Determinación de las constantes K y X para El Tránsito de...

Determinación de las constantes K y X para El Tránsito de Crecientes en la Estación El

Trébol en El Río Tucurinca de La Sierra Nevada de Santa Marta Departamento de

Magdalena, por El Método de Muskingum

Yolima Chocontá García

Amparo Martínez Rodríguez

Proyecto de Grado presentado para Obtener el Título de

Ingeniera Civil

Universidad Distrital Francisco José De Caldas

Facultad Tecnológica

Proyecto Curricular Ingeniería Civil

Bogotá, Colombia

2016

Determinación de las constantes K y X para El Tránsito de Crecientes en la Estación El

Trébol en El Río Tucurinca de La Sierra Nevada de Santa Marta Departamento de

Magdalena, por El Método de Muskingum

Yolima Chocontá García

20022279005


20012179007

Tutor Académico Fernando González Casas

Universidad Distrital Francisco José De Caldas

Facultad Tecnológica

Proyecto Curricular Ingeniería Civil

Bogotá, Colombia

2016

Nota de Aceptación

Tutor Académico

Jurado

Bogotá D.C., 24 de Junio de 2016

Dedicatoria

A mis padres Rafael y Magdalena por el apoyo, el amor, la

insistencia y los buenos deseos que siempre han tenido hacia mi.

Por su crianza y formación, porque nunca dejaron de esperar que

por fin fuera profesional, mil gracias madre, mil gracias padre por

ese amor incondicional que nunca me negaron.

A mi esposo Leonardo que siempre espero con paciencia que este

día llegará, que me estuvo empujando para no desistir, que insistió

para continuar, a él que siempre esperaba para que al llegar le

contará de mis avances y que con su amor me ayudo a culminar

este sueño.

A mi familia que siempre me apoyo y espero mil cosas de mi; a

mis sobrinos que se den cuenta que los sueños no se deben

abandonar y que debemos pensar en nuestro futuro siempre.

Yolima Chocontá Garcia

A mis hijos Matías y Dylan por ser el motor que impulsa mi vida,

a mi esposo Elkin porque sin su apoyo e insistencia para no

desistir no hubiese culminado esta etapa, los amo con el alma son

mi fuerza y son mi vida.

A mi viejita Aura María y mi tío Omar que me formaron como la

persona que soy, que me dieron las bases y principios para ser lo

que soy actualmente, que desde siempre me inculcaron la

importancia de no abandonar los proyectos que iniciamos.

A ellos que sin decir una palabra, sin exigir resultados, esperaron

siempre lo mejor de mi.


Agradecimientos

Le agradecemos a Dios por ser fuente, sustento

y quien nos ha dado la capacidad, valentía y la

fortaleza para que este sueño se hiciera realidad.

Fue de gran importancia la guía del Ingeniero

Fernando González Casas para el desarrollo de

este trabajo, por eso queremos agradecerle por

el tiempo, paciencia, colaboración y

conocimiento brindado.

De igual forma al IDEAM, por la información

de calidad y la eficiencia para suministrar los

datos que se necesitaron para el desarrollo de

este Proyecto.

Resumen

Se realizó la evaluación para determinar si el Método de Muskingum para el Tránsito de

Avenidas, es aplicable a Cuencas de la Región de la Sierra Nevada de Santa Marta,

específicamente la del rio Tucurinca. Para ello se utilizó la información hidrológica suministrada

por el IDEAM, específicamente de La estación EL TREBOL, de tipo Limnigrafica ubicada en la

Cuenca del Tucurinca, Municipio Ciénaga, la cual se encuentra ubicada con coordenadas: latitud:

1038N, longitud: 7408W, elevación: 60m.s.n.m.. Fecha de instalación de la estación Marzo de

1958 y que actualmente se encuentra en funcionamiento. Con estos datos se realizó la

determinación de los parámetros (K y X) y los coeficientes (C1, C2 y C3) del método de

Muskingum.

PALABRAS CLAVE: Hidrograma, Caudal, Transito de Avenida, Volumen, Creciente.

Abstract

The evaluation was conducted to determine whether Muskingum Method for Routing is

applicable to basins in the region of the Sierra Nevada of Santa Marta, specifically Tucurinca

river. For this hydrological information provided was used by the IDEAM , specifically the THE

CLOVER season, Limnigrafica type located in the basin of Tucurinca, Municipality Cienaga,

which is located with coordinates: Latitude: 1038N, length: 7408W, elevation: 60m.s.n.m..

Installation Date March 1958 season and is currently operational. With these data the

determination of parameters (K and X) and the coefficients (C1, C2 and C3) of Muskingum

performed .

KEYWORDS : Hydrograph , flow, Transit Avenue, volume, Crescent.

Tabla de Contenidos

INTRODUCCION ....................................................................................................................... viii 1. Marco Referencial ................................................................................................................... 3

1.1. Departamento de Magdalena y el Municipio de Ciénaga ..................................... 3 1.1.1. Generalidades del Municipio de Ciénaga. .............................................................. 3

1.1.2. Principales Ecosistemas Estratégicos del Municipio de Ciénaga. .......................... 5 1.1.3. Relieve. ................................................................................................................... 6 1.1.4. Clima. ...................................................................................................................... 6 1.1.5. Pluviosidad. ............................................................................................................. 7 1.1.6. Temperatura. ........................................................................................................... 8

1.1.7. Vientos y Brillo Solar. ............................................................................................ 8

1.1.8. Hidrografía del Departamento de Magdalena. ........................................................ 9

1.1.9. Ciénagas del Departamento de Magdalena. .......................................................... 10 1.1.10. Geomorfología. ..................................................................................................... 15

2. Marco Teórico ....................................................................................................................... 17 2.1. Tránsito de Hidrogramas. ...................................................................................... 17

2.2. Tránsito en Cauces – Método de Muskingum. ..................................................... 19 2.3. Cálculo de K y X, conocidos los Caudales de Entrada y Salida. ........................ 22 2.4. Hidrograma. ............................................................................................................ 23

2.4.1. Aspectos Generales. .............................................................................................. 23 2.4.2. Análisis de un Hidrograma ................................................................................... 27

2.5. Método de Muskingum- Cunge. ............................................................................ 29 3. Metodología .......................................................................................................................... 30

3.1. Recolección de la Información. .............................................................................. 30 3.2. Análisis de la Información y Cálculos. .................................................................. 36

3.3. Modelación y elaboración de gráficos. .................................................................. 36 3.3.1. Curva de Calibración. ........................................................................................... 36 3.3.2. Caudal Medio Diario............................................................................................. 39

4. Resultados ............................................................................................................................. 40 4.1.1. Hidrograma de Entrada y Salida ........................................................................... 40 4.1.3. Determinación del Volumen de Escorrentía Directa, Método Línea Recta .......... 52

4.1.4. Características Cuenca Río Tucurinca .................................................................. 57 4.1.5. Determinación de las Constantes K y X por el Método de Muskingum – Cunge 63

Conclusiones ............................................................................................................................. 64

Glosario ......................................................................................................................................... 65

Lista de Referencias ...................................................................................................................... 66

Lista de tablas

Tabla 1 Clasificación Pisos Térmicos Del Municipio De Ciénaga................................................ 8 Tabla 2 Ríos, ciénagas, quebradas, caños y arroyos del Magdalena ........................................... 12 Tabla 3 Caudales Máximos Mensuales......................................................................................... 32 Tabla 4 Niveles Máximos Mensuales ........................................................................................... 33 Tabla 5 Caudales Medios Diarios ................................................................................................. 34

Tabla 6 Niveles Medios Diarios ................................................................................................... 35 Tabla 7 Tabla de Calibración Vigente .......................................................................................... 36 Tabla 8 Tabla de Calibración ........................................................................................................ 37 Tabla 9 Valores Medios Diarios de Caudales ............................................................................... 39 Tabla 10 Determinación del Hidrograma de Salida Año 1990 ..................................................... 40

Tabla 11 Determinación del Hidrograma de Salida Año1990 - Periodo del 260 al 365 .............. 42

Tabla 12 Determinación del Hidrograma de Salida Año1990 – (Periodo del 292 al 322) ........... 46

Tabla 13 Calibración de la constante X ........................................................................................ 48 Tabla 14 Para graficar pico Hidrograma Entrada ........................................................................ 52

Tabla 15 Para graficar pico Hidrograma Salida ........................................................................... 52 Tabla 16 Valores Medios Diarios de Niveles año 1990 .............................................................. 58

Tabla 17 Cartera Nivelación Sección Transversal ........................................................................ 59 Tabla 18 Características Sección Transversal ............................................................................... 61

Lista de figuras y gráficos

Pág.

Ilustración 1. Ubicación del Municipio de Ciénaga En el País....................................................... 3 Ilustración 2. Ubicación del Municipio de Ciénaga en el Departamento de Magdalena ................ 4 Ilustración 3. Hidrografia del Departamento de Magdalena ........................................................... 9 Figura 1 Efecto retardado y atenuación en un Hidrograma entre la entrada y la salida ............... 17 Figura 2 Efecto del tránsito a lo largo de un canal o un río .......................................................... 17

Figura 3 Variación en el almacenamiento de un depósito entre dos tiempos consecutivos ti-1y ti............................................................................................................................................... 18

Figura 4 Variación en el caudal entre dos tiempos consecutivos ti-1y ti ...................................... 19 Figura 5 Almacenamiento en un cauce según el método de Muskingum ..................................... 19 Figura 6 Hidrogramas de Entrada y Salida ................................................................................... 21

22

Figura 7 Obtención de K y X (Método de Muskingum) ............................................................... 22

Figura 8 Hidrograma de un pico .................................................................................................. 23 Figura 9 Hidrograma de varios picos ............................................................................................ 24

Figura 10 Ubicación del punto de inicio de la curva de agotamiento ........................................... 24 Figura 11 Tiempo de concentración ............................................................................................. 25

Figura 12 Tiempo de retraso ......................................................................................................... 26 Figura 13 Escurrimiento base y directo ........................................................................................ 27 Figura 14 Cálculo del flujo base ................................................................................................... 28

Figura 15 Separación del flujo base .............................................................................................. 28 Ilustración 4. Estación Limnigrafica El Trebol............................................................................. 30

Ilustración 5. Estación Limnigrafica El Trebol............................................................................. 31 Grafico No.1 Curva de Calibración de Caudales Líquidos Estación Limnigrafica El Treból –

Río Tucurinca........................................................................................................................ 38 Grafico No.2 Hidrograma de Entrada y Salida Año 1990 ........................................................... 41

Grafico No.3 Hidrograma de Entrada y Salida Año 1990 - (Periodo del 260 al 365) ................. 45 Grafico No.4 Hidrograma de Entrada y Salida Año 1990 - (Periodo del 306-310) .................... 47 Grafico No. 5 Calibración de la constante X, X=0.1 ................................................................... 49

Grafico No. 6 Calibración de la constante X, X=0.2 ................................................................... 49 Grafico No. 7 Calibración de la constante X, X=0.3 ................................................................... 50 Grafico No. 8 Calibración de la constante X, X=0.4 ................................................................... 50

Grafico No. 9 Calibración de la constante X, X=0.5 ................................................................... 51 Grafico No. 10 Volumen Escorrentía Directa Hidrograma Entrada Caudal Base 157.20 m

3/s .... 53

Grafico No. 12 Almacenamiento .................................................................................................. 55

Ilustración 6. Sección Transversal Estación El Trébol – Río Tucurinca ...................................... 57

Ilustración 7. Sección Transversal Río Tucurinca ........................................................................ 60

Grafico No. 13 y (m) vs Rh (m) .................................................................................................... 61 Ilustración 9. Tramo más recto – Río Tucurinca .......................................................................... 62

Lista de Anexos

Anexo 1 Plano Digitalizado Cuenca Río Tucurinca

Anexo 2 Información Suministrada por el IDEAM que contiene Solicitud 296 Caudales

medios diarios, Niveles diarios, Solicitud 391 Tabla NQ, 20150930104345

Sección transversal Río Tucurinca

Anexo 3 Excel definitivo proyecto

Anexo 4 Sección transversal Río Tucurinca

INTRODUCCION

Los métodos existentes para el Tránsito de Crecientes en Cauces se pueden dividir en dos

tipos: Hidráulicos e Hidrológicos. Los métodos hidráulicos se basan en la solución de las

ecuaciones de conservación de masa y cantidad de movimiento, para escurrimiento no

permanente. Mientras que los métodos hidrológicos utilizan simplificaciones de las

ecuaciones de conservación de masa y conservación de cantidad de movimiento.

En este Proyecto se desarrolla el Método de Muskingum para El Tránsito de Avenidas, que

corresponde a la simulación de la variación de un hidrograma al recorrer un cauce y su

aplicación desempeña una gran función en el dimensionamiento de Presas y Obras para el

Control de Inundaciones.

El método de Muskingum fue presentado por primera vez en 1938. Utiliza la ecuación de

continuidad simplificada, y una relación algebraica entre el almacenamiento en el tramo y las

entradas y salidas.

Este proyecto se limita a un tramo del Río Tucurinca de aproximadamente 539.13m,

empleando la información suministrada por El IDEAM, referente a las mediciones de

Niveles y Caudales Diarios en la Estación El Trebol; se desarrolla el proceso de graficación y

organización de la información para poder emplear el método de Muskingum. De igual

forma se realiza la digitalización de la cuenca del Río Tucurinca para determinar algunas de

las características de la misma.

El Objetivo General es determinar las constantes K y X para El Tránsito de Crecientes del

Río Tucurinca, teniendo en cuenta los datos de medición de la Estación Limnigrafica El

Trébol, empleando el Método de Muskingum.

Se tienen como Objetivos Específicos: Determinar si el método Muskingum de Tránsito de

avenidas, es aplicable a cuencas de la Región de La Sierra Nevada de Santa Marta, en la zona

Norte de Colombia y específicamente en la cuenca del río Tucurinca; obtener el Hidrograma

de Salida para El Tránsito de Crecientes del Cauce del Río Tucurinca, al proporcionarle su

Hidrograma de Entrada; estimar los volúmenes de agua por escorrentía superficial directa,

determinar la línea base en los hidrogramas de entrada y de salida; identificar los puntos

característicos de un hidrograma.

Este trabajo de grado hace parte de las propuestas aprobadas en el semillero de investigación

UDENS, se agradece al IDEAM por el suministro de la información hidrológica,

fundamental en el desarrollo del proyecto de grado.

3 1. Marco Referencial

1.1. Departamento de Magdalena y el Municipio de Ciénaga

1.1.1. Generalidades del Municipio de Ciénaga.

Ciénaga, municipio de Colombia que pertenece al departamento del Magdalena, localizado a

orillas del mar Caribe, en el extremo nororiental de la Ciénaga Grande de Santa Marta, la

población se encuentra a una altitud de 3 m.s.n.m. y la temperatura tiene un promedio de 34 °C.

Dista 35 km de la ciudad de Santa Marta. La localidad fue catequizada (mas no fundada puesto

que ya existía) por Fray Tomás Ortiz en 1538 y ha tenido diferentes nombres, como el de Aldea

Grande y San Juan Bautista de Córdoba. En 1715 fue reorganizado el poblado por Fernando de

Mier y Guerra, alcanzando la categoría de municipio en 1867.

Ilustración 1. Ubicación del Municipio de Ciénaga En el País

Fuente: Sitio Web del Municipio de Cienaga

http://www.cienaga-magdalena.gov.co/mapas_municipio.shtml

(Sitio oficial de Ciénaga en Magdalena, Colombia)


4

Ilustración 2. Ubicación del Municipio de Ciénaga en el Departamento de Magdalena

Fuente: Sitio Web del Municipio de Cienaga


El municipio de Ciénaga está situado al norte el departamento del Magdalena, de cara al Mar

Caribe, cerca de la Ciénaga Grande y al pie de la Sierra Nevada de Santa Marta, en las siguientes

coordenadas geográficas:

- Latitud: 11° 00'Norte

- Longitud: 74°15'0este

Se encuentra rodeada de espejos de aguas y zonas lagunares que hacen variable su clima y su

riqueza hídrica: el Mar Caribe, los ríos Córdoba y Toribio, las aguas termales de Cordobita y la

Ciénaga Grande de Santa Marta, en jurisdicción de Ciénaga.

Extensión total: 1,242.68 Km2

(Sitio oficial de Ciénaga en Magdalena, Colombia)


5 1.1.2. Principales Ecosistemas Estratégicos del Municipio de Ciénaga.

En Ciénaga confluyen ecosistemas estratégicos: el macizo montañoso de la Sierra Nevada, el

ecosistema marino costero tropical, el ecosistema fluvial de agua dulce de los ríos Tucurinca,

Sevilla, Frío, Córdoba y Toribio y el complejo lagunar de la Ciénaga Grande. Esta privilegiada

conjugación de áreas de transición con presencia gradual de flora y fauna de los cuatro

ecosistemas, convierte al territorio en una zona muy rica pero al mismo tiempo muy frágil.

Los ríos, las quebradas y otros cuerpos de agua, además de complejos sistemas en sí mismos, son

medios integradores y sustentadores de vida.

o Ecosistema Marino Costero Tropical

La costa litoral de Ciénaga alcanza 13 kilómetros de playas. La franja costera ofrece un clima

árido regido por los vientos alisios. La franja, en el eje Costa Verde Papare, se caracteriza por la

relativa fertilidad de las tierras, irrigadas por los ríos Córdoba y Toribio.

o Ecosistema Lagunar

El municipio está ligado al sistema lagunar de la Ciénaga Grande a través de la Ciénaga de El

Chino, en donde desemboca el río Frío. En el ecosistema predominan suelos cenagosos y

vegetación y fauna de pantano. El conocido caño de las Mercedes comunica a la población

lacustre de la Ciénaga Grande con Ciénaga, sitio hacia el cual dirigen su producción pesquera y

en donde adquieren bienes, equipos y combustibles.

o Aspectos Fisiográficos

El aspecto más notorio en el relieve de la sub-región a la que pertenece Ciénaga es el contraste

existente entre las zonas de llanura (de menos de 200 m.s.n.m.) y zonas de montaña a partir de

las estribaciones de la Sierra Nevada, alcanzando alturas superiores a los 5.600 metros. En el

área de influencia del municipio es posible identificar las regiones fisiográficas: Delta Exterior

del Magdalena, Sierra Nevada de Santa Marta y Zona Bananera.

(Magdalena, 2000 - 2009)

6 1.1.3. Relieve.

Se pueden distinguir tres (3) zonas, desde la Costa del mar Caribe y alrededores de la Ciénaga

Grande de Santa Marta hasta las estribaciones de la Sierra Nevada de Santa Marta, así:

- Planicie costera y borde de la Ciénaga Grande. Desprende desde los límites de Pueblo Viejo hasta los límites del Distrito de Santa Marta. Es una franja de tierra conectada con

la costa, se caracteriza por ser una planicie con pequeñas ondulaciones.

- Sierra Nevada. Es una zona montañosa que desciende sobre la costa, ubicada entre los 100 y más de 4.000 m. s. n. m. Se caracteriza por ser el sitio de nacimiento de los ríos que

irrigan al municipio.

- Tierras bajas. Es una franja de tierra ubicada entre un (1) m.s.n.m. y los cien (100) m.s.n.m. Se caracteriza por ser el área potencialmente agrícola y donde se encuentran

concentrados núcleos poblacionales rurales más importantes del antiguo municipio de

Ciénaga.

1.1.4. Clima.

El municipio por su topografía variada presenta diversidad de climas. La confluencia de la Sierra

Nevada y el Mar Caribe imprime un sello climático muy particular al municipio que oscila desde

la llanura aluvial hasta las altas cumbres en la Sierra Nevada de Santa Marta (S.N.S.M.).

La relativa diversidad climática y la variación altitudinal en el municipio explican la variedad de

ecosistemas. En el territorio municipal tienen cabida zonas de vida o formaciones vegetales de

tierras bajas y de montaña, cuyos rasgos fisonómicos y morfológicos, están asociados a las

condiciones climáticas y edáficas.

- Zonobioma Húmedo Ecuatorial. La formación corresponde a la selva húmeda tropical de piso cálido desde los 0 hasta los 1300 m.s.n.m. La presencia o ausencia de lluvias durante

el año condiciona que el bosque húmedo sea higrofítico o subhidrofítico

- Zonobioma Tropical Alternohígrico. El bioma está caracterizado por presentar un período típico de sequía mayor de 6 meses, con especies que se recuperan con la lluvia y las hojas

pérdidas durante el verano. Sobresale la vegetación higrotopofítica.

- Zonobioma Subxerofítico Tropical. Es un bioma de transición entre el alternohígrico tropical y el desértico tropical. Presenta mayores meses de sequía. Predomina la

vegetación xeromórfica (guamacho, cardón, trupillo)

- Zonobioma Desértico Tropical. El bioma comprende el borde plano exterior y el piedemonte del macizo montañoso. Ofrece las condiciones máximas de sequía al año, que

superan los diez meses. El bosque tiene una cobertura vegetal rala o escasa, en el que

predominan plantas con espinas, signo de adaptación a la falta de agua. Las especies

7 dominantes (alrededores de Santa Marta y Ciénaga) forman auténticos enclaves

(guamachos, trupillo brasilito).

- Orobioma De Selva Subandina. Es una selva de piso templado entre los 1000 y los 2500 m.s.n.m. El cambio de la formación vegetal inicial ha estado asociada a la expansión de

la colonización cafetera y de pastos y rastrojos. La vegetación es densa con sotobosque

de regular desarrollo. Sobresalen especies endémicas como la Graffrieda santamartensis.

- Orobioma De Selva Andina O Selva Nublada. Con alturas que van de los 2300 a los 3500 m.s.n.m. Se caracteriza por su densidad y humedad y la abundancia epífitas, helechos,

musgos y líquenes. Predomina el cultivo de yuca y tubérculos y la ganadería extensiva.

En estas alturas nacen los principales ríos del municipio

- Orobioma de Páramo. Va de los 3.300 a los 4.800 m.s.n.m. En este orobioma se han identificado unos 135 géneros de plantas vasculares, muchas endémicas.

1.1.5. Pluviosidad.

El régimen pluviométrico del municipio es de tipo bimodal, es decir, se presentan dos épocas

mayores de lluvias: la primera, de mediados de abril hasta finales de junio; y la segunda, de

mediados de agosto hasta finales de noviembre. De igual forma, ocurre dos períodos de lluvias

mínimas: de Diciembre hasta mediados de abril, y de junio hasta mediados de Agosto (Veranillo

de San Juan). En el primer período de lluvias, se presenta el máximo de precipitación en el mes

de Mayo; y en el segundo período, el máximo de lluvias se registra en el mes de octubre; cabe

destacar que en el mes de octubre se registra el pico pluviométrico del año con más de 300 mm

(Proyecto Cuenca Magdalena- Cauca, 1977).

El hecho de pertenecer al flanco noroccidental de la Sierra Nevada de Santa Marta (Santa Marta-

Ariguaní, litoral costero - Ciénaga Grande), explica la temperatura seca que predomina en la

parte baja del municipio, sin duda influenciada por la circulación de los vientos alisios. Es de

notar que se trata del enclave climático más seco del país.

En el flanco occidental norte de la Sierra Nevada es posible encontrar dos áreas climáticas. Una

cálida desértica, con precipitaciones menores de 500 mm, y una cálida árida, con precipitaciones

menores de 1000 mm. Esta particularidad determina que exista déficit de agua durante todo el

año con un fuerte periodo de lluvias en octubre. Ahora bien, hacia la cuenca de la Ciénaga

Grande existe una mejor distribución de la precipitación durante el año, debido a la mayor

disponibilidad de agua. En este sector se distinguen dos periodos de lluvias: en mayo y octubre,

siendo el más intenso el de este último mes.

En general, el régimen de lluvias lo define en gran parte el desplazamiento de la Zona de

Convergencia Intertropical (ZCIT). Esto permite distinguir dos periodos lluviosos: de abril a

junio y de agosto a principios de diciembre, alternados por dos épocas secas: de diciembre a

marzo y de junio a agosto (veranillo de San Juan).

(Magdalena, 2000 - 2009)

8 1.1.6. Temperatura.

Los valores de temperatura promedio en el municipio están determinados por la altitud, de

manera que se presentan seis pisos térmicos, descritos así:

Tabla 1 Clasificación Pisos Térmicos Del Municipio De Ciénaga

PISO TERMICO NIVEL (m.s.n.m) TEMPERATURA °C

CALIDO 0 – 1000 >24

TEMPLADO 1000 – 2000 18 – 24

FRIO 2000 – 3000 12 – 18

MUY FRIO 3.000 – 3.600 8 – 12

PARAMUNO 3.600 – 4.200 4 – 8

SUNIVAL y NIVAL >4.200

9 1.1.8. Hidrografía del Departamento de Magdalena.

El territorio del Departamento del Magdalena está conformado por cuatro cuencas hidrográficas:

La primera corresponde a los ríos que nacen en la ladera septentrional de la Sierra Nevada, la

segunda cuenca está compuesta por los ríos que nacen y corren por la ladera sur y suroccidental

de la Sierra Nevada, la tercera cuenca está formada por los caños y arroyos que vierten sus aguas

a la ciénaga y esta a su vez al río Magdalena la última cuenca corresponde al río Ariguaní.

Ilustración 3. Hidrografia del Departamento de Magdalena

Fuente: Mapa Digital Integrado. IGAC, 2002. Sociedad Geográfica de Colombia. Atlas de

Colombia, IGAC. 2002. Fuente Barimetría: Profesor José Agustín Blanco Barros.

http://www.sogeocol.edu.co/magdalena.htm

(Magdalena, 2000 - 2009)

http://www.sogeocol.edu.co/magdalena.htm

10 • Ladera septentrional de la Sierra Nevada

Está compuesta por los ríos Palomino, Don Diego, Buritaca, Guachaca, Mendiguaca, Río

Piedras, Manzanares y Gaira. Estos ríos desembocan en el Mar Caribe por las principales bahías

y ensenadas que se encuentran en esta parte del departamento.

• Ladera sur y occidental de la Sierra Nevada

Los ríos que nacen en esta cuenca desembocan en la Ciénaga Grande de Santa Marta. Esta

cuenca irriga grandes extensiones de la Zona Bananera, además abastece los acueductos de los

municipios de Fundación, Aracataca, Ciénaga, El Retén y Zona Bananera.

A esta cuenca pertenecen los siguientes ríos: Río Frío, Sevilla, Tucurinca, Manancaná el cual se

une al Duraimena para formar el Aracataca, Fundación, la quebrada Rosa y un gran número de

caños que también desembocan en la Ciénaga Grande y sólo son aprovechados en épocas de

lluvia.

• Cuenca del río Magdalena

Esta cuenca es la más grande y extensa del departamento, está formada por una gran cantidad de

caños y arroyos que fluyen a las ciénagas y al río Magdalena.

Dentro de esta cuenca se encuentra la denominada “Depresión Momposina” que se extiende

desde la Ciénaga Zapatosa hasta confundirse con el delta del río Magdalena. Esta es un área

colectora de aguas pues allí confluyen los ríos Cauca, San Jorge y Cesar, este último por medio

de la Ciénaga Zapatosa.

• Cuenca del río Ariguaní

El Ariguaní desemboca en el río Magdalena por intermedio de la Ciénaga de Zapatosa y baña las

extensas llanuras centrales de los departamentos del Magdalena y Cesar que constituye la

principal zona ganadera y agrícola en esta parte del país.

1.1.9. Ciénagas del Departamento de Magdalena.

La Ciénaga Grande de Santa Marta, es considerada como la más importante de todas las ciénagas

del Departamento, tanto por su extensión, su situación geográfica y por la riqueza ictiológica que

contiene, cuyo valor económico es inestimable. Cuenta con un área de 4.280 Km2, de los cuales

730 km2 son espejos de agua, con una profundidad que varía de los 2 a los 6 m que le permite ser

navegable por embarcaciones menores.

La ciénaga recibe al norte aguas del Mar Caribe por la boca de la Barra entre las poblaciones de

Pueblo Viejo y la Isla del Rosario, a lo largo de la Isla de Salamanca que le sirve de barrera o

tajamar protegiendo a la ciénaga de las mareas, a todo lo largo se extiende el caño de Ciénaga

con un recorrido de 75 km hasta el río Magdalena.

11 Por la banda occidental recibe las aguas que bajan de la Sierra Nevada y bañan la Zona

Bananera, por el sur es alimentada por el Caño Ciego que trae sus aguas del río Magdalena, es el

mismo Caño Schiller que irriga las extensas zonas de los municipios de El Piñón, Salamina,

Pivijay y Remolino. Este caño es afectado en épocas de verano cuando baja el nivel del río

Magdalena y el caudal salobre penetra varios kilómetros por el caño dificultándose la irrigación

natural de la región.

La Ciénaga de Zapatosa, es compartida con el Departamento del Cesar, tiene una extensión de

310 km2 y en su parte más profunda alcanza los 8 m; se localiza a 55 m sobre el nivel del mar, le

sirve de medio de comunicación al municipio de El Banco con los caseríos y municipios vecinos,

y el río Magdalena donde desemboca por un caño de unos 16 km de largo.

12 Tabla 2 Ríos, ciénagas, quebradas, caños y arroyos del Magdalena

Municipios Ríos Ciénagas Quebradas Caños y arroyos

Aracataca Aracataca, Fundación,

Tucurinca.

Salamina Magdalena

Caños: Don Diego, Honda, Perico, El

Salado.

Pueblo Viejo Aracataca, Fundación,

Sevilla, Río Frío.

San Joaquín, Soplador

o Roncador

Caños: Clarín, Renegado, Aguas

Negras.

Ariguaní Ariguaní, Chanchigua.

Caños: Chacarita, Tres Esquinas.

Cerro De San

Antonio Magdalena

Norato, El Muerto, Las Quemadas,

Viejas.

Caños: Muerto, El Burro, El Ciego.

Arroyos: Guasimo, La Cañada,

Machado.

El Banco Magdalena

Gaisal, Chilloa, Las Pavas, Maltica,

Tamalamequito, Polomeque, Picola,

Pajaral, Roblas, Bartolazo, Los

Pollos, Cantagallo, El Garzal.

Caños: Cope, Veraz, Rosario, Rubio,

Tigre, Juan Congo, Honda,

Tinaja.Arroyos: El Jobo, Aguacatal, El

Veinte, Guamal.

Fundación Ariguaní, Fundación.

Las Flores, Chinchica,

Forichato. Arroyos: San Pedro0

Plato Magdalena Zárate, Ceiba, Malibú. Chimicuica

Arroyos: Cuatro Bocas, Cantaleta,

Santa Maria, El Pital, Vegero, La

Palma.

Zapayan Magdalena Zapayan, Doña Francisca. Zapayan, Arena. Arroyos: Mico, Atravesao,

Malhaguero, Canario, La Horqueta.

Cienaga Toribio, Córdoba, Río

Frío, Sevilla, Tucurinca. Guaimal, Arena.

Santa Marta

Don Diego, Guachaca,

Mendihuaca, Piedra,

Manzanares, Gaira, Burí-

taca.

El Encanto, Mane

Umalis, El Molino.

Fuente: Pagina Web Camara de Comercio de Santa Marta

(Camara de Comercio de Santa Marta, s.f.)

13

De la Sierra Nevada descienden muchas corrientes de agua que tienen su origen en el

deshielo y el fuerte régimen de lluvias durante el año, que imponen condiciones

climáticas e hidrológicas especiales. La Sierra Nevada es la principal productora del

agua que demandan las actividades económicas y sociales de municipios como Ciénaga.

Dos vertientes son claramente identificables: la vertiente del mar Caribe (ríos Córdoba y

Toribio) y la de la Ciénaga Grande (ríos Tucurinca, Sevilla y Frío).

La red hídrica de la vertiente de la Ciénaga Grande es la más rica. Son de indudable

valor las cuencas de los ríos Frío, Sevilla y Tucurinca, que atraviesan el macizo

montañoso en jurisdicción de Ciénaga y surten las demandas de consumo doméstico y

agroindustrial de la Zona Bananera.

1.1.9.1.Vertiente de la Ciénaga Grande de Santa Marta.

1.1.9.1.1. Cuenca de la Quebrada la Aguja.

Ubicación: Esta cuenca se extiende en el extremo Noroccidental del municipio, limitando

al Norte con la cuenca de los ríos Córdoba y Toribio, al Sur con el municipio de la Zona

Bananera, al Oriente con la cuenca del río Frío; y al Occidente con la Ciénaga de

Sevillano la cual hace parte de la Ciénaga Grande de Santa Marta.

Área: El área de esta cuenca es de 14.976.65 Ha (11.91%).

Forma: esta cuenca es de forma ligeramente alargada, con una orientación Este – Oeste.

Los siguientes rasgos geomorfológicos la definen:

Al Norte: El Cerro Morreal, loma del Manantial y parte de la Serranía la Secreta.

Al Sur y Oriente: La Serranía la Secreta, y la quebrada la Aguja.

Al Occidente: La Ciénaga de sevillano.

Aproximadamente el 40% del casco urbano municipal se ubica dentro de esta cuenca.

Características del Drenaje: El patrón de drenaje en esta cuenca es subparalelo. La

quebrada la Aguja lleva sus aguas a la Ciénaga de Sevillano, recorriendo desde su

nacimiento en la Serranía la Secreta (1000m.s.n.m.), kilómetros.

1.1.9.1.2. Cuenca del Río Frío.

Ubicación: Esta cuenca se ubica en la zona centro del municipio limitando al Norte con

la cuenca de los ríos Córdoba y Toribio, al Sur con las cuencas de la quebrada Orihueca,

y del río Sevilla; al Oriente con el Distrito de Santa Marta; al Occidente con la cuenca de

la quebrada la Aguja y el nuevo municipio de la Zona Bananera.

Área: La cuenca del río Frío posee una extensión de 26.483.11 Ha (20,89%).

14

Forma: Esta cuenca posee los siguientes rasgos geomorfológicos como límites:

Al Norte: La Serranía Nueva Granada, parte de la cuchilla la Secreta.

Al Sur: La cuchilla Cebolleta, Cuchilla Hierbabuena, San Pedro de la Sierra, Cerro Bola.

Al Occidente: el piedemonte (limite municipal).

Al Oriente: Parte de la cuchilla Cebolleta, y el límite municipal con el Distrito de Santa

Marta.

Características del Drenaje: la cuenca del río Frío, en el municipio de Ciénaga, muestra

un patrón de drenaje paralelo en su parte alta, evidencia del fuerte control estructural,

subparalelo a subdentrifico en su parte media y baja.

El río Frío nace en el Distrito de Santa Marta, en la cuchilla de Guinde, a una altura

aproximada de 3.100 m.s.n.m., a los 1.500 m.s.n.m., entra al municipio de Ciénaga,

atravesándolo de Este a Oeste, para luego llegar a la zona bananera y posteriormente

desembocar en la Ciénaga de Sevillano.

1.1.9.1.3. Cuenca de la Quebrada Orihueca.

Ubicación: Esta subcuenca de la cuenca del río Sevilla se ubica en el centro occidente del

municipio, limitando al Norte con la cuenca del río Frío, al sur con la cuenca del río

Sevilla, al oriente con la cuenca del río Sevilla y al Occidente con el nuevo municipio

Zona Bananera.

Área: la cuenca de la quebrada Orihueca, también involucra la subcuenca de la quebrada

Latal, conformando así un área total de 9.788.23 Ha (7.72%).

Forma: Esta cuenca posee los siguientes límites geomorfológicos en el municipio:

Al Norte: Cerro Maronea, Cerro Bola, San Pedro de la Sierra.

Al Sur: Loma El Parnaso, Cerro Beuna Vista.

Al Oriente: La cuchilla Hierbabuena, Serranía San Javier, Cerro Azul.

Al Occidente: El piedemonte (limite municipal).

Características del Drenaje: La subcuenca de la Quebrada Orihueca muestra dos

patrones del drenaje muy definidos: subparalelo, en su parte Norte, y dendrítico o

subdendritico, en su parte Sur (micro – cuenca de la Quebrada Latal).

1.1.9.1.4. Cuenca del Río Sevilla.

Ubicación: Esta cuenca se localiza en la parte sur del municipio de Ciénaga. Limita al

Norte con la cuenca del río Frío, al Sur con la cuenca del río Tucurinca, al Oriente con el

Distrito de Santa Marta, y al Occidente con la cuenca de la Quebrada Orihueca y el nuevo

municipio de la Zona Bananera.

Área: El área total de esta cuenca en el municipio de Ciénaga es de 32.943.43 Ha

(25.98%).

Forma: Esta cuenca es de forma alargada, con una orientación Nor Este.

15

Presenta los siguientes límites geomorfológicos:

Al Norte: Cuchilla Cebolleta, Cuchilla Hierbabuena.

Al Sur: Serranía Donanchucua, Serranía de Mindigua, Cuchilla La Totuma, Cerro la

Palma.

Al Oriente: Cuchilla la Cimarrona, y la zona de lagunas (páramo)

Al Occidente: El piedemonte (limite municipal), zona de lomerío.

Características del Drenaje: El patrón de drenaje de esta cuenca en términos generales es

dendrítico, y subdendritico en su parte baja, aunque muestra quebradas con cursos rectos,

lo que evidencia fuerte control estructural, similar fenómeno se presenta en el curso del

río Sevilla.

El río Sevilla nace a los 4.000 m.s.n.m., en la ladera Occidental de la Serranía

Donanchucua, y desemboca en la Ciénaga Grande de Santa Marta.

1.1.9.1.5. Cuenca del Río Tucurinca.

De esta cuenca, al municipio de Ciénaga le corresponde la vertiente Norte, la vertiente

Sur se encuentra en jurisdicción del municipio de Aracataca.

Ubicación: Esta vertiente abarca toda la franja Sur del municipio, limitando al Norte con

la cuenca del río Sevilla, al Sur con el municipio Aracataca, al Oriente con el distrito de

Santa Marta, y al Occidente con la cuenca del río Sevilla y el nuevo municipio de la Zona

Bananera.

Área: La extensión de esta vertiente en el municipio es de 21.979,81 Ha (17.33%).

Forma: Esta vertiente posee una forma alargada, a manera de franja con orientación Nor

Este, los límites geomorfológicos de esta vertiente son:

Al Norte: Serranía Donanchucua, Serranía de Mindigua, Cuchilla La Totuma.

Al Sur: El municipio de Aracataca (vertiente Sur de esta cuenca).

Al Oriente: La zona de páramo, y el Cerro Amiami.

Al Occidente: La zona de lomerío (piedemonte).

Características del Drenaje: El patrón de drenaje en esta vertiente del río Tucurinca es

dendrítico a subdendritico, propio de las rocas ígneas existentes.

1.1.10. Geomorfología.

La mayor parte del territorio municipal, pertenece al macizo ígneo metamórfico de la

Sierra Nevada de Santa Marta, basamento que data del Predevónico (400 millones de

años).

El macizo es el resultado de largos procesos tecto-orogénicos (ocurridos a principios del

Mesozoico) que determinaron su altura actual. Afloran en esta unidad rocas de diferentes

edades geológicas. En su cara occidental se encuentran yacimientos correspondientes al

16

Paleozoico e incluso más antiguos localizados a partir del suroeste de Ciénaga hasta el

mar Caribe.

En la cara occidental, en Ciénaga, el macizo aumenta en altitud de manera moderada

hasta alcanzar 1500 m.s.n.m. Remontando el macizo a través de las cuencas de los ríos

Córdoba, Frío y Sevilla, pueden encontrarse alturas superiores a los 3000 metros sobre el

nivel del mar.

La configuración del macizo explica que no sea apto para el desarrollo generalizado de

actividades agropecuarias.

En las tierras planas de las cuencas de los ríos Frío y Córdoba y en inmediaciones de la

Ciénaga de Sevillano predomina las formaciones pertenecientes a los periodos del

terciario superior (Mioceno, Plioceno) y del terciario inferior (Eoceno, Ologoceno) de la

Era Cenozoica.

En la zona plana de la cuenca del río Frío, zona de riego, hacia la desembocadura en la

Ciénaga de Sevillano, el relieve es de origen Mesozoico.

Hay que resaltar que el macizo de la Sierra Nevada es un mosaico geológico complejo,

afectado, en su formación, por procesos de separación tectónicos, como las fallas de

Bucaramanga y de Oca (que separa el macizo del basamento de la Guajira) y el

lineamiento del Cesar.

(Magdalena, 2000 - 2009)

17

2. Marco Teórico 2.1. Tránsito de Hidrogramas.

Si en el depósito de la figura 1 (izq.) se produce un aumento brusco del caudal de entrada,

ese aumento se reflejará en la salida atenuado (caudal máximo menor) y retardado

(caudal máximo retrasado en el tiempo) (Figura 1).

Figura 1 Efecto retardado y atenuación en un Hidrograma entre la entrada y la

salida

Fuente: F. Javier Sánchez San Román---- Dpto. Geología - Univ. Salamanca (España)

[Jul-2013] http://hidrologia.usal.es

A lo largo de un canal el efecto es similar: Supongamos que en el extremo de un canal

seco arrojamos un volumen de agua (figura 2). El hidrograma generado (posición A del

dibujo) será inicialmente más alto y de menor duración y, a medida que avanza, el mismo

volumen pasará por los puntos B y C cada vez con un hidrograma más aplanado.

Suponemos que no existe pérdida de volumen (por infiltración o evaporación), de modo

que el área comprendida bajo los tres hidrogramas será idéntica. En este caso, el retardo

será el correspondiente al recorrido del agua a lo largo del canal.

Figura 2 Efecto del tránsito a lo largo de un canal o un río



(Sánchez, 2013)

http://hidrologia.usal.es/http://hidrologia.usal.es/

18

Calcular el tránsito de un hidrograma según Francisco Javier Sánchez, es obtener el

hidrograma del punto C a partir del hidrograma del punto A, u obtener el hidrograma de

salida del depósito a partir del hidrograma de entrada. La utilidad práctica del

procedimiento es evidente: por ejemplo, el carácter catastrófico de una avenida está

relacionado directamente con la altura del pico del hidrograma (el caudal máximo), de

modo que es fundamental calcular cómo ese pico va disminuyendo a medida que nos

movemos aguas abajo.

También se habla de tránsito de avenidas, y se utilizan las expresiones transitar una

avenida o transitar un hidrograma. (En inglés Hydrograph Routing, Flood Routing o

Flow Routing).

Considerando de nuevo el depósito de la figura 1, para un Δt considerado se cumple que:

Volumen de entrada – Volumen de salida = Δ almacenamiento

Dividiendo por Δt:

Q entrada - Q salida = Δ almacenamiento/ Δt (1)

Con las variables indicadas en la figura 3, la igualdad (1) podemos expresarla así:

Siendo:

Δt = intervalo de tiempo entre los tiempos ti-1 y ti

Si-1= volumen almacenado en el comienzo del Δt (tiempo t1)

Si = volumen almacenado al final del Δt (tiempo t2)

I = Caudal medio de entrada (durante el intervalo Δt)

O = Caudal medio de salida (durante el intervalo Δt)

Figura 3 Variación en el almacenamiento de un depósito entre dos tiempos

consecutivos ti-1y ti



19

Es posible que el caudal de entrada (I) o el de salida (O) no sean constantes a lo largo del

Δt considerado (figura. 4); para ello, consideramos el caudal de entrada como la media de

los valores al principio (I1) y al final (I2) Δt, es decir: I = (I1 +I2)/2.

Y análogamente el caudal de salida. Así, la expresión (2) resultaría:

Figura 4 Variación en el caudal entre dos tiempos consecutivos ti-1y ti

Fuente: F. Javier Sánchez San Román ---- Dpto. Geología - Univ. Salamanca

(España) [Jul-2013] http://hidrologia.usal.es

2.2. Tránsito en Cauces – Método de Muskingum.

Posiblemente el método más utilizado en cálculos manuales para el tránsito en un tramo

de un cauce (figura 5), por su sencillez sea el de Muskingum.

Figura 5 Almacenamiento en un cauce según el método de Muskingum



El almacenamiento (S) en un tramo del cauce puede descomponerse en dos partes:

almacenamiento en prisma, que sería proporcional al caudal de salida (O) y

almacenamiento en cuña, que sería función de la diferencia entre el caudal de entrada y el

de salida (I-O), ya que cuanto mayor sea esa diferencia, más pronunciada será la cuña.

(Sánchez, 2013)

20

Dónde: S = almacenamiento en el tramo considerado de un cauce

I = caudal de entrada en ese tramo

O = caudal de salida de ese tramo

K = para ese tramo de cauce referente al almacenamiento en

Prisma

b = para ese tramo de cauce referente al almacenamiento en

Cuña

Sumando las dos expresiones anteriores, se obtiene:

[

]

[

(

) ]

Si denominamos X a la relación b/K entre las dos S consideradas en las ecuaciones 4a y

4b, la expresión (5) resulta:

[ ] Dónde: S, I, O, K = definidas arriba

X = adimensional para ese tramo de cauce que asigna mayor o menor importancia

relativa al almacenamiento en cuña o en prisma

Aplicamos (6) a dos tiempos consecutivos t1 y t2, separados por un intervalo Δt:

[ ] [ ]

Sustituimos las expresiones (6a) y (6b) en la ecuación (3):

[ ] [ ]

y despejando O2, resulta:

Que para el cálculo del caudal de salida para el tiempo ti, se esquematiza así:

(Sánchez, 2013)

21

Dónde: Ii-1, Oi-1 = Caudales de entrada y salida al final del Δt anterior

Ii, Oi = Caudales de entrada y salida tras este Δt

⁄

⁄

⁄

K puede asimilarse al tiempo de recorrido de la onda cinemática de un extremo a otro del

tramo estudiado. K tiene las mismas unidades que para Δt (horas o días).

X es una que en teoría puede estar entre 0 y 0,5, pero normalmente vale 0,2 - 0,3.

En primera aproximación suele tomarse 0,2. Junto con el valor de K, de ella va a

depender la mayor o menor amortiguación del hidrograma a lo largo del tramo del cauce.

Más adelante se explica el cálculo de los parámetros K y X.

Si K= Δt y X = 0,5, el hidrograma de salida es idéntico al de entrada pero desplazado a la

derecha un tiempo igual a K.

El Δt elegido debe estar entre K y 2KX (Wanielista, Singh) o entre K y K/3 (Viessman).

Dentro de estos márgenes, cuanto menor sea el Δt, mayor es la precisión del método.

Si conocemos estas dos s, K y X, podemos calcular los caudales de salida a partir de los

caudales de entrada. Inversamente, si disponemos de los caudales de entrada y salida para

el mismo hidrograma, podremos calcular las s K y X para ese tramo de cauce.

Figura 6 Hidrogramas de Entrada y Salida



(Sánchez, 2013)

22

2.3. Cálculo de K y X, conocidos los Caudales de Entrada y Salida.

Para calcular estos coeficientes para un tramo de cauce necesitamos conocer dos series de

caudales de entrada y salida simultáneos de dicho tramo.

Según HEC (2000), si disponemos de los hidrogramas de entrada y salida, K puede

asimilarse aproximadamente al tiempo observado entre los centroides de ambos

hidrogramas, entre sus puntas o entre los puntos medios de las curvas de crecida de

ambos hidrogramas.

Para el cálculo de estos parámetros, el proceso es el siguiente: La expresión (6) puede

considerarse como la ecuación de una recta con pendiente K. Por tanto, si representamos

gráficamente el almacenamiento S en función de [XI+(1-X)O] debería obtenerse una recta

cuya pendiente sería K .

El procedimiento consiste en elaborar dicho gráfico para diversos valores de X

(típicamente: 0,1; 0,2; 0,3; 0,4) y con el que se obtenga lo más parecido a una recta se

tomará como valor de X. Después, la pendiente de dicha recta nos proporcionará K.

Previamente, se debe calcular el almacenamiento Si. Para ello, en la fórmula (3)

despejamos Si:

[

]

Con esta expresión calculamos Si para cada incremento de tiempo a partir de los caudales

de entrada y salida.

Figura 7 Obtención de K y X (Método de Muskingum)



(Sánchez, 2013)

23

2.4. Hidrograma.

2.4.1. Aspectos Generales.

El hidrograma de una corriente, es la representación gráfica de las variaciones del caudal

con respecto al tiempo, arregladas en orden cronológico en un lugar dado de la corriente.

En las figuras 8 y 9 se han representado los hidrogramas correspondientes a una tormenta

aislada y a una sucesión de ellas respectivamente. En el hietograma de la figura 8 se

distingue la precipitación que produce la infiltración, de la que produce escorrentía

directa, ésta última se denomina precipitación en exceso, precipitación neta o efectiva. El

área bajo el hidrograma, es el volumen de agua que ha pasado por el punto de aforo, en el

intervalo de tiempo expresado en el hidrograma. Es muy raro que un hidrograma

presente un caudal sostenido y muy marcado, en la práctica la forma irregular de la

cuenca, la heterogeneidad espacial y temporal de la lluvia, la influencia de las

infiltraciones, etc, conducen a hidrogramas de uno o muchos picos (caudal máximo).

Analizando el hidrograma correspondiente a una tormenta aislada (figura 8) se tiene lo

siguiente:

Figura 8 Hidrograma de un pico

Fuente:http://clima.dicym.uson.mx/paglabhidra/ARCHIVOS/DENNIS/

Tipos%20de%20hidrogramas.pdf

(clima.dicym.uson.mx)

http://clima.dicym.uson.mx/paglabhidra/ARCHIVOS/DENNIS/

24

Figura 9 Hidrograma de varios picos

Fuente: http://clima.dicym.uson.mx/paglabhidra/ARCHIVOS/DENNIS/


Curva de concentración: Es la parte que corresponde al ascenso del hidrograma.

Pico del hidrograma: Es la zona que rodea al caudal máximo.

Curva de descenso: Es la zona correspondiente a la disminución progresiva del caudal.

Punto de inicio de la curva de agotamiento: Es el momento en que toda la escorrentía

directa provocada por esas precipitaciones ya ha pasado. El agua aforada desde ese

momento es escorrentía básica, que corresponde a escorrentía subterránea.

Curva de agotamiento: Es la parte del hidrograma en que el caudal procede solamente de

la escorrentía básica. Es importante notar que la curva de agotamiento, comienza más alto

que el punto de inicio del escurrimiento directo (punto de agotamiento antes de la

crecida), eso debido a que parte de la precipitación que se infiltró está ahora alimentando

el cauce.

En hidrología, es muy útil ubicar el punto de inicio de la curva de agotamiento (punto B

de la figura 10), a fin de determinar el caudal base y el caudal directo.

Figura 10 Ubicación del punto de inicio de la curva de agotamiento



25

Una manera de ubicar el punto B, es calcular el tiempo N días después del pico.

Para obtener el valor de N se utiliza la siguiente expresión:

Dónde:

N = tiempo, en días

A = área de recepción de la cuenca, en Km2

Definiciones Tiempo de concentración (tc) de una cuenca, es el tiempo necesario para que

una gota de agua que cae en el punto “hidrológicamente” más alejado de aquella, llegue a

la salida (estación de aforo, figura 11)

Según Kirpich, la fórmula para el cálculo del tiempo de concentración es:

[

]

Dónde:

tc = tiempo de concentración, en min

L = máxima longitud del recorrido, en m

H = diferencia de elevación entre los puntos extremos del cauce principal, en m

Figura 11 Tiempo de concentración



26

Tiempo de pico (tp), es el tiempo que transcurre desde que se inicia el escurrimiento

directo hasta el pico del hidrograma.

Tiempo base (tb), es el intervalo comprendido entre el comienzo y el fin del escurrimiento

directo.

Tiempo de retraso (tr), es el intervalo del tiempo comprendido entre los instantes que

corresponden, respectivamente al centro de gravedad del hietograma de la tormenta, y al

centro de gravedad del hidrograma (figura 12). Algunos autores reemplazan el centro de

gravedad por el máximo, ambas definiciones serian equivalentes si los diagramas

correspondientes fueran simétricos.

Figura 12 Tiempo de retraso




27

2.4.2. Análisis de un Hidrograma

El escurrimiento total (figura 13) que pasa por un cauce, está compuesto de:

Q = Qd + Qb

Dónde:

Q = escurrimiento o caudal total

Qd = escurrimiento directo, producido por la precipitación

Qb = flujo base, producido por aporte del agua Subterránea

Figura 13 Escurrimiento base y directo



No todas las corrientes reciben aporte de agua subterránea, ni todas, las precipitaciones

provocan escurrimiento directo. Solo las precipitaciones importantes, es decir, intensas y

prolongadas, producen un aumento significativo en el escurrimiento de las corrientes.

Las características del escurrimiento directo y del flujo base, difieren tanto, que deben

tratarse separadamente en los problemas que involucran períodos cortos de tiempo. No

hay medios cortos, para diferenciar estos escurrimientos una vez que se hayan juntado en

una corriente, y las técnicas para efectuar análisis son más bien arbitrarias. Prácticamente

el método de análisis, debe ser tal, que el tiempo base del escurrimiento directo,

permanezca relativamente constante de una precipitación a otra.


28

Separación del Flujo Base: Métodos simplificados.

a) Consiste en admitir como límite del escurrimiento base, la línea recta AA1 (figura 14),

que une el punto de origen del escurrimiento directo y sigue en forma paralela al eje X

Figura 14 Cálculo del flujo base



b) Como variante, se puede asignar al hidrograma del flujo base, un trazado siguiendo la

línea recta AB, donde B representa el inicio de la curva de agotamiento (figura 15).

Figura 15 Separación del flujo base




29

2.5. Método de Muskingum- Cunge.

Cunge combinó métodos hidráulicos con la simplicidad del método de Muskingum.

Calcula las dos constantes utilizadas en el método de Muskingum, K y X, mediante

parámetros hidráulicos del cauce.

⁄

(

)

Δx = longitud del tramo del cauce considerado

c = “celeridad” = velocidad media m

m = aproximadamente 5/3 para cauces naturales amplios

S0 = pendiente media del cauce (adimensional)

Q = caudal

B = anchura del cauce

La correcta aplicación de este método requiere elegir correctamente el Δt y el Δx. Para

ello se dividirá el tramo estudiado en subtramos, de modo que el caudal de salida de uno

de ellos será el caudal de entrada del siguiente (US Army Corps of Engineers, 1994).

(Sánchez, 2013)

30

3. Metodología

El desarrollo del proyecto consta de varias divisiones en el proceso de elaboración y

desarrollo del mismo, para lo cual en esta parte se presentan las pautas principales para

un buen avance del objetivo, en aras de emplear de manera adecuada el método de

MUSKINGUM y sus ecuaciones, para poder verificar su aplicabilidad en las cuencas de

los ríos de Colombia, específicamente para la Estación Limnigrafica El Trébol, en el río

Tucurinca.

3.1. Recolección de la Información.

En primera instancia, se revisaron las características de las estaciones Limnigraficas

instaladas por el IDEAM - Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios

Ambientales, a lo largo del cauce del río Tucurinca. Se encontró que está funcionando la

Estación Limnigrafica El Trébol codificada por el IDEAM con el No. 29067010, como se

observa en las Ilustraciones 4 y 5.

Ilustración 4. Estación Limnigrafica El Trebol

Fuente: www.ideam.gov.co/ Geoportal Institucional Catalogo Nacional de Estaciones

Año 2013 http://visor.ideam.gov.co:8530/geovisor/#!/profiles/4

31

Ilustración 5. Estación Limnigrafica El Trebol

Fuente: www.ideam.gov.co/ Geoportal Institucional Catalogo Nacional de Estaciones

Año 2013 http://visor.ideam.gov.co:8530/geovisor/#!/profiles/4

32

Se recopiló información de esta estación referente a niveles, caudales y tiempo de

medición, en formato .txt

Tabla 3 Caudales Máximos Mensuales

Fuente: IDEAM – Solicitud 296 Marzo 04 de 2015

33

Tabla 4 Niveles Máximos Mensuales


34

Tabla 5 Caudales Medios Diarios


35

Tabla 6 Niveles Medios Diarios


36

3.2. Análisis de la Información y Cálculos.

Con la información recopilada se realizan los cálculos y elaboran los gráficos de la curva

de calibración e hidrogramas en la estación.

3.3. Modelación y elaboración de gráficos.

Se procede a la elaboración de las gráficas e hidrogramas respectivos, para la

determinación de las variables.

3.3.1. Curva de Calibración.

Con los datos recopilados de la Tabla Nivel - Caudal, suministrada por el IDEAM (Tabla

7 Tabla de Calibración Vigente), se precede a la elaboración de la Curva de Calibración

de Caudales Líquidos Niveles vs Caudales.

Los datos utilizados para la construcción de la curva son los registrados en la Tabla No.8

Tabla 7 Tabla de Calibración Vigente


37

Tabla 8 Tabla de Calibración

CAUDAL

(mᶟ/s)

NIVEL

(cm)

3,80 100

4,10 110

4,80 120

6,00 130

7,50 140

10,00 150

13,00 160

17,00 170

21,90 180

27,80 190

34,70 200

41,80 210

52,60 225

70,50 250

107,40 300

146,50 350

190,80 400

Fuente: Las autoras, extraida de la Tabla No. 7

La ecuación de la curva de calibración es:

Donde:

H elevación en metros

Q Caudal en m3/s

Con una correlación R2 de 0.9811.

38

Grafico No.1 Curva de Calibración de Caudales Líquidos Estación Limnigrafica El Treból – Río Tucurinca

Fuente: Las autoras

y = 70,776x0,3094 R² = 0,9811

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00

Niv

el (

cm)

CAUDAL q (m³/s)

CURVA CALIBRACION DE CAUDALES - RIO TUCURINCA - ESTACION EL TREBOL

CURVA CALIBRACION

POTENCIAL

39

3.3.2. Caudal Medio Diario.

Organizando la información de Valores de Caudales Diarios suministrada por el IDEAM

de los años que se tienen registrados de medición, desde el año 1958 al año 2013, se

observa que el año en el cual se presenta el mayor Caudal es el de 1990,como se aprecia

en la Tabla 9.

Tabla 9 Valores Medios Diarios de Caudales


40

4. Resultados

4.1.1. Hidrograma de Entrada y Salida

Se organizan los datos de la Tabla en una hoja de cálculo y se procede a la elaboración

del hidrograma de entrada y el hidrograma de salida, aplicando el método de Muskingum.

Asumiendo los valores de ∆t=1 día, K=1.0 día y X=0.3, se obtienen los datos presentados

en la Tabla 10, se muestra parte de la información, el día de mayor caudal es el día 307 o

03 de Noviembre de 1990.

Tabla 10 Determinación del Hidrograma de Salida Año 1990

TIEMPO

(DIA)

CAUDAL DE

ENTRADA (mᶟ/s) C1*Q(j+1) C2*Qj C3*Qs

CAUDAL DE

SALIDA (mᶟ/s) 291 46.80 7.80 47.80 9.89 65.49

292 122.10 20.35 31.20 10.91 62.46

293 102.50 17.08 81.40 10.41 108.89

294 86.70 14.45 68.33 18.15 100.93

295 75.50 12.58 57.80 16.82 87.21

296 92.80 15.47 50.33 14.53 80.33

297 75.50 12.58 61.87 13.39 87.84

298 109.60 18.27 50.33 14.64 83.24

299 98.90 16.48 73.07 13.87 103.42

300 115.40 19.23 65.93 17.24 102.40

301 115.40 19.23 76.93 17.07 113.23

302 122.90 20.48 76.93 18.87 116.29

303 117.10 19.52 81.93 19.38 120.83

304 203.60 33.93 78.07 20.14 132.14

305 146.60 24.43 135.73 22.02 182.19

306 157.20 26.20 97.73 30.36 154.30

307 367.60 61.27 104.80 25.72 191.78

308 163.10 27.18 245.07 31.96 304.21

309 164.60 27.43 108.73 50.70 186.87

310 157.20 26.20 109.73 31.14 167.08

311 149.00 24.83 104.80 27.85 157.48

312 145.10 24.18 99.33 26.25 149.76

313 128.70 21.45 96.73 24.96 143.14

314 122.90 20.48 85.80 23.86 130.14

315 128.70 21.45 81.93 21.69 125.07

316 103.80 17.30 85.80 20.85 123.95

317 103.80 17.30 69.20 20.66 107.16

318 83.40 13.90 69.20 17.86 100.96

319 98.50 16.42 55.60 16.83 88.84

320 98.40 16.40 65.67 14.81 96.87

321 128.70 21.45 65.60 16.15 103.20

322 93.10 15.52 85.80 17.20 118.52

323 83.40 13.90 62.07 19.75 95.72

324 103.80 17.30 55.60 15.95 88.85

325 83.40 13.90 69.20 14.81 97.91

326 65.80 10.97 55.60 16.32 82.88

327 83.40 13.90 43.87 13.81 71.58

328 93.10 15.52 55.60 11.93 83.05

329 100.40 16.73 62.07 13.84 92.64

330 74.30 12.38 66.93 15.44 94.76

331 83.40 13.90 49.53 15.79 79.23

332 88.30 14.72 55.60 13.20 83.52

Fuente: Las autoras

41 Grafico No.2 Hidrograma de Entrada y Salida Año 1990

Fuente: Las autoras

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Cau

dal

(m

³/s)

Tiempo (días)

HIDROGRAMA DE ENTRADA Y SALIDA AÑO 1990

HIDROGRAMADE ENTRADA

HIDROGRAMADE SALIDA

42

Como se observa en el grafico No.2, se dificulta determinar gráficamente la constante K,

dada la alta densidad de datos.

Por esta razón se procede a delimitar un periodo de tiempo más corto, buscando los

valores de caudal más altos, para que sean más perceptibles las diferencias en los picos.

Con los datos de la Tabla 11 se procede a elaborar el grafico No. 3.

Tabla 11 Determinación del Hidrograma de Salida Año1990 - Periodo del 260 al 365

TIEMPO

(DIA)

CAUDAL

DE

ENTRADA

(m3/s)

C1*Q(j+1) C2*Qj C3*Qs

CAUDAL

DE

SALIDA

(m3/s)

260 34,30 5,72 11,67 3,28 20,67

261 20,80 3,47 22,87 3,44 29,78

262 14,50 2,42 13,87 4,96 21,25

263 91,30 15,22 9,67 3,54 28,42

264 34,30 5,72 60,87 4,74 71,32

265 24,80 4,13 22,87 11,89 38,89

266 67,70 11,28 16,53 6,48 34,30

267 172,00 28,67 45,13 5,72 79,52

268 79,30 13,22 114,67 13,25 141,14

269 77,40 12,90 52,87 23,52 89,29

270 64,70 10,78 51,60 14,88 77,26

271 48,10 8,02 43,13 12,88 64,03

272 46,50 7,75 32,07 10,67 50,49

273 39,30 6,55 31,00 8,41 45,96

274 25,40 4,23 26,20 7,66 38,09

275 29,20 4,87 16,93 6,35 28,15

276 31,00 5,17 19,47 4,69 29,32

277 15,30 2,55 20,67 4,89 28,10

278 23,00 3,83 10,20 4,68 18,72

279 23,00 3,83 15,33 3,12 22,29

280 23,00 3,83 15,33 3,71 22,88

281 27,30 4,55 15,33 3,81 23,70

282 16,00 2,67 18,20 3,95 24,82

283 23,00 3,83 10,67 4,14 18,64

284 66,10 11,02 15,33 3,11 29,46

285 114,80 19,13 44,07 4,91 68,11

286 80,80 13,47 76,53 11,35 101,35

287 57,70 9,62 53,87 16,89 80,38

288 50,60 8,43 38,47 13,40 60,30

289 57,70 9,62 33,73 10,05 53,40

290 71,70 11,95 38,47 8,90 59,32

291 46,80 7,80 47,80 9,89 65,49

292 122,10 20,35 31,20 10,91 62,46

293 102,50 17,08 81,40 10,41 108,89

43

Tabla 11. (Continuación)

Determinación del Hidrograma de Salida Año1990 - Periodo del 260 al 365

TIEMPO

(DIA)

CAUDAL

DE

ENTRADA

(m3/s)


CAUDAL

DE

SALIDA

(m3/s)

294 86,70 14,45 68,33 18,15 100,93

295 75,50 12,58 57,80 16,82 87,21

296 92,80 15,47 50,33 14,53 80,33

297 75,50 12,58 61,87 13,39 87,84

298 109,60 18,27 50,33 14,64 83,24

299 98,90 16,48 73,07 13,87 103,42

300 115,40 19,23 65,93 17,24 102,40

301 115,40 19,23 76,93 17,07 113,23

302 122,90 20,48 76,93 18,87 116,29

303 117,10 19,52 81,93 19,38 120,83

304 203,60 33,93 78,07 20,14 132,14

305 146,60 24,43 135,73 22,02 182,19

306 157,20 26,20 97,73 30,36 154,30

307 367,60 61,27 104,80 25,72 191,78

308 163,10 27,18 245,07 31,96 304,21

309 164,60 27,43 108,73 50,70 186,87

310 157,20 26,20 109,73 31,14 167,08

311 149,00 24,83 104,80 27,85 157,48

312 145,10 24,18 99,33 26,25 149,76

313 128,70 21,45 96,73 24,96 143,14

314 122,90 20,48 85,80 23,86 130,14

315 128,70 21,45 81,93 21,69 125,07

316 103,80 17,30 85,80 20,85 123,95

317 103,80 17,30 69,20 20,66 107,16

318 83,40 13,90 69,20 17,86 100,96

319 98,50 16,42 55,60 16,83 88,84

320 98,40 16,40 65,67 14,81 96,87

321 128,70 21,45 65,60 16,15 103,20

322 93,10 15,52 85,80 17,20 118,52

323 83,40 13,90 62,07 19,75 95,72

324 103,80 17,30 55,60 15,95 88,85

325 83,40 13,90 69,20 14,81 97,91

326 65,80 10,97 55,60 16,32 82,88

327 83,40 13,90 43,87 13,81 71,58

328 93,10 15,52 55,60 11,93 83,05

329 100,40 16,73 62,07 13,84 92,64

330 74,30 12,38 66,93 15,44 94,76

331 83,40 13,90 49,53 15,79 79,23

332 88,30 14,72 55,60 13,20 83,52

44

Tabla 11. (Continuación)

Determinación del Hidrograma de Salida Año1990 - Periodo del 260 al 365

TIEMPO

(DIA)

CAUDAL

DE

ENTRADA

(m3/s)


CAUDAL

DE

SALIDA

(m3/s)

333 78,60 13,10 58,87 13,92 85,89

334 93,10 15,52 52,40 14,31 82,23

335 93,10 15,52 62,07 13,71 91,29

336 93,10 15,52 62,07 15,21 92,80

337 103,80 17,30 62,07 15,47 94,83

338 98,50 16,42 69,20 15,81 101,42

339 98,90 16,48 65,67 16,90 99,05

340 198,40 33,07 65,93 16,51 115,51

341 98,90 16,48 132,27 19,25 168,00

342 95,60 15,93 65,93 28,00 109,87

343 112,50 18,75 63,73 18,31 100,79

344 108,50 18,08 75,00 16,80 109,88

345 98,50 16,42 72,33 18,31 107,06

346 102,30 17,05 65,67 17,84 100,56

347 95,60 15,93 68,20 16,76 100,89

348 81,20 13,53 63,73 16,82 94,08

349 82,90 13,82 54,13 15,68 83,63

350 80,90 13,48 55,27 13,94 82,69

351 76,40 12,73 53,93 13,78 80,45

352 73,80 12,30 50,93 13,41 76,64

353 77,20 12,87 49,20 12,77 74,84

354 75,50 12,58 51,47 12,47 76,52

355 74,70 12,45 50,33 12,75 75,54

356 73,00 12,17 49,80 12,59 74,56

357 71,70 11,95 48,67 12,43 73,04

358 73,00 12,17 47,80 12,17 72,14

359 70,80 11,80 48,67 12,02 72,49

360 68,70 11,45 47,20 12,08 70,73

361 67,40 11,23 45,80 11,79 68,82

362 69,20 11,53 44,93 11,47 67,94

363 65,30 10,88 46,13 11,32 68,34

364 67,00 11,17 43,53 11,39 66,09

365 65,30 10,88 44,67 11,01 66,56

Fuente: Las autoras

45 Grafico No.3 Hidrograma de Entrada y Salida Año 1990 - (Periodo del 260 al 365)

Fuente: Las autoras

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

400.00

250 290 330 370

(Cau

dal

m3/s

)

Tiempo (días)

HIDROGRAMA DE ENTRADA Y SALIDA AÑO 1990 (Periodo del 260 - 365)


HIDROGRAMADE SALIDA

46

Se repite el proceso debido a que se hace difícil la determinación grafica de la constante

K en el grafico No.3.

Los datos empleados para la elaboración del grafico No.4 HIDROGRAMA DE

ENTRADA Y SALIDA AÑO 1990 - (Periodo del 292 al 322), se organizaron en la Tabla

No.12. Asumiendo los valores de ∆t=1 día, K=1 día y X=0.3

Tabla 12 Determinación del Hidrograma de Salida Año1990 – (Periodo del 292 al 322)

TIEMPO

(DIA)

CAUDAL DE

ENTRADA (m3/s)

C1*Q(j+1) C2*Qj C3*Qs CAUDAL DE

SALIDA (m3/s)

292 122.1 20.35 31.20 10.91 62.46

293 102.5 17.08 81.40 10.41 108.89

294 86.7 14.45 68.33 18.15 100.93

295 75.5 12.58 57.80 16.82 87.21

296 92.8 15.47 50.33 14.53 80.33

297 75.5 12.58 61.87 13.39 87.84

298 109.6 18.27 50.33 14.64 83.24

299 98.9 16.48 73.07 13.87 103.42

300 115.4 19.23 65.93 17.24 102.40

301 115.4 19.23 76.93 17.07 113.23

302 122.9 20.48 76.93 18.87 116.29

303 117.1 19.52 81.93 19.38 120.83

304 203.6 33.93 78.07 20.14 132.14

305 146.6 24.43 135.73 22.02 182.19

306 157.2 26.20 97.73 30.36 154.30

307 367.6 61.27 104.80 25.72 191.78

308 163.1 27.18 245.07 31.96 304.21

309 164.6 27.43 108.73 50.70 186.87

310 157.2 26.20 109.73 31.14 167.08

311 149.0 24.83 104.80 27.85 157.48

312 145.1 24.18 99.33 26.25 149.76

313 128.7 21.45 96.73 24.96 143.14

314 122.9 20.48 85.80 23.86 130.14

315 128.7 21.45 81.93 21.69 125.07

316 103.8 17.30 85.80 20.85 123.95

317 103.8 17.30 69.20 20.66 107.16

318 83.4 13.90 69.20 17.86 100.96

319 98.5 16.42 55.60 16.83 88.84

320 98.4 16.40 65.67 14.81 96.87

321 128.7 21.45 65.60 16.15 103.20

322 93.1 15.52 85.80 17.20 118.52

Fuente: Las autoras

Los coeficientes de Muskingum obtenidos son: C1=0,166666667, C2= 0,666666667 y

C3=0,166666667, haciendo la verificación la sumatoria de estos coeficientes es 1.

47 Grafico No.4 Hidrograma de Entrada y Salida Año 1990 - (Periodo del 306-310)

Fuente: Las autoras

La constante K se determina del grafico No.4 obteniendo un resultado de 1.0 día

0

50

100

150

200

250

300

350

400

290 295 300 305 310 315 320

(Cau

dal

m3/s

)

Tiempo (días)

HIDROGRAMA DE ENTRADA Y SALIDA AÑO 1990 (Periodo del día 292 al 322)


HIDROGRAMADE SALIDA

K=1.0 día

48

4.1.2. Determinación de las Constantes K y X

Extrayendo de la Tabla 12 los datos de Tiempo, Caudal de Entrada y Salida, se calibra el

método de la manera tradicional, asignando valores a X que oscilan entre 0.1 hasta 0.5 y

estimando K como 1día. Los datos obtenidos se muestran en la Tabla 13.

Tabla 13 Calibración de la constante X

TIEMPO (DIA)

Caudal de

Entrada I (mᶟ/s)

Caudal de

Salida O

(mᶟ/s)

S (mᶟ/s - día) (Almacenamiento)

XI+(1-X)O

X=0,1 X=0,2 X=0,3 X=0,4 X=0,5

292 122.10 62.46 84.45 63.98 1.79 68.43 74.39 80.36 86.32 92.28

293 102.50 108.89 112.30 85.68 28.41 108.25 107.62 106.98 106.34 105.70

294 86.70 100.93 94.60 104.91 18.10 99.51 98.09 96.66 95.24 93.82

295 75.50 87.21 81.10 94.07 5.13 86.03 84.86 83.69 82.52 81.35

296 92.80 80.33 84.15 83.77 5.51 81.58 82.83 84.07 85.32 86.57

297 75.50 87.84 84.15 84.09 5.57 86.61 85.37 84.14 82.90 81.67

298 109.60 83.24 92.55 85.54 12.58 85.88 88.51 91.15 93.78 96.42

299 98.90 103.42 104.25 93.33 23.50 102.97 102.52 102.07 101.61 101.16

300 115.40 102.40 107.15 102.91 27.74 103.70 105.00 106.30 107.60 108.90

301 115.40 113.23 115.40 107.82 35.32 113.45 113.67 113.88 114.10 114.32

302 122.90 116.29 119.15 114.76 39.71 116.95 117.61 118.27 118.93 119.59

303 117.10 120.83 120.00 118.56 41.15 120.46 120.09 119.71 119.34 118.97

304 203.60 132.14 160.35 126.49 75.01 139.28 146.43 153.58 160.72 167.87

305 146.60 182.19 175.10 157.16 92.95 178.63 175.07 171.51 167.95 164.39

306 157.20 154.30 151.90 168.24 76.60 154.59 154.88 155.17 155.46 155.75

307 367.60 191.78 262.40 173.04 165.96 209.36 226.95 244.53 262.11 279.69

308 163.10 304.21 265.35 248.00 183.31 290.10 275.99 261.88 247.77 233.66

309 164.60 186.87 163.85 245.54 101.62 184.64 182.42 180.19 177.96 175.73

310 157.20 167.08 160.90 176.97 85.55 166.09 165.10 164.11 163.13 162.14

311 149.00 157.48 153.10 162.28 76.37 156.63 155.78 154.94 154.09 153.24

312 145.10 149.76 147.05 153.62 69.80 149.30 148.83 148.36 147.90 147.43

313 128.70 143.14 136.90 146.45 60.24 141.70 140.26 138.81 137.37 135.92

314 122.90 130.14 125.80 136.64 49.40 129.42 128.69 127.97 127.24 126.52

315 128.70 125.07 125.80 127.61 47.60 125.44 125.80 126.16 126.52 126.89

316 103.80 123.95 116.25 124.51 39.34 121.93 119.92 117.90 115.89 113.87

317 103.80 107.16 103.80 115.55 27.58 106.82 106.49 106.15 105.81 105.48

318 83.40 100.96 93.60 104.06 17.13 99.20 97.45 95.69 93.94 92.18

319 98.50 88.84 90.95 94.90 13.17 89.81 90.77 91.74 92.71 93.67

320 98.40 96.87 98.45 92.86 18.77 97.03 97.18 97.33 97.48 97.64

321 128.70 103.20 113.55 100.03 32.28 105.75 108.30 110.85 113.40 115.95

322 93.10 118.52 110.90 110.86 32.32 115.97 113.43 110.89 108.35 105.81

Fuente: Las autoras

Se grafican los datos que corresponden al Almacenamiento (Columna 4) vs los valores

estimados de XI+(1-X)O (Columnas 5 a 9), como se muestra en los gráficos No. 5, 6, 7, 8

y 9, respectivamente.

𝐼𝑖 𝐼𝑖

𝑂𝑖 𝑂𝑖

𝑡 (𝐼𝑖 𝐼𝑖

𝑂𝑖 𝑂𝑖

) 𝑆𝑖

49

Grafico No. 5 Calibración de la constante X, X=0.1


0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00

S m

3 /s-

día

XI+(1-X)O

X=0.1

Lineal(X=0.1)

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00

S m

3 /s-

día

XI+(1-X)O

X=0.2

Lineal(X=0.2)

50



0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00

S m

3 /s-

día

XI+(1-X)O

X=0.3

Lineal(X=0.3)

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00

S m

3 /s-

día

XI+(1-X)O

X=0.4

Lineal(X=0.4)

51


Fuente: Las autoras

El grafico No.7 corresponde al valor de X=0.3, es la que se ajusta más a una recta, se

define que este es el valor de X, el valor de la constante K resulta de la pendiente de la

recta de ajuste.

K=1.00 día

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00

S m

3 /s-

día

XI+(1-X)O

X=0.5

Lineal(X=0.5)

52

4.1.3. Determinación del Volumen de Escorrentía Directa, Método Línea Recta

El gasto (Q) se define como el volumen de escurrimiento por unidad de tiempo (m3/s) que

escurre por un cauce. Como primer paso se considera la separación del flujo base y del escurrimiento directo. Para determinar el Volumen de escorrentía Directa se grafica el

pico del Hidrograma.

Tabla 14 Para graficar pico Hidrograma Entrada

TIEMPO

(DIA)

CAUDAL DE

ENTRADA (m3/s)

306 157,2

307 367,6

308 163,1

309 164,6

310 157,2

Fuente: Las Autoras

Tabla 15 Para graficar pico Hidrograma Salida

TIEMPO

(DIA)

CAUDAL DE

SALIDA (m3/s)

306 154,30

307 191,78

308 304,21

309 186,87

310 167,08

Fuente: Las Autoras

53 Grafico No. 10 Volumen Escorrentía Directa Hidrograma Entrada Caudal Base 157.20 m

3/s

Fuente: Las Autoras

110

160

210

260

310

360

305 306 307 308 309 310 311

Cau

dal

(m

3/s

)

TIEMPO (días)

VOLUMEN ESCORRENTIA DIRECTA HIDROGRAMA ENTRADA

HIDROGRAMAENTRADA

54 Grafico No. 11 Volumen Escorrentía Directa Hidrograma Salida Caudal Base 154.30 m

3/s

Fuente: Las Autoras

111

161

211

261

311

305 306 307 308 309 310 311

Cau

dal

(m

3/s

)

Tiempo (días)

VOLUMEN ESCORRENTIA DIRECTA HIDROGRAMA SALIDA

HIDROGRAMASALIDA

55 Grafico No. 12 Almacenamiento

Fuente: Las Autoras

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

305 306 307 308 309 310 311

Cau

dal

(m

3/s

)

Tiempo (días)

ALMACENAMIENTO

CAUDALENTRADA(m3/seg)CAUDAL SALIDA(m3/seg)

Almacenamiento en Cuña Positivo

59,43Hm3

Almacenamiento en Cuña Negativo

58,99Hm3

No Hay Almacenamiento

en Cuña

56

Volumen de Escorrentía Directa:

∑

VED (Entrada)= 687.9 (m3/s) x1 día x 86400s/día

VED= 59434560 m3 = 59.43 Hm

3

VED (Salida)= 682.86 (m3/s) x1 día x 86400s/día

VED= 58999104 m3 = 58.99 Hm

3

Volumen Almacenamiento = 57.42Hm3 +(-41.89Hm

3) = 15.53 Hm

3

57 4.1.4. Características Cuenca Río Tucurinca

Ilustración 6. Sección Transversal Estación El Trébol – Río Tucurinca

Fuente: IDEAM, solicitud No. 20150930104345

58 Tabla 16 Valores Medios Diarios de Niveles año 1990

I D E A M - INSTITUTO DE HIDROLOGIA, METEOROLOGIA Y ESTUDIOS AMBIENTALES

SISTEMA DE INFORMACION NACIONAL AMBIENTAL

VALORES MEDIOS DIARIOS DE NIVELES (Cms)

FECHA DE PROCESO: 2015/03/04 ANO 1990 ESTACION : 29067010 TREBOL EL

LATITUD 1038 N TIPO EST LG DEPTO MAGDALENA FECHA-INSTALACION 1958-MAR

LONGITUD 7408 W ENTIDAD 01 IDEAM MUNICIPIO CIENAGA FECHA-SUSPENSION

ELEVACION 0060 m.s.n.m REGIONAL 05 MAGDALENA CORRIENTE TUCURINCA

********************************************************************************************************************************

DIA ENERO * FEBRE * MARZO * ABRIL * MAYO * JUNIO * JULIO * AGOST * SEPTI * OCTUB * NOVIE * DICIE *

********************************************************************************************************************************

01 109 105 96 93 153 165 138 125 115 295 255

02 109 105 95 100 153 145 140 125 170

Determinación de las constantes K y X para El Tránsito de...

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