Modelación geomorfológica de las microcuencas El Guamal y La Morena (página 2)
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 | 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 = | |||||||
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.
PEÑARANDA, Hugo A. Ordenamiento y manejo integral
de la microcuenca formada por las quebradas el Guamal y la morena
municipio de convención departamento norte de Santander.
Convención: CORPONOR, 1998. 152 p.
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 | |||||||||||||
Estación: | Instituto Técnico | latitud: 8º 28' Norte | Código: 1605509 | ||||||||||
Longitud: 73º 20' Oeste | Elevación: 1076 m.s.n.m | ||||||||||||
Municipio: Convención Departamento Norte de | 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 | |||||||||||||
Estación: | Instituto Técnico | latitud: 8º 28' Norte | Código: 1605509 | ||||||||||
Longitud: 73º 20' Oeste | Elevación: 1076 m.s.n.m | ||||||||||||
Municipio: Convención Departamento Norte de | 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 | ||||||
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 | ||||||
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 | ||||
Capacidad Nominal del suelo | ||||
Término | 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 | 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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