Aforo de Rios e Métodos de Medição

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO
DEPARTAMENTO DE IRRIGACIÓN
HIDROLOGÍA SUPERFICIAL
T10: AFORO CON MOLINETE Y MANEJO DE INFORMACIÓN HIDROMÉTRICA HISTÓRICA.
6º AÑO GRUPO “B”
PRESENTA:
· BAUTISTA ESPINOSA RAMIRO
PROFESOR: DR. JESÚS CHÁVEZ MORALES
CHAPINGO, MÉXICO DICIEMBRE 2015
Introducción
La medición del caudal o gasto de agua que pasa por la sección transversal de unconducto (río, riachuelo, canal, tubería) de agua, se conoce como aforo o mediciónde caudales. Este caudal depende directamente del área de la sección transversala la corriente y de la velocidad media del agua.En el presente trabao se presentará el informe de la práctica de aforo de ríoreali!ada en el laboratorio de hidráulica. El conocimiento de cómo aforar un río ycomo calcular el caudal, es importante pues de esto dependerá el dise"o de unaobra que podríamos reali!ar.
4. Lámina de agua equivalente
.Es el espesor de la lámina de agua que se obtendría repartiendosobre toda la cuenca el volumen de la aportación anual (Unidades: milímetros o metros). Seobtiene dividiendo la aportación anual por la superficie de la cuenca. Es útil especialmente cuandoqueremos comparar la escorrentía con las precipitaciones.
4.3 TRATAMIENTO ESTADÍSTICO DE LOS DATOS DE AFORO
Supongamos que disponemos de ndatos de caudales. Es deseable que sean más de 20, y esfrecuente disponer de series históricas correspondientes a 30 ó 40 años. El tratamientoestadístico más común está encaminado a evaluar la probabilidad de que se presente en elfuturo un caudal mayor o menor que un determinado valor, o (la operación inversa) evaluar quécaudal se superará un determinado % de los años, para tener presente la probabilidad de quese produzcan crecidas o estiajes de efectos no deseados. Por ejemplo: ¿Qué probabilidad hayde que la aportación anual del río supere los 900 Hm? ¿Qué aportación se superará el 10%de los años? ¿Qué caudal medio mensual se superará el 75% de los meses de Octubre?Hay que ordenar los datos disponibles (42 aportaciones anuales, 36 caudales mensuales de 36meses de Octubre, etc.) de menor a mayor, olvidando su orden cronológico, y calcular paracada uno de ellos la probabilidad de que el caudal o aportación alcance ese valor. Asi, si son42 datos, la probabilidad de que se alcance el mayor será 1/42, la probabilidad de que sealcance o supere el 2º será de 2/42, y así sucesivamente. Si representamos en un gráfico enun eje los datos de menor a mayor, y en el otro las probabilidades así calculadas obtendremosuna curva que nos permitirá inferir gráficamente las cuestiones planteadas más arriba. Esto essólo aproximado, para más exactitud hay que realizar el mismo proceso, pero ajustando losdatos a una ley estadística. Los datos anuales suelen ajustarse a la ley normal o de Gauss,mientras que los datos extremos (los caudales máximos o mínimos de una serie de años)suelen ajustarse a la ley de Gumbel.En cualquier caso, la probabilidad de que se alcance un determinado valor es el inverso de su
periodo de retorno
. Por ejemplo, si la probabilidad de que se alcance o supere undeterminado caudal es del 5%, quiere decir que el 5% de los años el caudal será igual omayor, el periodo de retorno de dicho caudal será de 20 años. Es decir, que si el caudal superaese valor 5 años de cada 100, eso es igual que uno de cada 20 (1/20=5/100).
4.4 MÉTODOS PARA MEDIR CAUDALES
Entre los más conocidos tenemos los siguientes:
· Volumétrico
· Método área velocidad.
· Dilución con trazadores.
· Método área pendiente.
· Limnímetros.
· Vertederos de aforo. 
4.6 MÉTODO ÁREA VELOCIDAD (FLOTADOR- MOLINETE)
a.) Calculo del área
Este método consiste básicamente en medir en un área transversal de la corriente, previamentedeterminada, las velocidades de flujo con las cuales se puede obtener luego el caudal. El lugar elegido para hacer el aforo o medición debe cumplir los siguientes requisitos:La sección transversal debe estar bien definida y que en lo posible no se presente erosión oasentamientos en el lecho del río.Debe tener fácil acceso.Debe estar en un sitio recto, para evitar las sobre elevaciones y cambios en la profundidadproducidos por curvas.El sitio debe estar libre de efectos de controles aguas abajo, que puedan producir remansosque afecten luego los valores obtenidos con la curva de calibración.Uno de los procedimientos más comunes empleados en este método es el descrito acontinuación.En el sitio que se decidió hacer el aforo, se hace un levantamiento topográfico completo de lasección transversal, el cual dependiendo de su ancho y profundidad, puede hacerse con unacinta métrica o con un equipo de topografía. La sección escogida se divide en tramos igualestal como muestra la Figura 4.2. El ancho entre ellas no debe ser mayor que 1/15 a 1/20 delancho total de la sección. El caudal que pasa por cada área de influencia Ai no debe ser mayor que el 10% del caudal total. La diferencia de velocidades entre verticales no debe sobrepasar un 20%. En cada vertical, de las varias en que se divide la sección, se miden velocidades conel molinete a 0.2, 0.6 y 0.8 de la profundidad total o con flotador. Cada vertical tiene surespectiva área de influencia (sombreado en la figura)
Medición del caudal con molinete hidrométrico
La medición del caudal por el método área-velocidad se explica con referencia a la figura 1l.1. La profundidad del río en la sección transversal se mide en verticales con una barra o sonda. Al mismo tiempo que se mide la profundidad, se hacen mediciones de la velocidad con el molinete en uno o más puntos de la vertical. La medición del ancho, de la profundidad y de la velocidad permiten calcular el caudal correspondiente a cada segmento de la sección transversal. La suma de los caudalesde estos segmentos representa el caudal total
Ejemplo de cálculo de caudal:
 
EJERCICIOS PROPUESTOS A DESARROLLAR.
Cuadro. 3.2. Datos observados en la estación Paso del Toro
	UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO
	DEPARTAMENTO DE IRRIGACION
	HIDROLOGIA SUPERFICIAL
	REGISTRO DE AFORO CON MOLINETE
	CORRIENTE:
	Cotaxtla
	ESTACION:
	Paso del Toro
	AFORO NO.:
	2
	FECHA:
	06/12/2015
	LECTURA DE ESCALA
	PRINCIPIO:
	07:00 a. m.
	FIN:
	09:00 a. m.
	HORA DE OBSERVACION
	PRINCIPIO:
	09:00 a. m.
	FIN:
	11:00 a. m.
	SONDEOS
	OBSERVACIONES
	NOTAS
	Distancia de
	Profundidad
	Profundidad
	Número de
	Tiempo
	
	punto inicial
	 
	observada
	revoluciones
	seg
	 
	m
	m
	m
	 
	 
	
	1.50
	0.25
	0.15
	54
	60
	OAMD
	2.50
	0.97
	0.15
	62
	60
	OAMD
	2.50
	 
	0.75
	67
	60
	OAMD
	3.70
	1.7
	0.15
	55
	60
	OAMD
	3.70
	 
	0.95
	61
	60
	OAMD
	4.50
	2.3
	0.15
	56
	60
	OAMD
	4.50
	
	1.19
	65
	60
	OAMD
	4.50
	 
	1.7
	69
	60
	OAMD
	5.30
	1.23
	0.15
	55
	60
	OAMD
	5.30
	 
	0.83
	63
	60
	OAMD
	5.92
	0.78
	0.15
	54
	60
	OAMD
	NOTA:
	OAMD = 
	Orilla del Agua Margen Derecha.
	 
	OAMI = 
	Orilla del Agua Margen Izquierda.
	AFORADOR:
	Ramiro Bautista Espinosa
image7.png
image8.png
image9.png
image10.wmf
CORRIENTE:
ESTACION:
AFORO 
NO.:
FECHA:
Cotaxtla
REGISTRO DE AFORO CON MOLINETE
HIDROLOGIA SUPERFICIAL
DEPARTAMENTO DE IRRIGACION
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO
Paso del Toro
3
06/12/2015
image11.wmf
PRINCIP
IO:
09:00
a.
m.
FIN:
011:00 a. 
m.
PRINCIP
IO:
11:00
a.
m.
FIN:
13:00 a. 
m.
Distancia de
Profundidad
Profundid
ad
Número 
de
Tiempo
punto inicial
observada
revolucio
nes
seg
m
m
m
0
0,3
0,5
76
30
OAMD
1
1,4
0,5
44
30
OAMD
1
1,25
46
30
OAMD
2
1
0,5
36
30
OAMD
2
0,95
45
30
OAMD
4
1,9
0,5
55
30
OAMD
4
1.19
38
30
OAMD
4
1,8
44
30
OAMD
6
0,8
0,75
47
30
OAMD
8
1,2
1
36
30
OAMD
10,5
0,7
0,7
39
30
OAMD
NOTA:
OAMD =
OAMI =
AFORADOR:
Molinete 
V= (2,17) N rev + 0,009145
LECTURA DE ESCALA
HORA DE OBSERVACION
SONDEOS
OBSERVACIONES
Orilla del Agua Margen Derecha.
Orilla del Agua Margen Izquierda.
Ramiro Bautista Espinosa
NOTAS
image12.wmf
CORRIENTE:
ESTACION:
AFORO 
NO.:
FECHA:
PRINCIP
IO:
09:00
a.
m.
FIN:
011:00 a. 
m.
PRINCIP
IO:
11:00
a.
m.
FIN:
13:00 a.m.
Distancia de
Profundidad
Profundid
ad
Número 
de
Tiempo
punto inicial
observada
revolucio
nes
seg
m
m
m
0
0
0
0
30
OAMD
2
0,73
0,43
14
30
OAMD
2
0,58
20
30
OAMD
4
1,12
0,33
12
30
OAMD
4
0,88
24
30
OAMD
6
1,33
0,38
18
30
OAMD
6
0,63
30
30
OAMD
6
0,88
36
30
OAMD
6
1,13
36
30
OAMD
8
1,49
0,53
24
30
OAMD
8
0,93
18
30
OAMD
9,73
0
0
0
OAMD =
Orilla
del
Agua 
Margen 
OAMI =
Orilla
del
Agua 
AFORADOR:
Ramiro
Bautista
Espinosa
Molinete 
v=0,01+2,2(N)
Cotaxtla
REGISTRO DE AFORO CON MOLINETE
HIDROLOGIA SUPERFICIAL
DEPARTAMENTO DE IRRIGACION
NOTAS
OBSERVACIONES
SONDEOS
Paso del Toro
1
06/12/2015
HORA DE OBSERVACION
LECTURA DE ESCALA
image13.wmf
CORRIENTE:
ESTACION:
AFORO 
NO.:
FECHA:
PRINCIP
IO:
16:00
a.
m.
FIN:
018:00 a. 
m.
PRINCIP
IO:
17:00
a.
m.
FIN:
20:00 a. 
m.
Distancia de
Profundidad
Profundid
ad
Número 
de
Tiempo
punto inicial
observada
revolucio
nes
seg
m
m
m
1
0
0
0
60
OAMD
3
1,2
0,37
45
60
OAMD
3
0.8
47
60
OAMD
3
0,9
54
60
OAMD
3
1,12
59
60
OAMD
5
0,9
0,3
45
60
OAMD
5
0,7
45
60
OAMD
5
0,8
56
60
OAMD
6
1,49
0,95
58
60
OAMD
7
1,5
1,12
66
60
OAMD
7
1,2
94
60
OAMD
2.78
0
0
0
60
OAMD
OAMD =
Orilla
del
Agua 
Margen 
OAMI =
Orilla
del
Agua 
AFORADOR:
Ramiro
Bautista
Espinosa
Molinete 
v=(N/0.3)+03516
Cotaxtla
REGISTRO DE AFORO CON MOLINETE
HIDROLOGIA SUPERFICIAL
DEPARTAMENTO DE IRRIGACION
NOTAS
OBSERVACIONES
SONDEOS
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO
Paso del Toro
4
06/12/2015
HORA DE OBSERVACION
LECTURA DE ESCALA
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