Resolucion de esjercicios escorrentia

1
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNO- INGENIERÍA CIVIL
“TRABAJO ENCARGADO SOBRE
ESCORRENTÍA”
HURTADO
CHAVEZ EDGAR VIDAL
HIDROLOGIA

pág. 2
RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS EESCORRENTIAHIDROLOGÍA
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
________________________________________________
TRABAJO ENCARGADO:
TITULO:
RESOLUCIÓN DE ESJERCICIOS CORRESPONDIENTES A ESCORRENTIA
DOCENTE:
Dr. EDGAR VIDAL HURTADO CHAVEZ
CURSO:
HIDROLOGIA
PRESENTADO POR: CÓDIGO:
• AROCUTIPA TICONA, FRANK WILLIAM 180246
• GALINDO CHAMBI, ELYO 180247
• PAREDES MAMANI, BRIZZET HILDA 191109
• YUPANQUI MENDOZA, YUDITH MIRIAN 141212
Puno, 06 de Enero de 2022

pág. 3
ÍNDICE
RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS DE ESCORRENTIA............................................................... 5
1.1 A) METODO VOLUMÉTRICO:.................................................................................... 5
1.1.1 EJERCICIOS 1........................................................................................................... 5
1.1.2 EJERCICIO 2............................................................................................................. 6
1.2 B) MÉTODO DEL FLOTADOR:................................................................................... 7
1.2.1 EJERCICIO 1............................................................................................................. 7
1.3 C) MÉTODO DEL FLOTADOR:................................................................................... 8
1.3.1 EJERCICIO 2............................................................................................................. 8
1.4 MÉTODOS INDIRECTOS (FÓRMULA RACIONAL, MACMATH) .......................... 9
1.4.1 EJERCICIO 1............................................................................................................. 9
1.4.1.1 METODO RACIONAL: ................................................................................................................. 10
1.4.1.2 MÉTODO MACMATH ................................................................................................................. 11
1.4.2 EJERCICIO 2........................................................................................................... 12
1.4.2.1 METODO RACIONAL: ................................................................................................................. 14
1.4.2.2 MÉTODO MACMATH ................................................................................................................. 15
1.5 REFERENCIAS............................................................................................................ 17
1.5.1 PROGRAMAS QUE SE UTILIZARON ................................................................. 17
1.5.1.1 HIDROESTA: .............................................................................................................................. 17
1.5.1.2 EXCEL:....................................................................................................................................... 17
1.5.1.3 HP PRIME .................................................................................................................................. 18
1.5.1.4 CALCULADORA DE INTERPOLACION SIMPLE: .............................................................................. 19

pág. 4
ÍNDICE DE IMÁGENES
Figura Nro. 1: Cálculo en Hidroesta por el Método Racional Ejercicio 1. ................................... 11
Figura Nro. 2: Cálculo en Hidroesta por el Método de Mac Math Ejercicio 1. ............................ 12
Figura Nro. 3: Cálculo en Hidroesta por el Método Racional Ejercicio 2. ................................... 15
Figura Nro. 4: Cálculo en Hidroesta por el Método MacMath Ejercicio 2................................... 16
ÍNDICE DE TABLAS
TABLA 1 cuadro de datos 8
Tabla 2: Coeficiente de Escorrentía Ejercicio 1. 10
Tabla 3: Coeficiente de Escorrentía Ejercicio 2. 13

pág. 5
RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS DE ESCORRENTIA
1.1 A) METODO VOLUMÉTRICO:
1.1.1 EJERCICIOS 1
En la comunidad de Chinchillapata, cuenca de Aguas calientes, se va a captar agua para consumo
humano del riachuelo Churu, para el efecto, lo comuneros con asesoría del técnico de la Dirección
Regional de Vivienda han “taponado” la sección del cauce del río con “champas”, para direccionar el
caudal del riachuelo hacia un tubo de 4”, el mismo que descarga las aguas en un recipiente de 5 galones
de capacidad. Se han tomado las siguientes lecturas del tiempo de llenado: T1= 1’38”, T2= 1’47”, T3=
2’05”, T4= 1’21”, T5= 2’02”. Determine el caudal del riachuelo Churu.
RESOLUCIÓN:
Datos:
V = 5 galones
Conversión a litros
1 gln = 3.785 lts
Entonces:
V = 5 (3.785)
V = 18.925 lts
Para el tiempo: descartamos el T4 = 1’21” porque es muy bajo, ahora sacamos el promedio tiempo entre
los 4 restantes:
Tpromedio =
98" + 107" + 125" + 122"
4
= 113”
Por lo tanto: Q =
18.925
113
= 0.1675 lts/seg

pág. 6
1.1.2 EJERCICIO 2
En su política de dotar de agua potable a las comunidades campesinas del sector Sur de Puno, la
Dirección Regional de Vivienda, ha concertado con la comunidad de Lacatuyo, Cuenca del mismo
nombre, el aforamiento del río Angascachi, que actualmente dota de agua sin ningún tratamiento a la
comunidad. Para el aforo, el técnico especialista ha llevado los siguientes equipos e instrumentos: Un
flotador con un peso de 12 gramos, un cronómetro de precisión, una cinta métrica de 30m, un flexómetro
de 5 m, un jalón de topografía de 2.5m, un envase (balde) de 5 galones de capacidad, un tubo de media
caña de PVC 4”, una libreta de campo y una calculadora personal. Si el río presenta características de ríos
de montaña, con pocos tramos rectos (tramos máximos de 12 a 15 m), con flujos más o menos críticos, y
una sección máxima transversal de 0.80m, usted como profesional de ingeniería, que método adoptaría?,
¿por flotador o por volumen?
SOLUCIÓN:
Datos:
L= 15min
T1=0.90min, T2=1.05min, T3=0.86min, T4=1.07min, T5=0.94min, T6=0.39min
Calculamos el tiempo promedio, descartando el T6 = 0.39min porque el valor es muy bajo.
Tpromedio =
0.90'+ 1.05' + 0.86' + 1.07' + 0.94'
5
= 0.964’
Convirtiendo el tiempo en segundos:
Tpromedio = 57.8 seg
Calculamos la velocidad:
V =
15
57.8
= 0.2595 m/s
Calculamos el área promedio:
A =
0.80+0.72
2
= 0.76 m2

pág. 7
Finalmente calculamos el caudal:
Q = A x V = 0.76 x 0.2595
Q = 0.197 m3/s
1.2 B) MÉTODO DEL FLOTADOR:
1.2.1 EJERCICIO 1
En su política de dotar de agua potable a las comunidades campesinas del sector Sur de Puno, la
Dirección Regional de Vivienda, ha concertado con la comunidad de Lacatuyo, Cuenca del mismo
nombre, el aforamiento del río Angascachi, que actualmente dota de agua sin ningún tratamiento a la
comunidad. Para el aforo, el técnico especialista ha llevado los siguientes equipos e instrumentos: Un
flotador con un peso de 12 gramos, un cronómetro de precisión, una cinta métrica de 30m, un flexómetro
de 5m, un jalón de topografía de 2.5m. Procediendo al aforo, el técnico ha medido la sección A1:
0.145m2
, la sección final A2: 0.210m2
. Los tiempos que ha obtenido para un tramo de 15m. son de T1=
7.8”, T2= 8.3”, T3= 9.1”, T4= 7.5” y T5=4.5”, Determine el caudal del río Angascachi.
SOLUCIÓN:
Datos:
L = 15 m
Calculamos el tiempo promedio, descartando el T5 = 4.5” porque el valor es muy bajo.
Tpromedio =
7.8 "+ 8.3" + 9.1" + 7.5"
4
= 8.175”
Calculamos la velocidad:
V =
15
8.175
= 1.835 m/s
Calculamos el área promedio:
A =
0.145+0.210
2
= 0.1775 m2

pág. 8
Q = A x V = 0.1775 x 1.835
Q = 0.3256 m3/s
1.3 C) MÉTODO DEL FLOTADOR:
1.3.1 EJERCICIO 2
En la comunidad de Andamarca, en el distrito de Chupa-Azángaro, se ha aforado el río Calamari,
aplicando un vertedor rectangular de 1.2m de solera y una altura de desborde de 13 cm. Si la altura del
vertedero rectangular es de 0.45m, cuál será el caudal del río Calamarí.
SOLUCION:
𝑄 = 𝐶 ∗ 𝐿 ∗ ℎ
3
2 𝐶 =
𝐻𝑑
ℎ
TABLA 1 cuadro de datos
𝐶 =
𝐻𝑑
ℎ
=
0.45
0.13
= 3.461
Interpolaremos para h = 0.13 m
Primero: para Hd/h = 2.0
h = 0.10 1.933
h = 0.13 X X = 1.9288
h = 0.20 1.919
Segundo: para Hd/h = 10.0
h = 0.10 1.839

pág. 9
h = 0.13 X X = 1.8345
h = 0.20 1.824
Tercero: calculamos el valor de C:
h = 0.10 1.9288
h = 0.13 C C = 1.901
h = 0.20 1.8345
Q = 1.901 x 1.2 x 0.13
3
2
Q = 0.107 m3/s
1.4 MÉTODOS INDIRECTOS (FÓRMULA RACIONAL, MACMATH)
1.4.1 EJERCICIO 1
En la comunidad de Chinchillapata (punto de control), se desea conocer el caudal generado
por la cuenca Riabamba, que cuenta con un área de 3.89 Km2
, una longitud del río principal
de 728m, una pendiente promedio de la cuenca de 3.8% y se ha registrado en la cuenca una
intensidad a las 24 horas de 7.9mm/h. Los coeficientes de escorrentía para un suelo
arenoarcilloso es de 0.42 que cubre un 26% del área total y para la zona baja, suelo franco
arenoso de 0.52.
DATOS DEL PROBLEMA:
✓ Cuenca: Riabamba
✓ Área: 3.89 Km²=389 Has
✓ Longitud del Rio Principal: 728 m
✓ Pendiente Promedio: 3.8%
✓ Intensidad en 24 hrs: 7.9 mm/h
✓ Coeficientes de escorrentía:
ZONA DESCRIPCIÓN ÁREAS
PARCIALES
COEFICIENTE DE
ESCORRENTÍA (C)
Zona Suelo Areno 26% 0.42

pág. 10
Alta Arcilloso
Zona
Baja
Suelo Franco
Arenoso
74% 0.52
SOLUCIÓN:
Primeramente, calcularemos el Valor ponderado del Coeficiente de Escorrentía:
Tabla 2: Coeficiente de Escorrentía Ejercicio 1.
ZONA DESCRIPCIÓN
ÁREAS
PARCIALES
COEFICIENTE DE
ESCORRENTÍA (C)
Zona Alta Suelo Areno Arcilloso 26% 0.42
Zona Baja Suelo Franco Arenoso 74% 0.52
COEFICIENTE DE ESCORRENTIA PONDERADO 0.49400
𝐶𝑝 = 0.42 ∗ 0.26 + 0.52 ∗ 0.74 = 0.494
𝐶𝑝 = 0.494
Seguidamente con los datos ya obtenidos calcularemos el Caudal Q con ambos métodos:
1.4.1.1 METODO RACIONAL:
Empleamos la siguiente formula:
𝑄 =
𝐶𝐼𝐴
360
▪ Q= Caudal Máximo en m3/s
▪ C= Coeficiente de Escorrentía que depende de la cobertura vegetal, pendiente y
el tipo de suelo sin dimensiones
▪ I= Intensidad Máxima de la lluvia, para la duración igual al tiempo de concentración
y para el Periodo de Retorno dado, en mm/hr
▪ A= Área de la Cuenca en has
▪ Reemplazamos:

pág. 11
0.49400 7.9 389 = (F1) 4.217
360 = (F2) 4.220
𝑄 =
0.494 ∗ 7.9 ∗ 389
360
= 4.220
𝑄 = 4.220
𝑚3
𝑠
𝐶𝑜𝑚𝑝𝑎𝑟𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑛 𝐻𝑖𝑑𝑟𝑜𝑒𝑠𝑡𝑎:
Figura Nro. 1: Cálculo en Hidroesta por el Método Racional Ejercicio 1.
1.4.1.2 MÉTODO MACMATH
𝑄 = 0.0091𝐶𝐼𝐴1/5
∗ 𝑆4/5
▪ C= Coeficiente de Escorrentía que depende de la cobertura vegetal, pendiente y el tipo
de suelo sin dimensiones
▪ I= Intensidad Máxima de la lluvia, para la duración igual al tiempo de concentración y

pág. 12
para el Periodo de Retorno dado, en mm/hr
▪ S= Pendiente
Reemplazamos:
Q= 0.0091 0.494 7.9 118.0211062 1.306040725 5.47408873 m³/s
𝑄 = 5.4741
𝑚3
𝑠
Figura Nro. 2: Cálculo en Hidroesta por el Método de Mac Math Ejercicio 1.
1.4.2 EJERCICIO 2
El área de la Cuenca Angascachi, es de 7.48 Km2
, una longitud máxima del río principal de
1.38 Km, con una pendiente promedio de 7.32%, presentando cuatro tipos de suelos por
altitud, siendo la zona alta de suelos eriazos areno limosos y escasos bosques, en la zona
intermedia alta, presenta suelos areno-arcillosos, en la zona intermedia baja suelos

pág. 13
orgánicos franco arcillosos y en la zona baja suelos franco arcilloso-limosos. Las áreas
parciales son de 15%, 28%, 34% y 23%, respectivamente, y sus coeficientes de escorrentía
de 0.52, 0.45, 0.36, 0.38 respectivamente. La intensidad de precipitación a las 24h es de
9.48 mm/h.
DATOS DEL PROBLEMA:
✓ Cuenca: Agascachi
✓ Área: 7.48 Km²
✓ Longitud del Rio Principal: 1.38 km =1380 m
✓ Pendiente Promedio: 7.32%
✓ Intensidad en 24 hrs: 9.48 mm/h
✓ Coeficientes de escorrentía:
ZONA DESCRIPCIÓN ÁREAS
PARCIALES
COEFICIENTE DE
ESCORRENTÍA (C)
Zona Alta Suelos Eriazos
Areno Limosos Y
Escasos Bosques
15% 0.52
Zona Intermedia
Alta
Suelos Areno-
Arcillosos
28% 0.45
Zona Intermedia
Baja
Suelos Orgánicos
Franco Arcillosos
34% 0.36
Zona Baja Suelos Franco
Arcilloso-Limosos
23% 0.38
SOLUCIÓN:
Primeramente, calcularemos el Valor ponderado del Coeficiente de Escorrentía:
Tabla 3: Coeficiente de Escorrentía Ejercicio 2.
ZONA DESCRIPCIÓN ÁREAS COEFICIENTE DE

pág. 14
PARCIALES ESCORRENTÍA (C)
Zona Alta
Suelos Eriazos Areno
Limosos Y Escasos
Bosques
15% 0.52
Zona
Intermedia
Alta
Suelos Areno-
Arcillosos
28% 0.45
Zona
Intermedia
Baja
Suelos Orgánicos
Franco Arcillosos
34% 0.36
Zona Baja
Suelos Franco
Arcilloso-Limosos
23% 0.38
COEFICIENTE DE ESCORRENTIA
PONDERADO 0.41380
𝐶𝑝 = 0.52 ∗ 0.15 + 0.45 ∗ 0.28 + 0.36 ∗ 0.34 + 0.38 ∗ 0.23 = 0.4138
𝐶𝑝 = 0.4138
Seguidamente con los datos ya obtenidos calcularemos el Caudal Q con ambos métodos:
1.4.2.1 METODO RACIONAL:
𝑄 =
𝐶𝐼𝐴
360
▪ I= Intensidad Máxima de la lluvia, para la duración igual al tiempo de concentración y para
el Periodo de Retorno dado, en mm/hr
▪ Reemplazamos:
0.41380 9.48 748 = (F1) 8.151

pág. 15
360 = (F2) 8.157
𝑄 =
0.4138 ∗ 9.48 ∗ 748
360
= 4.220
𝑄 = 8.151
𝑚3
𝑠
Figura Nro. 3: Cálculo en Hidroesta por el Método Racional Ejercicio 2.
1.4.2.2 MÉTODO MACMATH
𝑄 = 0.0091𝐶𝐼𝐴1/5
∗ 𝑆4/5
▪ I= Intensidad Máxima de la lluvia, para la duración igual al tiempo de concentración y

pág. 16
para el Periodo de Retorno dado, en mm/hr
▪ S= Pendiente
Reemplazamos:
Q= 0.0091 0.4138 9.48 199.1229 1.4890 10.5843 m³/s
𝑄 = 10.5843
𝑚3
𝑠
Figura Nro. 4: Cálculo en Hidroesta por el Método MacMath Ejercicio 2.

pág. 17
1.5 REFERENCIAS
1.5.1 PROGRAMAS QUE SE UTILIZARON
1.5.1.1 HIDROESTA:
Software para cálculos hidrológicos y estadísticos aplicados a la hidrología
Autor: Máximo Villón Béjar.
Es una herramienta que facilita y simplifica los cálculos laboriosos, y el proceso del análisis de la
abundante información que se deben realizar en los estudios hidrológicos.
1.5.1.2 EXCEL:
es una hoja de cálculo desarrollada por Microsoft para Windows, macOS, Android e iOS.
Cuenta con cálculo, gráficas, tablas calculares y un lenguaje de programación macro
llamado Visual Basic para aplicaciones. Ha sido una hoja de cálculo muy aplicada para estas plataformas,
especialmente desde la versión 5 en 1993, y ha reemplazado a Lotus 1-2-3 como el estándar de la
industria para las hojas de cálculo. Excel forma parte de la suite de software Microsoft Office.

pág. 18
1.5.1.3 HP PRIME
HP Prime es la primera calculadora gráfica con pantalla táctil a todo color en la industria de las
calculadoras, hasta los alumnos más exigentes y actualizados, en cuanto a los gadgets nos referimos,
podrán disfrutar de los beneficios que representa esta innovadora calculadora.

pág. 19
1.5.1.4 CALCULADORA DE INTERPOLACION SIMPLE:
Una página web que nos facilita la interpolación y así acelerar el proceso de cálculo.

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