COMPONENTE  HOMS

GUÍA PARA MEDIR EL CAUDAL POR EL MÉTODO DE ÁREA-PENDIENTE EN RÍOS DE MONTAÑA

1. Fines y objetivos

El método de área-pendiente sirve para calcular, indirectamente, el caudal máximo de una onda de avenida después de que ha disminuido la crecida. La técnica se adapta en este caso para su uso en ríos de montaña con elevada inclinación (pendientes típicas de 0,1 a 5%) y en países donde escasean el equipo y la mano de obra capacitada.

2. Descripción

La técnica de área-pendiente supone que la profundidad y velocidad del flujo para un caudal dado está determinada por la forma de la sección transversal del canal, su pendiente y las irregularidades del contorno del canal y, que el caudal máximo de la crecida está indicado por la altura máxima del agua, atendiendo a la altura de los vestigios de los sedimentos arrastrados por la crecida o registrados con los instrumentos adecuados. El caudal máximo se calcula empleando una ecuación que incluye las características del canal, los parámetros del flujo máximo y el coeficiente de resistencia al flujo, calculado con una ecuación empírica empleada para ríos de montaña, atendiendo a la relación que existe entre la profundidad y el tamaño del material del lecho del río.

En la guía se enumeran los criterios empleados para seleccionar el emplazamiento en el que se realizan las mediciones sobre el terreno. Los datos del terreno se recopilan después que ha disminuido la crecida. La forma y la pendiente del canal se obtienen mediante un reconocimiento topográfico; la distribución del tamaño del material del lecho se determina mediante una técnica de muestreo de cuadrícula. La guía contiene una descripción paso a paso de los procedimientos que han de seguirse en la oficina para calcular el caudal, así como un ejemplo de cálculo resuelto.

El procedimiento puede, automatizarse y simplificarse hasta cierto punto, utilizando postes con marcas de niveles máximos para registrar las mayores alturas del agua, gráficos para representar los datos de secciones transversales y una calculadora de bolsillo para efectuar los cálculos.

3. Datos de entrada

Datos de campo: secciones transversales topografiadas, incluidas las alturas máximas del agua; distancias entre las secciones transversales; tamaños de las muestras del material del lecho; y mapas esquemáticos del sitio en que se encuentra el emplazamiento.

4. Producto final

Flujo del caudal para un perfil determinado de la superficie del agua. Entre otros resultados se pueden incluir los parámetros relativos al flujo (profundidad media, superficie y velocidad de la sección transversal) y distribución del tamaño del material del lecho.

5. Requisitos y restricciones operativos

Para realizar el trabajo sobre el terreno se requieren los servicios de un topógrafo capacitado. Los cálculos que se efectúan en la oficina son relativamente sencillos y se pueden hacer con una calculadora de bolsillo. Se prevé que las operaciones automatizadas puedan ser realizadas por personal con reducidos conocimientos de matemáticas y de los procesos del flujo de las aguas, pero en la etapa inicial de preparación deberá contarse con personal debidamente capacitado.

Se emplea el método sólo cuando el caudal no rebasa sus márgenes, en canales en los que predomina material de fondo grueso (por ejemplo, canales con fondo de grava y piedras, pero no canales de fondo arenoso). No puede utilizarse si en los caudales hay vegetación, y debe tenerse cuidado cuando se utiliza en canales de forma compleja. El método es aproximado y su margen de error puede ser del 30%, o incluso superior en ríos de montaña.

6. Forma de presentación

Guía en inglés, con resúmenes en alemán y francés, en la que se describen las ecuaciones, la selección del emplazamiento, los procedimientos de campo, los cálculos que se efectúan en la oficina y la técnica automatizada, con ejemplos de cálculo resueltos.

7. Experiencia operativa

La técnica básica de área-pendiente está muy bien descrita en los textos de ingeniería; las modificaciones para los ríos de montaña que se describen en la guía se basan en trabajos efectuados en Escocia y en pruebas realizadas en la República Árabe del Yemen e Indonesia.

8. Autor y apoyo técnico

Autor de la técnica modificada: Dr. J.C. Bathurst, Institute of Hydrology . Apoyo técnico: Institute of Hydrology , Reino Unido. Los trabajos de modificación fueron financiados por la Overseas Development Administration del Reino Unido.

9. Disponibilidad

Del Centro Nacional de Referencia del HOMS del Reino Unido.

10. Condiciones para su uso

Ninguna.