1. DISEÑO DE OBRAS
HIDRAULICAS
1 UNIDAD 2: HIDROLOGIA-EJEMPLOS

2. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
HIDROLOGIA-CAUDAL
La medición práctica del caudal líquido para así
poder diseñar las diversas Obras Hidráulicas, tiene
Hidráulicas
una importancia muy grande, ya que de estas
mediciones depende muchas veces el buen
funcionamiento del sistema hidráulico como un
todo, y en muchos casos es fundamental para
garantizar la seguridad de la estructura. Existen
diversos procedimientos para la determinación del
caudal instantáneo, entre las que se presentan el
basado en la geometría de la sección y la velocidad
media del flujo, en la velocidad media de un flujo y
aquellos basado en la dilución de trazadores. 2
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.

3. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
HIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO
Obtencion de Precipitaciones y Periodo de
Retorno: La estimación de la lluvia con un
determinado periodo de retorno se realiza a partir de
los valores de lluvia diarias, entre otras cosas porque
el número de estaciones que realizan medidas diarias
tienen mayor densidad. La designación de los periodos
de retorno a las lluvias se hace mediante cálculos
estadísticos, y el modelo que utilicemos y la forma de
estimar sus parámetros serán determinantes a la hora
de obtener los resultados.
3
ING. WILLIAM LOPEZ

4. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
HIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO
Obtención de Precipitaciones y Periodo
de Retorno: Los cálculos se pueden
realizar con los datos de precipitaciones,
caudales máximos anuales instantáneos
obtenidos de una estación meteorológica, a
los cuales ha sido necesario aplicar una
serie de métodos estadísticos para el cálculo
de los caudales de avenida. En nuestro caso
hemos aplicado el método de Gumbel y la
estimación bien sea estadística o de
correlación.
4
ING. WILLIAM LOPEZ

5. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
HIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO
EJEMPLO Nº 1:
Estime la lluvia para el año 1980 en la
estación X a partir de la data obtenida
de tres estaciones cercanas aplicando el
método de los valores normales.
5

6. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
HIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO
6

7. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
HIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO
SOLUCION:
Aplicamos la formula pertinente para el
caso de valores normales:
Px = 1/n (Xm Valor Buscado/Xm Valor
registrado)* Valor registrado; por lo que
tenemos entonces que
P1980 = 1/3[(955,6/1212,8)*1453,9 +
(955,6/1043,6)*1098,2 +
(955,6/1002,8)*1165,1] = 1087,2 mm 7

8. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
HIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO
CONTINUACION DEL EJEMPLO
Nº 1:
Si ahora en otra estación Y ubicada en la
zona donde se encuentran las anteriores
tiene una lluvia media de 1210 mm en el
periodo de 9 años comprendido entre
1978 y 1986. Se desea compensar esa
media a la media de 14 años utilizando
igualmente el método de los valores
8
normales.

9. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
HIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO
SOLUCION:
Aplicamos la formula pertinente para el
caso de valores normales:
Px = 1/n (Xm Valor Buscado/Xm Valor
registrado)* Valor registrado; por lo que
tenemos entonces que
P14 años = 1/3[(1210/1213,8)*1212,8 +
(1210/966,7)*1043,6 +
(1210/923,7)*1002,8] = 1276,2 mm 9

10. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
HIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO
VENTAJAS:
 Se utiliza en caso de no disponer de
estaciones adyacentes
 En vez de promediar las precipitaciones de
las estaciones indices con la proporcion
normal anual de la estacion en estudio sobre la
correspondiente a cada estacion, se procede
solo con los datos de la estacion en estudio.
 En lugar de tomar los datos de estaciones
adyacentes que no existen, se toman los datos
de los meses restantes dentro del mismo año. 10

11. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
HIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO
METODO DE CORRELACION LINEAL
(MINIMOS CUADRADOS):
 Permite el calculo de los datos faltantes
estableciendo una relación entre una estación
y otra y una estación y un grupo de ellas o su
promedio.
 Para el trazado de la línea de tendencia o
ajustada se requiere un periodo común de
registro para ambas variables.
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12. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
HIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO
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13. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
HIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO
Metodo de Gumbel: La distribución Gumbel se
utiliza para el cálculo de valores extremos de
variables meteorológicas (entre ellas precipitaciones
y caudales máximos) y es uno de los métodos más
empleados para el estudio de las precipitaciones
máximas en 24 horas. El "valor máximo" que se
quiere determinar para un determinado período de
retorno se determina por medio de la expresión: Xt
= ms + Kt*S.
Donde:
• Xt = Valor máximo (caudal o precipitación) para un
periodo de retorno.
• ms = Media de la muestra.
• Kt = Factor de frecuencia. 13
• S = Desviación típica ING. WILLIAM LOPEZ
de la muestra.

14. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
HIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO
Metodo de Gumbel: El valor de la
variable Kt se estima a partir del conocimiento
del período de retorno en años y del número de
años disponibles en la serie. K = (Yt –my)/Sy.
• Yt : variable de Gumbel para el período de
retorno T, se determina a partir del valor del
período de retorno. Yt = -ln ln ( ).
Ver Ejemplo Modelo
14
ING. WILLIAM LOPEZ

15. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
HIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO
Crecida del Rio Crecida del Rio
Año Año
Arauca (metros) Arauca (metros)
1934 1,55 1959 3,18
1935 1,95 1960 2,14
1936 1,95 1961 2,05
1937 1,58 1962 2,2
1938 2,07 1963 2,63
1939 2,07 1964 1,54
1940 3,02 1965 2,05
1941 2 1966 2,7
1942 2 1967 2
1943 1,78 1968 1,98
1944 1,99 1969 1,9
1945 1,84 1971 2,07
1946 2,05 1972 2,41
1947 2 1973 2,48
1948 2 1974 2,11
1949 1,71 1975 2,22
1950 2,02 1976 2
1951 2,17 1977 2,14
1952 1,93 1978 2,11
1953 1,82 1979 2,11
1954 2,02 1979 1,95
1955 1,85 1980 2,11
1956 1,85 1981 2,14
1957 2,07 1982 2,18 15
1958 2,57 1983 3,45
ING. WILLIAM LOPEZ

16. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
HIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO
Periodo de Variable Reducida
Crecida del Rio
N° Año Retorno (i/n+1)=
Arauca (metros) xi
(pi) a=(1/1-pi) yi=-ln(lna) ln xi
1 3,45 1983 0,020 1,020 3,922 1,238
2 2,18 1982 0,039 1,041 3,219 0,779
3 2,14 1981 0,059 1,063 2,803 0,761
4 2,11 1980 0,078 1,085 2,505 0,747
5 2,11 1979 0,098 1,109 2,271 0,747
6 1,95 1979 0,118 1,133 2,078 0,668
7 2,11 1978 0,137 1,159 1,913 0,747
8 2,14 1977 0,157 1,186 1,768 0,761
9 2 1976 0,176 1,214 1,639 0,693
10 2,22 1975 0,196 1,244 1,522 0,798
11 2,11 1974 0,216 1,275 1,415 0,747
12 2,48 1973 0,235 1,308 1,316 0,908
13 2,41 1972 0,255 1,342 1,223 0,880
14 2,07 1971 0,275 1,378 1,137 0,728
15 1,9 1969 0,294 1,417 1,055 0,642
16 1,98 1968 0,314 1,457 0,977 0,683
17 2 1967 0,333 1,500 0,903 0,693
18 2,7 1966 0,353 1,545 0,832 0,993
19 2,05 1965 0,373 1,594 0,763 0,718
20 1,54 1964 0,392 1,645 0,697 0,432
21 2,63 1963 0,412 1,700 0,634 0,967
22 2,2 1962 0,431 1,759 0,572 0,788
23 2,05 1961 0,451 1,821 0,511 0,718
24 2,14 1960 0,471 1,889 0,453 0,761 16
25 3,18 1959 0,490 1,962 0,395 1,157
ING. WILLIAM LOPEZ

17. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
HIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO
Periodo de Variable Reducida
Crecida del Rio
N° Año Retorno (i/n+1)=
Arauca (metros) xi
(pi) a=(1/1-pi) yi=-ln(lna) ln xi
26 2,57 1958 0,510 2,040 0,338 0,944
27 2,07 1957 0,529 2,125 0,283 0,728
28 1,85 1956 0,549 2,217 0,228 0,615
29 1,85 1955 0,569 2,318 0,173 0,615
30 2,02 1954 0,588 2,429 0,120 0,703
31 1,82 1953 0,608 2,550 0,066 0,599
32 1,93 1952 0,627 2,684 0,013 0,658
33 2,17 1951 0,647 2,833 -0,041 0,775
34 2,02 1950 0,667 3,000 -0,094 0,703
35 1,71 1949 0,686 3,188 -0,148 0,536
36 2 1948 0,706 3,400 -0,202 0,693
37 2 1947 0,725 3,643 -0,257 0,693
38 2,05 1946 0,745 3,923 -0,313 0,718
39 1,84 1945 0,765 4,250 -0,369 0,610
40 1,99 1944 0,784 4,636 -0,428 0,688
41 1,78 1943 0,804 5,100 -0,488 0,577
42 2 1942 0,824 5,667 -0,551 0,693
43 2 1941 0,843 6,375 -0,616 0,693
44 3,02 1940 0,863 7,286 -0,686 1,105
45 2,07 1939 0,882 8,500 -0,761 0,728
46 2,07 1938 0,902 10,200 -0,843 0,728
47 1,58 1937 0,922 12,750 -0,934 0,457
48 1,95 1936 0,941 17,000 -1,041 0,668
49 1,95 1935 0,961 25,500 -1,175 0,668 17
50 1,55 1934 0,980 51,000 -1,369 0,438
ING. WILLIAM LOPEZ

18. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
BIBLIOGRAFIA
 Roca, Vila (1978) INTRODUCCION A LA
MECANICA DE LOS FLUIDOS. Editorial
Limusa. México.
 Bolinaga, Juan. (1999). PROYECTOS DE
INGENIERIA HIDRAULICA. Tomo I.
Fundación Polar. Caracas. Venezuela.
 http://es.wikipedia.org/wiki/Canal_(hidr%C3%A
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ING. WILLIAM J. LOPEZ A.

19. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
BIBLIOGRAFIA
 http://es.wikipedia.org/wiki
 www.geovirtual.cl/Geoestructural
 http://edafologia.fcien.edu.uy/archivos/EROSION.pdf
 http://www.aplicaciones.info/naturales/natura05.htm
 GUEVARA PÉREZ, Edilberto / CARTAYA DI LENA,
Humberto. (1991). “Hidrología para Ingenieros”. Editorial
McGraw Hill. Segunda Edición. México
 MONSALVE SAENZ, GERMÁN. (1999). “Hidrología en la
Ingeniería”. Alfaomega Grupo Editor, S.A. Segunda
Edición. Bogota, Colombia.
 http://www.bing.com/search?q=Limnigrafo&src=IE-SearchBox&F
 http://www.slideshare.net/hidrologia/3-la-precipitacin
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ING. WILLIAM LOPEZ