Academic literature on the topic 'Hidrograma unitario'

Uno de los métodos más extendidos para simular el hidrograma de escorrentía directa en el ámbito del diseño hidrológico es la técnica del Hidrograma Unitario (HU). En base a un modelo de HU que se fundamenta en una asociación de depósitos lineales establecida en función de la red de drenaje de la cuenca, se propone una formulación que permite contemplar la variabilidad espacial de la lluvia, con la capacidad de introducir distintos yetogramas registrados en localizaciones diferentes. Este modelo se ha aplicado en la cuenca de Oiartzun, de 56,6 km2 de superficie, situada en la parte oriental de la provincia de Guipúzcoa, y en la que se dispone de tres pluviómetros con registro continuo. Dicha cuenca en cuanto a usos, suelos y características físicas es representativa de la zona. Para evaluar el modelo se han seleccionado cuatro eventos de lluvia. Para estos cuatro eventos se ha aplicado el modelo Hidrograma Unitario Geomorfológico de Depósitos (HUIGD) agregado, introduciendo un yetograma único determinado por polígonos de Thiessen, y la variante del modelo HUIGD distribuido que permite la introducción de los tres yetogramas. Aunque ambos modelos presentan una buena capacidad de simulación, los resultados aportados por el distribuido mejoran en diferentes aspectos a los del agregado.

Este estudio nuestra una técnica para estimar la avenida de diseño en cuencas grandes usando como variable independiente la precipitación máxima probable (pmp); para esto se utilizó el modelo del hidrograma unitario instantáneo. El modelo fue alimentado con la pmp diría que se puede presentar en 100 años en la cuenca del Río Tecolutla, México, según la distribución de valores extremos de Gumbel (1958). El modelo pronostica una avenida con un gusto máximo de para la estación hidrométrica El Remolino, Veracruz.

En este trabajo se aplica una herramienta operativa en tiempo real, que integra información espacial estática y dinámica en distintas escalas temporales así como modelos de simulación y pronóstico hidrológico basados topográficamente bajo un Sistema de Información Geográfica (SIG). Su objetivo último es asistir a sistemas de alerta contra avenidas, donde el proceso de toma de decisión debe realizarse en un corto período temporal. Dado el amplio uso de los Modelos Digitales de Elevación (MDE) en modelación hidrológica, el problema de identificar automáticamente la extensión real de la red de drenaje presenta un interés notable. Metodologías objetivas son requeridas para identificar el área umbral contribuyente –determinante de la densidad de drenaje- más conveniente a utilizar en modelación hidrológica; una técnica es presentada. Se analiza la sensibilidad a la selección del área umbral y tamaño de celda, que presentan propiedades morfométricas y de escala de las redes de drenaje, así como resultados hidrológicos basados en una función de transferencia agregada. Se investiga cómo cambios en la resolución espacial afectan la propagación del flujo a la salida de la cuenca, utilizando modelos de Hidrograma Unitario (HU) distribuidos. Se identifican propiedades invariables con la escala que caracterizan el comportamiento de algunos parámetros hidrogeomorfológicos distribuidos, analizando su grado de afección frente a la resolución del MDE.

En Hidrología se emplean los modelos lineales para el análisis de la respuesta de una cuenca a la lluvia. La teoría del hidrograma unitario constituye uno de los métodos más utilizados en la práctica de la ingeniería en la fase de planificación, diseño y proyecto de estructuras hidráulicas. Se presentan los fundamentos teóricos de cuatro métodos lineales para la deducción del hidrograma unitario o respuesta pulso de una cuenca: Programación lineal, mínimos cuadrados, método de regularización o de mínimos cuadrados suavizados, y modelo de Nash. Los cuatro métodos son aplicados con datos de diversos episodios de lluvia-escorrentía registrados en una cuenca real. Los hidrogramas unitarios estimados junto con los hidrogramas de escorrentía directa calculados son analizados y comparados.

En esta investigación se utiliza el hidrograma unitario instantáneo (HUI) para conocer la avenida de diseño en la estación El Remolino, ubicada en la cuenca del río Tecolutla. Para conocer la avenida de diseño se utilizó la información pluviométrica de 24 estaciones, localizadas dentro y en las cercanías de la cuenca, para el periodo 1961- 1999, de éste se seleccionaron las 16 tormentas más intensas registradas en la cuenca, cuyo gasto máximo generado fue mayor a 3 000 m3/s. Los hidrogramas de diseño se obtuvieron utilizando las precipitaciones máximas en 24 horas, para los periodos de retorno de 25, 50 y 100 años. Se encontró que el hidrograma de diseño para 25 años tendría un gasto de pico de 21 053.7 m3/s, para 50 años de 23 653.5 m3/s y para 100 años de 26 281.4 m3/s. Estos resultados indican que el HUI sobreestima los gastos de pico, esto puede deberse a que las tormentas de diseño utilizadas tienen una duración en exceso de cuatro días, y precipitaciones en exceso de 495.4, 557.2 y 618.6 mm, respectivamente, para los periodos de retorno utilizados. Finalmente, los gastos estimados, con el HUI, y los gastos registrados mostraron un coeficiente R2=0.956, el cual muestra la efectividad del modelo propuesto.

En este artículo los autores presentan un modelo de simulación de crecidas distribuido de pocos parámetros. Los submodelos utilizados son: para la obtención del campo de precipitación el método de inverso a la distancia al cuadrado; para la infiltración el modelo del Soil Conservation Service con un factor corrector del umbral de escorrentía; y se utiliza una adaptación del hidrograma unitario de Clark para la traslación de la escorrentía hasta el punto de desagüe. El resultado es un modelo con sólo tres parámetros a calibrar. El resto de la información necesaria se ha obtenido haciendo uso de un Sistema de Información Geográfica. Al aplicarlo en una cuenca mediterránea de tamaño medio, las mejoras respecto de una modelación agregada equivalente son más que apreciables, con los mismos requerimientos de información básica y de calibración.

Orientador: Abel Maia Genovez
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo
Made available in DSpace on 2018-08-09T02:33:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pio_EberDavi_M.pdf: 6421034 bytes, checksum: c00e5399249b73c0f3b0a7c1f6be1cf8 (MD5) Previous issue date: 1999
Resumo: Devido a grande dificuldade de se obter dados para pequenas bacias hidrográficas e a importância prática do Método do Hidrograma Unitário Sintético é que surgiu a necessidade de ampliar os estudos já existentes do hidrograma unitário regionalizado, para o Estado de São Paulo. Para tanto, utilizou-se um maior número de bacias hidrográficas e de hidrogramas analisados. Utilizando-se de dados de chuva e vazão do DAEE - SP (Departamento de Água e Energia Elétrica) foram obtidos equações regionalizadas para o Hidrograma Unitário Sintético e também para os coeficientes do Hidrograma Unitário Sintético SNYDER, em função das características fluviomorfológicas das bacias em estudo, podendo-se assim, utilizá-los em locais onde não se dispõe de dados hidrográficos. Foram estudadas 15 pequenas bacias hidrográficas, com áreas variando de 38 a 398 km2. Foram obtidas equações para o hidrograma unitário regionalizado com altos coeficientes de determinação. O mesmo ocorreu com o coeficiente Ct e Cp do hidrograma unitário de Snyder
Abstract: Because of the great difficulty for attainment of data for small Watersheds and the practical importance of the Method of Synthetic Hydrograms Unitary, the need appeared of already enlarging the authors existent of the hydrograms regionalizate unitary for the State of São Paulo. For this to been use the large number of hydrografic watersheds and hydrograms analyseds. Using data of raining and runoff of DAEE - SP (Departament of Water and Electric Energy) the results of this Synthetic Hydrograms Unitary work for the State of São Paulo and also the coefficientes of Synthetic Hidrograms Unitary of SNYDER (1938) in function of the river morfologic caracteristic to be able use them in no hydrological data. To been study 15 small hydrographs basins, to have area variable of 38 at 398 Km2. To been get equation for unitary hydrogram regional with elevateds coefficients of determination. The same happened with the coefficient Ct and Cp of Snyder¿s unitary hidrogram
Mestrado
Recursos Hidricos
Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Abel Maia Genovez
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil
Made available in DSpace on 2018-08-04T13:09:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Villela_MarceloCostadeCarvalho_D.pdf: 2593362 bytes, checksum: 3086390bd23b66c63f75a4e6fae994b8 (MD5) Previous issue date: 2001
Resumo: A grande parte dos problemas de determinação de hidrograma de projeto ocorrem em bacias não monitoradas e conseqüentemente sem dados que permitam correlacionar chuva com o hidrograma de saída. Esse problema pode ser superado através da transformação da chuva em vazão mediante um modelo matemático gerado de bacias com caracteristicas próximas da bacia em estudo. Esses modelos matemáticos são simplificações do complexo fenômeno de transformação da chuva em vazão, tais como HU triangular do SCS e HU Regionalizado de REDA. Esses modelos se baseiam em algumas características da bacia, gerando em muitos casos valores aproximados de projeto. O modelo HUG, hidrograma unitário geomorfológico vem generalizar a aplicação da transformação da chuva em vazão para bacias de diferentes formas, pois considera parâmetros geomorfológicos não utilizados em outros modelos, tais como topografia (hierarquia das sub-bacias) e rede hídrica (ordenação da rede hídrica). O modelo HUG necessita do conhecimento do parâmetro velocidade "v", característico da bacia, a princípio determinado por tentativa em bacias monitoradas, observando hidrogramas unitários medidos em campo. Aplicações do HUG apresentaram defasagem dos picos dos hidrogramas com relação aos observados, devida a parcial consideração do fenômeno da translação (ou propagação) da gota de chuva na calha do rio principal. Esse problema foi aqui superado com a introdução do Modelo de Muskingum-Cunge, para translação (ou propagação) do HUG ao longo da calha do rio. Também foi desenvolvida uma equação regionalizada para determinação do parâmetro velocidade, com base nas características geomorfológicas da bacia. Isso permitiu uma melhora significativa na previsão do tempo e valor do pico de cheia de uma bacia e a aplicação do modelo em bacias não monitoradas. O modelo geomorfológico acrescido de translação na calha do rio mostrou-se superior, em precisão, com relação a outros modelos de larga utilização, tais como o HU do SCS. Esse trabalho foi aplicado em 7 bacias do Estado de São Paulo, com área entre 40 e 270 Km2 , permitindo gerar uma equação regionalizada do parâmetro velocidade "v" e do tempo de concentração das bacias "tc" , dados úteis para aplicar o modelo em bacias não monitoradas
Abstract: The greatest part of problems about the determination of a hydrogram project occurs on non-monitored basins and therefore without data to permit the co-relation of the rain with the exit hydrogram. This problem can be overcome through the transformation of the rain into water evacuation by a mathematical model generated from basins with similar characteristics to the one being studied. These mathematical models are the simplification of the complex phenomenon of the transformation of the rain into water evacuation, such as the triangular HU of the S.C.S. and the Regionalized HU of REDA. These models are based on some of the basins characteristics, generating, in many cases, approximated values for projects. The GHU model (Geomorphologic Hydrogram Unit) come to generalize the application of the transformation of the water into evacuation to different shaped basins, because it takes into consideration geomorphologic parameters not used in other models, such as topography (the hierarchy of sub-basins) and the hydric net (the order of sub-basins). The GHU model needs the knowledge of the velocity parameter "v", characteristic of the basin, primary determined by tests on monitored basins, observing Hydrograms Unit measured "in field". Applications of GHU presented insufficiency on the summits of the hydrograms in relation with the observed, because of been partly taken into consideration the phenomenon of translation of rain drops into the channel of the main river. This problem was here overcome by the introduction or Muskingum-Cunge model for the translation of the UHG throughout the river's channel. It was also developed a regionalized equation for the determination of the velocity parameter, based on the basins geomophologic characteristics. With this, it was permitted a significant improvemente on the weather forecast, on the value of the flooding summit of a basin and the application of this method on non-monitored basins. The geomorphologic model, increased by the translation of the rain level on the river's channel was show to be superior in precision in relation to other methods widely used, such as the UH from SCS. This work was applied on 7 basins in the state of São Paulo, with areas between 40 and 270 km2, allowing to generate regionalized equations for the velocity parameter 'V' and the concentration time of the basins "tc", useful data to apply the model on non-monitored basins
Doutorado
Recursos Hidricos
Doutor em Engenharia Civil

Orientador: Abel Maia Genovez
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil
Made available in DSpace on 2018-07-23T12:17:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coelho_FernandoSergioAmaral_M.pdf: 3248877 bytes, checksum: 46b0ca500f732080d347d8445feff3e7 (MD5) Previous issue date: 1998
Resumo: Na tentativa de analisar e avaliar metodologias de previsão de respostas hidrólogicas de pequenas bacias hidrográficas, é estudada uma metodologia para gerar o Hidrograma Unitário Geomorfológico (HUG), o qual se baseia na geomorfologia da bacia. São analisadas diferentes formas de se determinar os parâmetros do modelo HUG, usando diferentes escalas de mapas topográficos. Também são avaliados os efeitos da variação de parâmetros do modelo como, por exemplo, a variação da velocidade de escoamento. Para este estudo foram utilizadas três bacias do Estado de São Paulo, com áreas de 38, 67 e 184 km2. Partindo da análise dos mapas topográficos foram calculados os parâmetros do modelo. Das medidas topográficas foram obtidos os parâmetros do modelo geomorfológico de Rodrigues-Iturbe e Valdés, tais como as probabilidades da gota de água cair inicialmente em uma área que drena diretamente para um canal de ordem i e as probabilidades de transição de uma partícula de água de um canal de ordem i para outro de ordem j. Também foi analisada a alternativa de se considerar o valor da velocidade a montante ou não. Foram gerados os hidrogramas de saída, que posteriormente foram comparados com os Hidrogramas Unitários Médios Observados e com os Hidrogramas Unitários(HU) calculados usando os métodos do HU Triangular Geomorfoclimático, o método do HU Triangular do Soil Conservation Service e o método do HU Sintético Regionalizado de Reda. Conclui-se, neste estudo, que o método do HU Regionalizado foi o que apresentou o HU mais próximo do HU observado. Para este estudo, inicialmente, foram utilizados mapas topográficos na escala de 1:50000 e posteriormente nas escalas 1:250000 e 1:10000. Conclui-se que não se deve escolher grandes escalas para bacias com pequenas áreas, pois muitos detalhes da rede de drenagem são perdidos, comprometendo assim uma análise mais apurada. Também não se deve escolher escalas muito baixas, pois além de implicar mais complexidade em riqueza de detalhes não melhorou o resultado. Com relação ao efeito de escala conclui-se que os valores que mais se aproximaram dos observados foram obtidos utilizando-se a escala de 1:50000
Abstract: A methodology is proposed to analyse and evaluate hydrologic response prediction of smalls hydrographic basins. The IHUG was generated based on the basin geomorphology. Themodel' s parameters were analised using different topographic maps scales. The effects of variation of model' s parameters such as, the variation of runoff velocity were also evaluated. The case studies comprehend three hydrographic basins from São Paulo States with 38, 67 and 184km2 respectively. Exploring the concepts presented by Rodrigues-Iturbe and Valdés (1979) on a new methodology of rainfall-runoff transformation, the present works employed the basin geomorphologic pattems for determining the majority of model parameters based on topographic maps measurements. The parameters of the Rodrigues-lturbe and Valdés geomorphologic transformation model such as, transitions probabilities of a water drop from achannel to another of higher order and the probabilities of the drop falling in a area contributing to a channel of given order were also obtained. The generated hydrographs were compared to the observed ones. The model is meanful of obtaining basin's response from physical characteristics.The topographic maps had 1:50,000, 1:250,000 and 1:10,000 scales. On high scales drainage networks details are lost, and low scales didn't improve the results. The results, that were approximated to the observed values, were obtained with 1:50,000 scale
Mestrado
Recursos Hidricos
Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Valter Hernandez
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil
Made available in DSpace on 2018-08-03T17:40:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coelho_FernandoSergioAmaral_D.pdf: 1928715 bytes, checksum: ed64cfe5740e149054f16c783ee6ec9d (MD5) Previous issue date: 2003
Resumo: Na tentativa de analisar e avaliar metodologias de previsão de respostas hidrológicas para pequenas bacias rurais foi desenvolvido um modelo chuva-deflúvio, a partir dos modelos do HUIG e do TOPMODEL. Este novo modelo, híbrido, congrega a leitura fisiográfica feita pelo HUIG e a modelagem da fase terrestre do ciclo hidrológico feita pelo TOPMODEL. Foram avaliados os efeitos da variação dos parâmetros do modelo, como, por exemplo, a variação de velocidade de escoamento. o modelo de Elevação Digital (DEM) foi determinado, a partir de duas cartas topográficas, na escala de 1:50.000, para duas pequenas bacias hidrográficas rurais, com áreas de 38 e 67 km 2, respectivamente. Em uma primeira etapa foram gerados os hidrogramas de saída do modelo TOPMODEL e TOPMODIF para a Bacia do Ribeirão Pirapitingüi e depois comparados com os hidrogramas observados. Posteriormente repetiu-se todo o processo para a Bacia do Ribeirão Palmital. Conclui-se que o modelo TOPMODEL apresentou melhores resultados para as duas bacias, em relação ao TOPMODIF, porém com valores bem próximos
Abstract: A methodology is proposed to analyse and to evaluate hydrologic response prediction of smalls hydrographic basins. It was developed a hybrid model with the methodology of HUIG and TOPMODEL. The new model was naming of TOPMODIF. 80th models was generated based on the basin geomorphology. The model's parameters were analised using two hydrographic basins from São Paulo State with 38 e 67 km2 respectively. The effects of variation of model's parameters such as, the variation of runoff velocity were also evaluated.
Doutorado
Recursos Hidricos
Doutor em Engenharia Civil

Los objetivos de la presente tesis son la identificación de la peligrosidad en las intersecciones de ramblas con carreteras, y la aplicación de diferentes índices, producto de análisis cuantitativos y valoraciones cualitativas basadas en un extenso trabajo de campo reunido en fichas descriptivas. Se analizan las diferentes obras de drenaje que afectan al área de estudio, sus funciones y requerimientos para optimizar el tipo de diseño, la ubicación y la eficiencia de las obras de drenaje transversales a los flujos de avenida. Ello sirve de base para conocer la peligrosidad de los cruces de carreteras con ramblas que depende del nivel de exposición de las infraestructuras viarias y del tipo de cruce de carretera.Para la obtención de datos de caudal se ha empleado el método del hidrograma unitario (MHU) y el método racional modificado (MRM), así como la integración de métodos de geometría hidráulica y técnicas de teledetección. Complementariamente, se ha realizado una modelización hidráulica y la aplicación de modelos empíricos para la estimación de la erosión del lecho y transporte de fondo.Otro objetivo del estudio es la definición de propuestas de gestión de los datos sobre peligrosidad orientadas a estrategias y planes de protección civil. El uso de visores por parte de las autoridades competentes, la integración, mantenimiento y manejo de los datos, así como la creación de un Atlas interactivo de peligrosidad hidrológica e hidromorfológica en carreteras son aplicaciones prácticas concretas de la tesis.
The objectives of this thesis are the identification of the hazard at intersections between ephemeral channels and roads, and the application of different rates, resulting from quantitative and qualitative assessments based on important fieldwork stored in descriptive sheets.Different drainage affecting the study area are analyzed, their functions and requirements to optimize the design type, the location and the efficiency of cross drainage works to flood flows. This serves as a starting point to learn about the dangerous road junctions to ephemeral channels depending on the level of exposure of road infrastructure and the type of road crossing.To obtain flow data has been used the unit hydrograph method (UHM) and the modified rational method (MRM) and the integration of hydraulic geometry methods and techniques of remote sensing. Additionally, a hydraulic modeling has been run and the application of empirical models for estimating the bed erosion and bedload transport.Another objective of the study is define proposals for data management about hazard focused to strategies and plans for protection of citizens. The use of web viewers by the competent authorities, integration, maintenance and management of data and the creation of an interactive atlas and hydrological and hydromorphological hazards on roads are actual practical applications of the thesis.

Ingeniero Civil
Durante los últimos años en el mundo se ha observado un aumento de la frecuencia de inundaciones, las que pueden ser muy destructivas, siendo necesario proveer de sistemas de alerta que permitan estar preparados ante estos eventos extremos. Los sistemas de alerta de crecidas han demostrado ser rentables ya que sus costos son bajos en comparación a los impactos que éstas generan. Actualmente en Chile existe un sistema de monitoreo realizado por la Dirección General de Aguas (DGA), en el que si un caudal umbral se sobrepasa se declara una alerta. Además, existen relaciones de pronóstico de caudales en algunas estaciones mediante el uso de modelos autorregresivos con variable exógena (ARX), generados en el año 1987 por BF Ingenieros. Sin embargo, muchas de estas relaciones no se encuentran operativas, por diversas razones. Este trabajo propone actualizar el sistema de alerta de crecidas utilizando modelos de redes neuronales, que han demostrado obtener mejores resultados en la predicción de caudales en tiempo real que los modelos utilizados en el Sistema Nacional de Alerta de Crecidas (SNAC), para lo cual se utilizan las cuencas piloto Curanilahue en Curanilahue y Cautín en Cajón. Además, para cuencas pequeñas de rápida respuesta hidrológica se propone aplicar el Sistema Guía para Crecidas Repentinas (SGCR) junto con la aplicación del hidrograma unitario con pulsos horarios de precipitación, para lo cual se utiliza la cuenca piloto Curanilahue en Curanilahue. La aplicación de la metodología permitió encontrar redes neuronales óptimas para cada cuenca, una para la cuenca del río Curanilahue con predicciones aceptables hasta las 3 horas de antelación, con eficiencias NSE y R2 superiores a 0,81 y otra para la cuenca del río Cautín en Cajón con predicciones aceptables hasta las 12 horas de antelación, con eficiencias NSE y R2 superiores a 0,95. Además, para la cuenca del río Curanilahue en Curanilahue los resultados del SGCR son aceptables cuando se utiliza un pronóstico perfecto de precipitación (con porcentajes de acierto entre 67 y 100% dependiendo del tipo de alerta y sin falsas alarmas), sin embargo, es altamente dependiente de que estos pronósticos sean precisos. Algo parecido ocurre con la metodología del hidrograma unitario, la cual es más conservadora (con porcentajes de acierto similares y porcentajes de falsa alarma entre 0 y 50% dependiendo del tipo de alerta). Se concluye que los modelos de redes neuronales presentan mejores resultados en comparación a la situación actual, por lo que se podrían utilizar como sistemas de alerta con mayores tiempos de antelación. Para crecidas repentinas es útil la implementación de metodologías como el SGCR y el hidrograma unitario, cuando se tengan pronósticos precisos de precipitación.