1. MANUAL EFECTO DE LA
PRECIPITACIÓN EFECTIVA EN LA
TORMENTA
Preparado por:
Fredy Jipson Cueva Castillo.
Dr. Fernando Rodrigo Oñate Valdivieso
Efecto de la precipitación efectiva en la tormenta es una herramienta de cálculo del:
Laboratorio Virtual de Hidrología
www.hydrovlab.utpl.edu.ec
Universidad Técnica Particular de Loja
Ecuador - 2010

2. ÍNDICE
Disclamer ............................................................................................................................. 2
MANUAL EFECTO DE LA PRECIPITACIÓN EFECTIVA EN LA TORMENTA .................... 3
1.- DATOS DE ENTRADA .............................................................................................................................. 3
2.- CALCULAR tc .......................................................................................................................................... 4
3.- GRAFICAR HIDROGRAMAS .................................................................................................................... 6
4.- RESULTADOS .......................................................................................................................................... 9
5.- VARIACIÓN DE LA PRECIPITACIÓN EFECTIVA (Pe) ............................................................................ 10
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................... 15
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3. Disclamer
El autor no se responsabiliza por la aplicación que se le dé a la presente herramienta
y/o por perjuicios directos o indirectos que se deriven del uso inadecuado de la
misma. El mismo que ha sido desarrollado con fines investigativos, y su confiabilidad
está aún en proceso de evaluación. El uso y aplicación del mismo queda bajo
absoluta responsabilidad del usuario.
Si durante la aplicación de la herramienta “Efecto de la precipitación efectiva en la
tormenta” surgen inconvenientes, por favor informe sobre el problema a:
fjcueva@gmail.com o fronate.v@gmail.com .
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4. MANUAL EFECTO DE LA PRECIPITACIÓN
EFECTIVA EN LA TORMENTA
1.- DATOS DE ENTRADA
Se procede a ingresar las características morfológicas y geométricas de la cuenca,
estos parámetros son: área de la cuenca, longitud del cauce principal, pendiente
media del cauce, duración efectiva y la precipitación efectiva o en exceso.
Como a manera de ejemplo se tomará los siguientes valores:
DATOS DE ENTRADA
ÁREA DE LA CUENCA (Ac) = 23 Km2.
LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL (L) = 11 Km.
PENDIENTE MEDIA DEL CAUCE (J) = 0.02 m/m.
DURACIÓN EFECTIVA (de) = 2.75 h.
PRECIPITACIÓN EFECTIVA (Pe) = 100 mm.
Estos valores se los puede cargar directamente en:
Luego de hacer click en este botón tenemos los datos de entrada:
Figura 1. Panel que contiene los datos de entrada
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5. 2.- CALCULAR tc
Para calcular el tiempo de concentración (tc) se hace click en:
Luego de hacer click en este botón, este se deshabilita y presentará:
Figura 2. Tiempo de concentración para diferentes fórmulas empíricas
Como se observa en la (Fig.2), se tiene los resultados del tiempo de concentración
(tc) aplicando cuatro fórmulas empíricas, estas ecuaciones son:
Fórmula de Kirpich
L0.77
tc = 0.000325
S 0.385
Donde:
tc → tiempo de concentración, ( h ).
L → longitud del cauce principal, (m).
S → Pendiente promedio del recorrido del cauce, (m/m).
Fórmula Californiana (del U.S.B.R)
0.77
 L 
tc = 0.066 1 / 2 
J 
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6. Donde:
tc → tiempo de concentración, ( h ).
L → longitud del cauce principal, (Km).
J → Pendiente promedio del cauce, (m/m).
Fórmula de Giandotti
4 A c + 1.5 L
tc =
25.3 J × L
Donde:
tc → tiempo de concentración, ( h ).
Ac → Superficie de la cuenca, (Km2)
L → longitud del cauce principal, (Km).
J → Pendiente promedio del cauce, (m/m).
Fórmula de Témez
0.77
 L 
tc = 0.3 1/4 
J 
Donde:
tc → tiempo de concentración, ( h ).
L → longitud del cauce principal, (Km).
J → Pendiente promedio del cauce, (m/m).
En la (Fig.2) se encuentran marcados con color azul los resultados del tiempo de
concentración (tc) de estas formulas empíricas. En el casillero que tiene como
nombre “TIEMPO DE CONCENTRACIÓN DEFINITIVO (tc)” (Fig.2), aparece por defecto el
valor del tiempo de concentración con la fórmula de Kirpich.
Si se requiere se podrá modificar el valor asignado “TIEMPO DE CONCENTRACIÓN
DEFINITIVO (tc)” con cualesquiera de las otras formulas empíricas mostradas (Fig.2) o
si también se determinó este tiempo de concentración por algún otro método
diferente a los mostrados en el panel.
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7. 3.- GRAFICAR HIDROGRAMAS
Para calcular y graficar los parámetros necesarios del “HIDROGRAMA TRIANGULAR” y el
“HIDROGRAMA DEL S.C.S” se hará click en el botón.
Luego de haber hecho click en este botón, este presenta los siguientes resultados:
Figura 3. Parámetros necesarios para graficar el hidrograma Triangular y el
hidrograma del S.C.S
Para determinar los parámetros necesarios para la construcción de los hidrogramas
se los determina mediante las siguientes ecuaciones:
Tiempo de retraso (tr)
tr = 0.6 tc
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8. Tiempo pico (tp)
de
tp = + tr
2
Tiempo base (tb)
8
tb = tp
3
Caudal pico (Qp)
0.208 * Ac * Pe
Qp =
tp
Donde:
Qp → Caudal pico, (m3/s).
Ac → Superficie de la cuenca, (Km2).
tp → Tiempo pico, (h).
Pe→ Precipitación (mm.)
→
Figura 4. Parámetros del Hidrograma Triangular.
Fuente: El autor
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9. Con los parámetros del hidrograma triangular y las coordenadas del hidrograma
unitario adimensional (Tabla 1 se llegara a obtener la gráfica del hidrograma del
bla 1),
S.C.S
Tabla 1. Coordenadas del Hidrograma unitario adimensional del SCS.
t/tp Q/Qq t/tp Q/Qq
0.0 0 1.4 0.75
0.1 0.015 1.5 0.65
0.2 0.075 1.6 0.57
0.3 0.16 1.8 0.43
0.4 0.28 2.0 0.32
0.5 0.43 2.2 0.24
0.6 0.6 2.4 0.18
0.7 0.77 2.6 0.13
0.8 0.89 2.8 0.098
0.9 0.97 3.0 0.075
1.0 1 3.5 0.036
1.1 0.98 4.0 0.018
1.2 0.92 4.5 0.009
1.3 0.84 5.0 0.004
Figura 5. Representación gráfica del hidrograma unitario adimensional del SCS.
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10. 4.- RESULTADOS
Los resultados del hidrograma del S.C.S se presentan en el siguiente panel:
Figura 6. Resultados del hidrograma del SCS.
Como se observa (Fig. 6) se tiene los resultados para la Precipitación efectiva (Pe =
100 mm.) con su respectivo caudal pico, los tiempos y caudales del hidrograma;
donde el tiempo (t) está dado en horas (h) y el caudal (Q) en (m3/s). Estos resultados
son:
RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN
EFECTO DE LA PRECIPITACIÓN EFECTIVA EN LA TORMENTA
HIDROGRAMA DEL S.C.S
Pe(mm)= 100
Qp(m³/s)= 190.628
t(h) Q(m³/s)
0 0
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11. 0.251 2.859
0.502 14.297
0.753 30.5
1.004 53.376
1.255 81.97
1.506 114.377
1.757 146.784
2.008 169.659
2.259 184.909
2.51 190.628
2.761 186.815
3.012 175.378
3.262 160.128
3.513 142.971
3.764 123.908
4.015 108.658
4.517 81.97
5.019 61.001
5.521 45.751
6.023 34.313
6.525 24.782
7.027 18.682
7.529 14.297
8.784 6.863
10.038 3.431
11.293 1.716
12.548 0.763
5.- VARIACIÓN DE LA PRECIPITACIÓN EFECTIVA (Pe)
Si se requiere comparar la simulación de los hidrogramas y el efecto que produce el
cambio de la Precipitación efectiva (Pe) en la tormenta. Se debe variar el valor de la
Precipitación efectiva (Pe) en los datos de entrada como en (Fig. 7):
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12. Figura 7. Datos de entrada considerando la variación de la Precipitación efectiva (Pe)
Para poder visualizar el cambio de la precipitación efectiva (Pe) se hace click en:
Se tendrá los resultados para el cambio de precipitación efectiva (Pe), con los
resultados de la precipitación efectiva anteriormente ejecutada.
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13. Figura 8. Resultados de la segunda variación de la Precipitación efectiva (Pe)
NOTA: La aplicación permite comparar o cambiar la precipitación efectiva (Pe) para
un máximo de cinco variaciones.
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14. Figura 9. Resultados de las 5 simulaciones variando la Precipitación efectiva (Pe)
Los resultados del panel de la (Fig. 9) son:
RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN
EFECTO DE LA PRECIPITACIÓN EFECTIVA EN LA TORMENTA
HIDROGRAMA DEL S.C.S
Pe(mm)= 100 75 50 25 150
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15. Qp(m³/s)= 190.628 142.971 95.314 47.657 285.942
t(h) Q(m³/s) Q(m³/s) Q(m³/s) Q(m³/s) Q(m³/s)
0 0 0 0 0 0
0.251 2.859 2.145 1.43 0.715 4.289
0.502 14.297 10.723 7.149 3.574 21.446
0.753 30.5 22.875 15.25 7.625 45.751
1.004 53.376 40.032 26.688 13.344 80.064
1.255 81.97 61.478 40.985 20.493 122.955
1.506 114.377 85.783 57.188 28.594 171.565
1.757 146.784 110.088 73.392 36.696 220.175
2.008 169.659 127.244 84.829 42.415 254.488
2.259 184.909 138.682 92.455 46.227 277.364
2.51 190.628 142.971 95.314 47.657 285.942
2.761 186.815 140.112 93.408 46.704 280.223
3.012 175.378 131.533 87.689 43.844 263.067
3.262 160.128 120.096 80.064 40.032 240.191
3.513 142.971 107.228 71.486 35.743 214.456
3.764 123.908 92.931 61.954 30.977 185.862
4.015 108.658 81.493 54.329 27.164 162.987
4.517 81.97 61.478 40.985 20.493 122.955
5.019 61.001 45.751 30.5 15.25 91.501
5.521 45.751 34.313 22.875 11.438 68.626
6.023 34.313 25.735 17.157 8.578 51.47
6.525 24.782 18.586 12.391 6.195 37.172
7.027 18.682 14.011 9.341 4.67 28.022
7.529 14.297 10.723 7.149 3.574 21.446
8.784 6.863 5.147 3.431 1.716 10.294
10.038 3.431 2.573 1.716 0.858 5.147
11.293 1.716 1.287 0.858 0.429 2.573
12.548 0.763 0.572 0.381 0.191 1.144
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16. BIBLIOGRAFÍA:
http://web.usal.es/~javisan/hidro/temas/T070.pdf
Hidrología en la Ingeniería, Germán Monsalve Sáenz (2006)
http://ocw.upm.es/ingenieria-agroforestal/hidrologia-de-superficies-y-
conservacion-de-suelos/ocw-marta-pdf/Tema12.pdf
http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/6083/8/CAPITULO 3.-
CAUDAL.pdf
Fundamentos de Hidrología de superficie, Aparicio(1992)
Hidrología aplicada, Ven Te Chow, 1994.
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