Se efectúa una revisión de los principales métodos disponibles para la estimación de caudales máximos en cuencas sin información.

2. ESTIMACIÓN DE CAUDALES MÁXIMOS EN CUENCAS SIN INFORMACIÓN Manuel E. García-Naranjo B. Septiembre 2011

5. INTRODUCCION En el segundo caso, al no contarse con estaciones de aforo que proporcionen registros de descargas máximas, se tendrá que acudir a métodos alternativos, basados la mayoría de ellos en datos de precipitación máxima en 24 horas y en las características físicas de la cuenca, para así inferir los caudales máximos asociados a un cierto periodo de retorno que podrían presentarse en la zona de interés de un proyecto en estudio.

7. FÓRMULA RACIONAL El caudal se expresa como: donde: Q: caudal de diseño, correspondiente al periodo de retorno seleccionado, en m 3 /s C: coeficiente de escorrentía i: intensidad de la lluvia de diseño, en mm/h A: área de la cuenca, en Ha

9. FÓRMULA RACIONAL Según Aparicio (1999)

10. FÓRMULA RACIONAL Según Benitez et al. (1980)

11. FÓRMULA RACIONAL Según Velasco-Molina (1991)

12. FÓRMULA RACIONAL Según Chow et al. (1988)

13. FÓRMULA RACIONAL La Intensidad de Lluvia, i: El valor de la intensidad de lluvia de diseño se obtiene de las curvas intensidad-duración-frecuencia para una duración igual al tiempo de concentración de la cuenca y para una frecuencia correspondiente al periodo de retorno seleccionado (*). La intensidad de lluvia también puede ser determinada a partir del método sugerido por el U.S. Soil Conservation Service, considerando alguno de los perfiles de lluvia estándar. (*) ver ponencia Curvas Intensidad-Duración-Frecuencia, Manuel García-Naranjo, XVII Congreso Nacional de Ingeniería Civil, Lambayeque, 2009

14. FÓRMULA RACIONAL Perfiles de lluvia del SCS

15. FÓRMULA RACIONAL Normalmente la fórmula racional tiene aplicación para cuencas pequeñas, de hasta 10 ó 20 km 2 según señalan algunos autores. Ello hace de este método un procedimiento ideal para la determinación del caudal Qmax en el diseño de sistemas de drenaje pluvial o en el proyecto de las obras de drenaje de carreteras. Cuando se aplica la fórmula racional a cuencas de mayor tamaño, usualmente se obtiene valores del caudal bastante elevados.

16. MÉTODO DE CREAGER Este método, originalmente desarrollado por Creager, fue adaptado para el territorio peruano por Wolfang Trau y Raúl Gutiérrez Yrigoyen. La aplicación de este método permite la estimación de los caudales máximos diarios en cuencas sin información, para diferentes periodos de retorno, tomando el área de la cuenca como el parámetro de mayor incidencia en la ocurrencia de caudales máximos.

18. MÉTODO DE CREAGER Según los autores, el territorio peruano queda subdividido en siete regiones hidráulicas diferenciables, tal como se muestra en el mapa:

19. MÉTODO DE CREAGER Para cada una de las zonas identificadas, se establece el conjunto de coeficientes y exponentes indicados en el cuadro siguiente: Cabe señalar que, en general, a pesar de su simplicidad, este método es bastante preciso

20. MÉTODO DEL H.U. TRIANGULAR Este método fue originalmente desarrollado por Mockus y posteriormente adoptado por el Soil Conservation Service (S.C.S.). Proporciona los parámetros fundamentales del hidrograma, como son: caudal pico (Q p ); tiempo base (t b ) y tiempo en el que se produce el pico (t p ).

27. MÉTODO DEL ESTUDIO DE LA HIDROLOGIA DEL PERÚ De acuerdo con este planteamiento, descrito en la Parte II – Escorrentía, del Volumen III del Estudio de la Hidrología del Perú, documento elaborado en la década del 80 por el IILA-Senamhi-UNI, se define: S – superficie de la cuenca Q – valor máximo anual de los caudales máximos de avenidas u – rendimiento máximo de la cuenca en avenidas. En particular, u(10) y u(20) representan el rendimiento de la cuenca para avenidas con periodos de retorno de 10 y 20 años respectivamente.

28. MÉTODO DEL ESTUDIO DE LA HIDROLOGIA DEL PERÚ El método efectúa un agrupamiento de cuencas hidrológicamente similares. Para las estaciones asociadas a cada grupo, los valores de u(10) y u(20) han sido determinados como parte del Estudio. Se establece entonces las siguientes regresiones: log(S) vs log(u(10)) log(S) vs log(u(20)) con lo que, para una cuenca cualquiera de área S, se puede determinar los correspondientes valores de u(10) y u(20).

29. MÉTODO DEL ESTUDIO DE LA HIDROLOGIA DEL PERÚ El conocimiento de u(10) y u(20) permite calcular los valores de Qmax(10) y Qmax(20). Al plotearse en papel probabilístico Gumbel o al aplicar las relaciones vinculadas a la distribución Gumbel, es posible determinar entonces el valor de Qmax correspondiente a la cuenca en estudio, para cualquier periodo de retorno.

30. MÉTODO DEL ESTUDIO DE LA HIDROLOGIA DEL PERÚ

31. MÉTODO DEL SISTEMA DIPEO El método al que se hace referencia es el desarrollado por el Instituto ORSTOM (Francia), el cual fue seleccionado por el Convenio GTZ-EletroPerú en la elaboración del Sistema DIPEO para la Electrificación Rural del Perú, 1990 (ver Libro P, Vol 3, Tomo I). De acuerdo con este método, el caudal de avenidas extraordinarias en cuencas hidrográficas de 1 km 2 a 200 km 2 puede determinarse mediante la siguiente ecuación: