utilizando la formula corresondiente! segBn el nBmero de revoluciones or segundo &n%. En el caso de nuestro ejemlo se emlean las siguientes formulas. - * =!;<>:n D =!=9: cuando n es 8 =!; - * =!;>F=n D =!==> cuando n es ? que =!; :. Ge obtiene la velocidad romedio del agua en cada vertical. La velocidad romedio del agua en cada subsección es el romedio de las velocidades romedio de las verticales! que encierran la subsección. >. El #rea de cada subsección se calcular# f#cilmente consider#ndola como un aralelogramo cu"a base & ancho del tramo% se multilica or el romedio de las rofundidades que delimitan dicha subsección. . El caudal de agua que asa or una subsección se obtiene multilicando su #rea or el romedio de las velocidades medias registradas! en cada e1tremo de dicha subsección.

@. El caudal de agua que asa or el río es la suma de los caudales que asan or las subsecciones =

<= cm

@= cm

>= cm

9;= cm

= cm

9>= cm

: cm

;== cm

: cm

;<= cm

< cm

;@= cm

=cm

:=cm

/ig. 9 5ramos en que se divide el ancho suerior del río! sub divisiones " rofundidad de las verticales.

. 2/3R3 C34 LI4JE5R3G K LI4J+R2/3G Este es uno de los métodos que también se lleva a cabo en la estación Higrológica de Chosica! usando limnímetro " limnígrafo! uesto que usar frecuentemente el correntómetro en imracticable or lo difícil " tedioso de realizar las mediciones con este instrumento! n limnímetro es simlemente una escala tal como una mira de toógrafo! graduada en centímetro. Ge uede utilizar la mira del tiógrafo! ero! or lo general! se inta una escala en una de las aredes del río que debe ser de cemento. asta con leer en la escala o mira! el nivel que alcanza el agua ara saber el caudal de agua que asa en este momento! ero reviamente se tiene que calibrar la escala o mira. La calibración consiste en aforar el río varias veces durante el a6o! en éocas de estiaje " éocas de avenidas! or el método de correntómetro " anotar la altura que alcanzó el agua! medida con el limnimetro. Ge hace varios aforos con correntómetro ara cada determinada altura del agua. Con los datos de altura del agua &"% " del caudal &q% corresondiente obtenido! se constru"e la llamada curva de calibración en un eje de coordenadas cartesianas figura &;%

Lectura de ira cm

Caudal del 2gua &M%.

/ig. ; Curva de calibración del limnimetro basado en datos de aforos medido con chorreen metro.

El limnimetro siemre debe colocarse! en el mismo sitio cada vez que se hace las lecturas " su e1tremidad inferior siemre debe estar sumergida en el agua.

Los Limnimetros ueden ser de metal o de madera. n a escala graduada intada en una ared de cemento al costado de unas de las riveras del río! también uede servir de limnimetro.  0or lo general! aforos de agua se hace tres veces en el día! a las >am! 9; m! " > 0. 0ara obtener el caudal medio diario. na mejor manera de aforar el agua es emleando un aarato llamado limnigrafo! el cual tiene la ventaja de oder medir o registrar los niveles de agua en forma continua en un ael esecialmente dise6ado! que gira alrededor de un tambor movido or un mecanismo de relojería. Los limnígrafos est#n rotegidos dentro de una caseta. 2l comrar uno viene acoma6ado de las instrucciones ara su oeración " cuidado.

8. SIS-EMA ES-ADÍS-ICO DE LA INFORMACIÓN IDROM9-RICA: La información obtenida en la red a través de las estaciones de medición requiere el establecimiento de los métodos " formatos de registro! en este sentido a fin de que las labores a ejecutar tengan el é1ito deseado! es necesario que la acción va"a anticiada de la lanificación de las tareas a realizar. Esto significa entre otros asectos! definir el objetivo de las acciones que se lantea ejecutar. 2simismo fijar las actividades " metas a alcanzar. 0ara establecer las metas es conveniente la división del sistema en #reas de control hidrométrico! las cuales deber#n ser marcadas en un lano " establecidas la resonsabilidad del ersonal articiante. )eterminados los sitios donde se efectuar#n los aforos se definir#n los métodos " tio de formatos que nos ermitan obtener con ma"or e1actitud los volBmenes que discurren or el sistema de riego en un momento determinado

Entre! de 0 in/orción pr 5er "ti0id en 05 r"tin5 de operción. La salida " distribución oortuna de la información rocesada es enviada a la unidad de oeración de la Nunta de suarios " Comisiones de Regantes! ara ser utilizadas como elementos de juicio ara oder realizar los movimientos de las comuertas indisensables que nos aseguren una correcta oeración del sistema de riego. )eende del justo manejo de estos datos ara mantener un constante equilibrio " ara que las diferentes artes de un sistema no se vean castigadas or e1cesos o deficiencia de agua " resondan a las necesidades de riego. Ge necesita concentrar " conservar toda la información! tanto de base de datos! como la rocesada en cuadros! tablas! gr#ficos! " otros en archivos " sistemas de comuto en un lugar aroiado. ;. O
=. IM>?EN DE AFORO ACIENDO USO DEL CORREN-OME-RO

LANÍME-RO El lanímetro es un instrumento que se utiliza ara medir #reas sobre maas.

Consta de un brazo trazador! ajustable! que est# en relación con la escala del maa. n e1tremo del brazo se halla unido a otro! denominado brazo olar! en el otro e1tremo osee una mirilla o un unzón trazador con el que se recorre el erímetro del arrea que se ha de medir! en el sentido de las manecillas del reloj. Cuando se emlea la tabla de constantes que trae el laneamiento! se gradBa el brazo trazador coloc#ndolo en la osición corresondiente a la escala del maa! se recorre el erímetro del arrea con la mirilla " se lee el valor de la suerficie del terreno en el disco graduado del instrumento. Ol arrea se calcula segBn la ecuación $ A $ @ . L )onde$ 2 * arrea &m% P * constante del lanímetro segBn escala del maa &m;% L * lecturas del romedio con el lanímetro! de la figura cu"a are se desea conocer &adimensional%. 0R3CE)IIE453$ Cuando no se usa la tabla " se desea calcular el arrea de un terreno sobre un maa &ejemlo 9$9.===%! se rocede de la siguiente forma$ o

o

Ge coloca el brazo trazador en cualquier osición. Ejemlo 9$9: Ge gradBan el disco " el nonio del instrumento en ceros " se recorre el erímetro de un arrea conocida! que uede ser un cuadrado de 9Q9 cms " cu"a suerficie en el terreno! en escala 9$9=.=== corresonde a un cuadrado de 9==Q9==m " arrea de 9=.=== m; ! la lectura ara este cuadrado en el lanímetro es de =.9

La constante ser#$ 2 * P .L P * 2 ( L P * 9=.=== m; ( =.9 * 9==.=== m; * 9=Has o

Ge colocan el disco " el nonio! nuevamente en ceros " se recorre el erímetro del arrea que se requiere medir! de la cual se har#n ' lecturas! que luego se romedian. &ejemlo =.>:%

/inalmente el arrea se calcula a artir de la ecuación "a mencionada. 2*P.L Ejemlo$ 2 * 9=Has. &=.>:% * >.:Has

. Introducción : Uno de los principales objetivos de los levantamientos topográfcos es la determinación del área de las zonas o parcelas a que el levantamiento se refere. De igual manera, la medición de áreas sobre mapas y planchas es indispensable en trabajos o proyectos de ingeniera. Dependiendo de la escala del mapa y del m!todo o instrumento utilizado, será tambi!n la precisión del resultado obtenido. ". #bjetivos: •

$onocer y aprender los m!todos para el calculo de áreas.

•

%stablecer el grado de precisión entre los di&erentes m!todos.

•

'nterpretar los resultados y su posterior aplicación.



(!todos:



Por compensación de fguras geométricas:

%ste m!todo consiste en descomponer la zona, cuya área se desea calcular, en fguras geom!tricas regulares como cuadriláteros, triángulos, trapecios, etc. )in embargo, la fgura geom!trica mas empleada es el triángulo. )eg*n la escala del mapa, se determinan las dimensiones de cada fgura, se calcula el área y la sumatoria de todas las arreas de las fguras, es el arrea requerida. PROCEDIMIENTO: •

)obre una hoja de papel transparente se dibuja el permetro del arrea que se quiere medir.

•

)e divide el arrea por secciones adoptándolas a fguras geom!tricas regulares como triángulos, cuadriláteros y trapecios, etc.

•

)e calcula el arrea de cada fgura aplicando las &ormulas correspondientes.

+ -  b / h 0 1 " +" -  b / h 0 1 " +2 -  b / h 0 1 " +3 -  b / h 0 1 " At = A1 + A2 + A3 + A4

•



)eg*n la escala del mapa, se hace la conversión de este resultado a su equivalente en el terreno.

Mediante papel milimetrado o cuadriculado.

45#$%D'('%67#: •

)obre una hoja de papel transparente se dibuja el permetro del arrea que se desea medir.

•

%ste papel transparente con el dibujo del permetro se coloca sobre una hoja de papel cuadriculado y se cuentan los cuadros de 8 / 8 mm que quedan completamente dentro del permetro del arrea a medir.

•

)e realiza el conteo de los cuadros que quedan parcialmente sobre el permetro y los resultantes que quedaron sobre el permetro.

•

)e calcula el arrea del terreno que representa un cuadrado de acuerdo con la escala.

•

)e multiplica el valor de un cuadro por el n*mero total de cuadros.

•

Medición de reas con red de puntos. 45#$%D'('%67#: o

%n una hoja de papel transparente se elabora una red de puntos con una separación que puede ser 9.8 o .9cms entre puntos.

o

%sta red se coloca sobre el mapa y se cuentan los puntos que quedan dentro del permetro.

o

)e realiza el conteo de los puntos que quedaron sobre el permetro del arrea y se dividen por ".

o

)e suman los puntos que quedan dentro del arrea y los que quedaron sobre el permetro.

o

De acuerdo a la escala del mapa, se calcula el arrea del terreno para un punto, de acuerdo a su separación, seg*n sea 9.8 9 .9 cms.

o

)e multiplica el valor de un punto por la sumatoria de los puntos.