207425213 Estudio Hidrologico e Hidraulico Informe Final Completo

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  • PRESTIGYO 1

    ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y

    EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO

    DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO

    SANTIAGO Y EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO

    DESANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE

    DURANGO

    ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO

    INFORME:

    JULIO 2013

  • PRESTIGYO 2

    ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y

    EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO

    INFORME DEL ESTUDIO HIDROLOGICO.

    CONTENIDO:

    INTRODUCCIN

    Antecedentes

    Objeto del estudio

    CONDICIONES NATURALES DE LA CUENCA

    Hidrografa

    Fisiografa

    Geologa

    ANLISIS DE INFORMACIN DISPONIBLE

    Informacin climatolgica

    Informacin hidromtrica

    CLCULO DE PARMETROS HIDROLGICOS

    Coeficientes de escurrimiento C y nmeros de escurrimiento N

    Curvas I-d-Tr

    Lluvia de diseo y lluvia en exceso

    CLCULO DEL GASTO DE DISEO PARA DISTINTOS PERIODOS DE RETORNO TR

    Mtodos estadsticos

    Mtodos hidrolgicos

    Mtodos empricos

    Seleccin del gasto de diseo

    CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

  • PRESTIGYO 3

    ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y

    EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO

    INFORME DEL ESTUDIO HIDROLOGICO.

    INTRODUCCIN.

    En la actualidad, la prediccin hidrolgica es uno de los aspectos ms importantes de la llamada

    hidrologa aplicada que se utiliza en zonas expuestas a posibilidad de inundaciones.

    Las predicciones hidrolgicas son de vital importancia en conexin con la regulacin racional del

    escurrimiento normal y extraordinario (avenidas), el riego, los suministros de agua potable y la

    generacin de energa electica. Los avisos o predicciones de avenidas son importantsimos en cualquier

    parte donde las avenidas causan daos materiales a poblaciones urbanas, rurales y en la construccin de

    obras hidrulicas y donde desorganizan las actividades normales y amenazan la vida humana.

    Las predicciones ms precisas son las que ms se pueden anticipar en un aviso (cuencas grandes) y

    desafortunadamente, las menos precisas son las que slo se pueden pronosticar a menor plazo (cuencas

    pequeas), porque en las cuencas grandes (A > 5000 km2.) la anticipacin con la cual se puede efectuar la

    alerta es suficiente y de buena garanta, con base a los registros de las posibles estaciones hidromtricas

    existentes de aguas arriba.

    En cuencas medianas (A comprendida entre 150 y 5000 km2.), el tiempo que tarda la onda de avenida es

    corto y habr que adelantarse a su formacin y predecirla en funcin de las precipitaciones que la

    originan. Finalmente, en cuencas pequeas (A< 150 km2.), el tiempo transcurrido entre la llegada de la

    lluvia y la presencia de la avenida es francamente muy corto, por lo que es preciso recurrir a la prediccin

    de las tormentas que generan la avenida, mediante radar o satlite. A pesar de los errores que tal mtodo

    lleve consigo.

    El estudio que nos ocupa es el correspondiente a aquel de tipo hidrolgico e hidrulico, a realizar en los

    cuerpos de aguas fluviales denominados ro Santiago y arroyo el Tagarete, ubicados en el municipio de Santiago Papasquiaro, precisamente en la cabecera municipal y ciudad con el mismo nombre y que se

    generan a partir de una cuenca mediana y una pequea respectivamente.

    El manual de proteccin civil establece lo siguiente:

    -Las inundaciones se presentan como consecuencia de lluvias intensas en diferentes regiones del territorio

    nacional. Algunas se desarrollan durante varios das, pero otras pueden ser violentas e incontenibles en

    pocos minutos. Las fuertes lluvias generan tres peligros: las inundaciones, los torrentes y los deslaves.

    -Si se vive en un rea baja y plana, cercana a un ro, al mar o aguas abajo de una presa, es necesario estar

    preparados para enfrentar las posibles inundaciones y responder adecuadamente.

    -As mismo, si se vive en caadas o cerca de los cauces de los ros, es necesario tener cuidado con el agua

    que se desborda de su cauce natural, generando corrientes que pueden arrastrar piedras, lodo, troncos de

    rboles y otros escombros.

    -El tercer peligro es ocasionado por el reblandecimiento de los suelos por las lluvias y la inmoderada tala

    de rboles, que facilita el desprendimiento de las masas de tierra en las laderas de los cerros, o cortes de

    caminos.

    -Salvo las inundaciones intempestivas que se pueden presentar en las riberas de los ros o en zonas

    aledaas a las presas, las dems generalmente tienen un proceso de generacin gradual que hace posible

    tomar medidas suficientes para evitar o aminorar los daos que causan a la poblacin. Asimismo, en

    algunos casos la inundacin es una contingencia provocada por un cicln; en otros, son lluvias

    torrenciales aisladas difciles de predecir que, aunadas a la ubicacin inadecuada de las viviendas,

    propician los desastres.

  • PRESTIGYO 4

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    EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO

    ANTECEDENTES.-

    Santiago Papasquiaro es la cabecera del municipio del mismo nombre. La ciudad de Santiago Papasquiaro

    se encuentra a los 25o 02 47 de latitud Norte y a 105o 25 30 longitud oeste del Meridiano de

    Greenwich. Esta al Noroeste del la capital del estado, Durango, Durango a una distancia de 168

    kilmetros. La altura de Santiago sobre el nivel del mar es de 1,720 metros. El centro de la ciudad es de

    tipo colonial, pero desgraciadamente esto est desapareciendo para dar paso a modernas construcciones.

    El clima en Santiago Papasquiaro es templado y seco, y tiene una gran oscilacin trmica. En Santiago se

    puede practicar todo tipo de deportes o actividades de recreo, pues en ninguna temporada el clima es

    extremoso.

    La situacin geogrfica de Santiago Papasquiaro y la falta de un drenaje pluvial eficiente, es causa de

    severas inundaciones, que causan daos a las vas de comunicacin y viviendas, segn ha quedado

    demostrado cada vez que las precipitaciones pluviales son intensas.

    En todos los lugareos existe la conciencia de que hacen falta slo 20 minutos de intensas lluvias, para

    causar caos vial por los deslaves, convertirse las calles en verdaderos arroyos de escurrimiento pluvial,

    crecimientos del arroyo Tagarete y accidentes vehiculares.

    Ya se han dado casos de escurrimientos que han procurado que por lo menos 15 viviendas se inunden y

    resulten con daos, debido a la gran cantidad de agua que en un dado caso sueltan las nubes.

    Con este antecedente inmediato, bomberos y rescatistas tienen que mantenerse preparados de manera

    continua, cuando la temporada de lluvias inicia su apogeo, Y lo que pudiera representar un beneficio para

    el campo, resulta en causa de daos a la zona urbana.

    Existe el antecedente de que hay zonas de Santiago Papasquiaro, que se inundan incluso de aguas negras,

    al brotar de las alcantarillas el lquido sucio mezclado con el de las lluvias, lo que representa un peligro

    para la salud de los afectados, segn lo han denunciado autoridades de salud.

    Habitantes de 15 colonias y 13 poblados a orillas del ro Santiago y arroyo El Tagarete se mantienen en

    alerta ante posibles inundaciones por estar ubicadas en zona de riesgo. En pocas de lluvias

    constantemente las autoridades de la ciudad indican se hagan recorridos diarios por el ro Santiago y

    arroyo El Tagarete para prevenirse de cualquier creciente de aguas broncas provenientes de la Sierra de

    Pueblo Nuevo.

    El peligro es evidente e inminente para cientos de personas que se asentaron en estos lugares de alto

    riesgo desde hace varios aos por la necesidad de viviendas.

    Santiago Papasquiaro est clasificado como una zona susceptible de inundaciones, de acuerdo con el

    Mapa de Zonas de Peligro por Inundaciones en la Repblica Mexicana; de hecho, la zona Noroeste del

    estado de Durango est ubicada en un rango de medio a alto riesgo. Esta calcificacin marca que el

    municipio est propenso a sufrir inundaciones de tipo pluvial, fluvial y por fallas en la infraestructura

    hidrulica.

    Manifiestan mayor peligro y vulnerabilidad los asentamientos humanos establecidos en las riveras de los

    arroyos y el ro que cruza la ciudad y el municipio, a causa del ro Santiago como son: fraccionamiento

    Real Campestre, colonias La Turbina, La Alameda, Zona Centro, colonias Santa Mnica, Los Nogales,

    La Haciendita, Hermanos Revueltas y Heberto Castillo.

    A causa del arroyo El Tagarete: colonias CNOP, Arroyo del Tagarete, El Parque, Quinta Magisterial,

    Espaa y Centro.

    En la zona rural, la parte alta, a causa del ro Santiago: La Alameda, Tenerapa, Los Pachones, San Miguel

    de Papasquiaro, Sandovales, Aranas, La Lagunita, San Nicols, entre muchas otras comunidades anexas.

    De la zona ro abajo: La Estancia, El Tambor, Los Martnez, Atotonilco y J. Salom Acosta, entre otras

    comunidades anexas.

  • PRESTIGYO 5

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    EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO

    Dentro de la zona de la Sierra y las Quebradas, existe el riesgo de que algunas comunidades queden

    aisladas, a causa de algn desastre natural, debido a la gran cantidad de arroyos que cruzan por las

    comunidades asentadas a los mrgenes de los mismos y a la abrupta orografa de estas zonas.

    Las familias asentadas en lugares de alto riesgo a inundaciones nunca estuvieron consientes del peligro, o

    ms bien a ste se sobrepuso la necesidad de contar con un sitio para la vivienda; hoy el reubicarlos

    resulta dificultoso pues sera muy costoso para el Gobierno. Adems, Santiago Papasquiaro carece de

    reas de crecimiento urbano.

    Hasta el momento no ha habido peligro, ya que las lluvias han sido muy dispersas, pero siempre existe la

    posibilidad de cualquier contingencia que pudiera generar una emergencia, tomando en cuenta que los

    arroyos y el ro se alimentan de las aguas broncas de la zona serrana de Pueblo Nuevo.

    Actualmente la poblacin ha desarrollado un ejercicio de previsin cuando hay crecientes en la zona

    serrana, para que en la forma ms inmediata posible en Santiago se d la alerta para prevenir

    inundaciones; incluso, se cuenta con lugares o albergues en caso de evacuaciones.

    Por otro lado, la urbanizacin en Santiago Papasquiaro no ha sido del todo planeada; motivo por el cual

    las necesidades de vivienda se sobreponen a las medidas de seguridad, es decir no se mide el peligro,

    falta formar conciencia en las personas.

    28 Lugares del municipio son los ms vulnerables a inundaciones, debido a su ubicacin geogrfica y

    proximidad con los arroyos y el ro Santiago.488 Milmetros de lluvia es el promedio desde 1939 al 2005

    en Santiago, segn el Mapa de Zonas de Peligros por Inundaciones en la Repblica Mexicana. Fue el

    2004 el que resulto ser un ao de los ms lluviosos en esta regin del Noroeste con un promedio de 824.2

    milmetros de lluvia, lo cual gener inundaciones en varias colonias y poblados.

    OBJETO DEL ESTUDIO

    Es objetivo de este estudio efectuar el anlisis hidrolgico e hidrulico del rio Santiago y del arroyo el

    Tagarete pertenecientes al municipio de Santiago Papasquiaro del estado de Durango, para establecer el

    grado de avenidas que estos cuerpos de aguas fluviales presentan y pueden presentar a futuro y el nivel de

    aguas que pueden presentar sus escurrimientos en base a las precipitaciones y caractersticas de sus

    cuencas particulares, con el propsito de establecer con estos niveles de flujo y en base a un

    levantamiento topogrfico de un tramo de 4 kms. Para el rio Santiago y 2 kms. Para el arroyo el Tagarete,

    el nivel de aguas mximas ordinarias (NAMO) para estar en condiciones de establecer con esto la zona

    federal correspondiente a los cauces de estos flujos, con el propsito principal de disminuir daos y

    riesgos a construcciones inmuebles y adems evitar asentamientos humanos aledaos dentro de dicha

    zona demarcada.

  • PRESTIGYO 6

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    CONDICIONES NATURALES DE LA CUENCA

    HIDROGRAFA

    En el municipio de Santiago Papasquiaro los ros que van al Ocano Pacfico tienen un largo recorrido,

    mientras que los que bajan del Valle de Santiago son de corto curso, entre los primeros, se cita como

    principales los que forman el ro o quebrada de San Gregorio, que son los arroyos de San Nicols y de

    Torren. Adems, bajan al ro de Tepehuanes los arroyos de Tovar y de Fragoso.

    En su vertiente oriental descienden de la sierra para confluir en el Ro de Santiago Papasquiaro, el arroyo

    de los Pachones y de Tagarete, que se une en el lugar en que se levanta la cabecera de la municipalidad y

    pasa por los importantes pueblos de Grame de Arriba y de Abajo. El Ro de Santiago corre de Sur a

    Norte desde su nacimiento en la cumbre de la sierra.

    La cuenca del ro Santiago, se ubica ntegramente dentro de los lmites del estado de Durango. Y

    comprende parte de los municipios de Durango, San Dimas, Canatln y el propio Santiago Papasquiaro.

    Esta cuenca se desarrolla entre los paralelos 24 00' y 25 10' de latitud norte y los meridianos 105 02' y

    los 105 38' de longitud WG. La forma de la cuenca es de tipo alargada, con un ancho medio de 30 km

    aproximadamente, teniendo como colector principal al rio Santiago que se localiza ms o menos al centro de la cuenca prcticamente formando un eje. La cuenca se emplaza al oriente de la cuenca del ro

    Piaxtla y al occidente de la sierra del Epazote.

    El ro Santiago nace en las estribaciones del norte y del este de la Sierra Madre Occidental,

    especficamente en un lugar denominado Agua Zarca, dentro del municipio de Durango, Dgo. El parte aguas de la cuenca hidrogrfica que lo limita se encuentra a elevaciones que alcanzan entre los

    2,647 m.s.n.m. Y los 3,022 m.s.n.m. El rumbo general del flujo es NNW. Este ro pasa por la poblacin

    de Santiago Papasquiaro, Dgo. Del cual deriva su nombre obviamente, esta poblacin se encuentra

    situada aproximadamente a unos 15 km aguas arriba de la confluencia con el ro Tepehuanes. El rio Santiago a travs de su recorrido va recibiendo aportaciones de gasto tributarias de varios arroyos secundarios no identificados o nomenclaturizados. El rio Santiago as constituido viene a ser uno de los principales afluentes formadores del ro de Ramos, que es uno de los ros importantes que descargan sus aguas a la presa de almacenamiento Lzaro Crdenas. La cuenca del ro Santiago tiene una superficie aproximada de 3,095 km2 y tiene una longitud de

    trayectoria aproximada de 208 km, desde su origen hasta su confluencia con el ro Tepehuanes, en las proximidades del poblado de Atotonilco. El tramo en estudio que nos ocupa en este caso, comprende 4.0 km del ro Santiago, iniciando aguas arriba de la presa derivadora de San Juan Bautista y terminando en las orillas del poblado Diez de Abril.

    Por otro lado el arroyo El Tagarete nace al Noroeste del municipio de Santiago Papasquiaro, a 13 Km. aproximadamente de la comunidad de Cinega de Salpica el Agua, dentro del mismo municipio de Santiago Papasquiaro, Dgo. El parteaguas del arroyo el tagarete se localiza a elevaciones que alcanzan hasta los 2,745 metros, el arroyo tiene un rumbo general de escurrimiento SSE. Este arroyo cruza por las

    poblaciones de Los Adobes, Cerro Colorado, Garame de Arriba, Garame de Abajo, presa la Maquina y el propio Santiago Papasquiaro, Dgo, siendo este ltimo lugar donde confluye con el ro Santiago. Tambin a travs de su recorrido se van sumando escurrimientos tributarios de varios arroyos secundarios no identificados y as mismo se considera como uno de los principales afluentes formadores

    del ro de Santiago. El arroyo El Tagarete drena una rea aproximada de 127.86 km y tiene una

  • PRESTIGYO 7

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    longitud de trayectoria aproximada de 32.61 km, desde su inicio hasta su confluencia con el ro

    Santiago, en las proximidades de la cabecera municipal de Santiago Papasquiaro. El tramo en estudio para este caso, comprende 2.0 km del arroyo El Tagarete, que inician en la confluencia de este con del rio Santiago hacia aguas arriba.

  • PRESTIGYO 8

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    AREA DE LA CUENCA DEL RIO SANTIAGO

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    FISIOGRAFA

    El municipio pertenece a la provincia de la sierra madre occidental (100%) en la subprovincia de la gran

    meseta, caadas (64.3%), sierras y llanuras de Durango (35.7%). El sistema de topoformas lo conforman

    la superficie de gran meseta con caadas (42.5%), sierra alta con caones en la zona de Las Quebradas(21.7%), bajada con lomero (6.6%), lomero con mesetas (6.4%), llanura aluvial (4.9%), siera baja (2.7%), sierra alta (2.7%) y valle intermontanao Valle de guatipam(0.1%).

    La geomorfologa del municipio de Santiago Papasquiaro corresponde a aquella unidad de meseta con

    caadas, ocupando gran parte del territorio municipal y ubicndose en la parte central del municipio, en la

    parte occidental se caracteriza por la sierra alta con caones. La parte nororiental queda definida por

    lomeros con mesetas y las unidades geomorfolgicas que rodean los valles intermontanos (caso de la

    cuenca del rio Santiago), son las bajadas con lomeros. Las caractersticas de las zonas planas como

    llanuras aluviales y valles intermontanos han permitido el desarrollo agrcola y urbano

    AREA Y FORMA DE LA CUENCA DEL RIO SANTIAGO

  • PRESTIGYO 13

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    GEOLOGA

    La geologa de la cuenca est prcticamente definida dentro de la cuenca por rocas de tipo sedimentario

    con la unidad de conglomerados polimicticos que suprayacen a rocas de tipo volcnico extrusivo como

    son las tobas riloiticas, brechas

    La geologa de la cuenca es propia de la perteneciente a la provincia de la SMO (sierra madre occidental),

    est dominada por conjuntos de rocas gneas asociados a diferentes episodios magnaticos que resultaron

    de la subduccin de la placa de norteamerica; rocas plutnicas y volcnicas del cretcico superior; rocas

    volcnicas andesiticas y en menor medida, dacitico-riloiticas del eoceno; ignimbritas silcicas emplazadas

    en dos pulsos principales en el Oligoceno temprano y el Mioceno temprano; coladas basltico-andesiticas

    extravasadas despus de cada pulso ignimbritico; coladas de basaltos e ignimbritas alcalinos emplazados

    generalmente en la periferia de la SMO en diferentes episodios del Mioceno tardo. Plioceno y

    Cuaternario.

    Se caracteriza la cuenca por estar emplazada en un piso volcnico formado por rocas gneas de tipo

    extrusivo como son las (Tom Ig-TR) ignimbritas y tobas rioliticas del terciario oligoceno, que subyace a

    una capa de tobas rioliticas ignimbritas del terciario Oligoceno que a su vez subyace a conglomerados polimicticos del terciario Neoceno (TnCgp), esta unidad se localiza en gran parte del rea de la cuenca

    formando el flanco de la porcin oeste de la misma aflorando muy superficialmente dejando una capa de

    suelo muy delgada por encima de ellos donde se generan los pastizales, superficialmente a esta capa de

    rocas se localiza formando lunares de poca extensin dentro de la cuenca los de depsitos aluviales del

    cuaternario que se localizan sobre todo en el lecho del rio y sus zonas ribereas , tanto las riolitas como el

    conglomerado son los dos tipos de rocas ms abundantes en el are de la cuenca dejando un porcentaje

    muy bajo a la tobas rioliticas-ignimbritas, sobre el flanco derecho sobre todo ubicadas en las partes altas

    de la sierre y a los asomos de (TpaeA-BvA) que se localizan sobre el flanco izquierdo de la cuenca

    formando lunares comnmente de menor porcentaje relativo de la cuenca de estudio.

    La zona de estudio y emplazamiento de la cuenca se ubica en la subprovincia de sierras y llanuras de

    Durango, tiene mayor diversidad en cuanto al sustrato litolgico, siendo ms frecuentes las rocas de tipo

    gneo extrusivo de tipo acido y los conglomerados de tipo sedimentario, los sistemas de topoformas ms

    comunes en esta subprovincia son: lomeros con mesetas, llanura aluvial (la del rio Santiago), lomero con

    caada y valle intermontano con lomero.

  • PRESTIGYO 14

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    AREA Y FORMA DE LA CUENCA DEL RIO SANTIAGO

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    ANLISIS DE INFORMACIN DISPONIBLE

    INFORMACIN CLIMATOLGICA

    La informacin climatolgica disponible que fue utilizada en el anlisis hidrolgico fue muy general y en

    realidad solo se dispuso de la que aportaron las estaciones del SMN nmeros 00010077 y 00010100 que

    se localizan en la ciudad de Santiago Papasquiaro con coordenadas: latitud: 2503'00" N.; longitud:

    10527'00" W.; y; latitud: 2503'00" N.; longitud: 10524'55" W. respectivamente. Adems de la

    precipitacin mxima mensual obtenida por el transcurso de 74 aos (periodo 1938 a 2011), de estas dos

    estaciones una se encuentra suspendida. Pero adems solo se consignaron los datos de precipitacin para

    establecer la posible duracin de una tormenta de diseo.

    INFORMACIN HIDROMTRICA

    Como en la cuenca de estudio no se tienen estaciones de este tipo desde aguas arriba hasta el lugar de

    estudio no fue posible estimar avenidas de los cauces en forma ms aproximada en base a registro de

    avenidas histricas como hubiera sido preferible, para relacionarlas con las precipitaciones, y utilizar una

    metodologa de prediccin ms confiable. Por lo tanto estas avenidas fueron obtenidas con una mezcla de

    procedimientos estadsticos y el uso de formulas empricas para despus ser cotejadas y comparadas con

    la obtenidas el mtodo de seccin pendiente, para corroborar su confiabilidad, adems se aplic el

    procedimiento del hidrograma unitario triangular para efectuar comparativas entre los resultados y

    seleccionar el ms idneo.

    CLCULO DE PARMETROS HIDROLGICOS

    COEFICIENTES DE ESCURRIMIENTO C Y NMEROS DE ESCURRIMIENTO N

    Para la obtencin de los coeficientes de escurrimiento se utilizo la cartografa proporcionada por el INEGI

    aplicando el programa ARC GIS, con el que fue posible medir los parmetros a aplicar de acuerdo a las

    caractersticas de la cuenca.

    CURVAS I-D-TR

    No aplico este clculo por falta de informacin estadstica en la duracin de tormentas

    LLUVIA DE DISEO Y LLUVIA EN EXCESO

    La determinacin de la lluvia de diseo est en funcin del tipo de precipitaciones y su frecuencia y se

    estableci efectuando mtodo probabilstico, la determinacin de la cantidad de agua de lluvia en exceso

    es funcin directa de las caractersticas fisiogrficas de la cuenca, las cuales son significativas para este

    objeto, as como del uso del suelo, la cobertura vegetal, textura y condicin hidrolgica de esta. Estos

    ltimos factores son utilizados para definir lo que se conoce como coeficiente de escurrimiento C o nmero de escurrimiento, los cuales son utilizados para el clculo del gasto que puede escurrir en una cuenca hidrolgica a partir de la intensidad de la lluvia o la altura de precipitacin mxima en 24 horas.

    Para la determinacin de C se utilizaron las tablas 2.1 2.2 propuestas por el propio mtodo o en su defecto las tablas 2.3 ; 2.4, complementadas con la 2.5 Propuestas por el Soil Conservation Service de

    los E.U.(USSCS SCS)

  • PRESTIGYO 19

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    Para el caso de la determinacin de N (nmero de escurrimiento) se utilizaron las siguientes tablas:

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    Para tomar en cuenta las condiciones inciales de humedad del suelo, se hace una correccin al nmero de

    escurrimiento obtenido de la tabla 3.6, segn la altura de precipitacin acumulada cinco das antes de la

    fecha de inters (hp 5) conforme a los siguientes parmetros:

    a) S; hp < 2.5 cms. Se hace la correccin. b) S; 2.5 < hp 5 < 5 cms. No se hace la correccin. c) S; hp 5> 5 cms. Se hace la correccin B

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    CLCULO DEL GASTO DE DISEO PARA DISTINTOS PERIODOS DE RETORNO TR

    Para el caso no se dispone de informacin estadstica suficiente, porque se tienen los siguientes

    inconvenientes:

    -no se cuenta en la cuenca de estudio con una buena cantidad de estaciones pluviomtricas distribuidas

    adecuadamente en la zona de la cuenca como para definir una precipitacin media ms confiable por los

    mtodos tradicionales de thiessen o de isoyetas, pero ni siquiera para establecer un promedio aritmtico.

    -no se pueden utilizar los datos de estaciones cercanas porque las que se localizan para el caso presentan

    caractersticas muy distintas en el comportamiento climtico si consideramos que hacia el poniente se

    tiene zona serrana que desemboca flujos al estado de Sinaloa, y hacia el oriente se tiene una zona ms

    desrtica, pero ademas que la propia cuenca de estudio que se considera como una zona de transicin

    entre las dos mencionadas por las caractersticas particulares que presenta como son su alargamiento, su

    cubertura, sus suelos y hasta su climatologa que impide semejarlas a las adyacentes, como para efectuar

    ajustes de registros y/o extrapolar valores, por lo tanto cualquier intento de correccin por comparacin

    de estaciones es inaplicable al caso pues se estudio y observ que estas estaciones difieren mucho con

    respecto a los datos estadsticos de la cuenca de estudio.

    - no se cuenta con informacin estadstica referente a tipos, duracin, extensin y frecuencia o periodo de

    retorno de tormentas, ni se cuenta con datos de avenidas histricas que permitan relacionarlas con

    registros pluviogrficos en las fechas respectivas, por lo que hace imposible generar envolventes de

    curvas precipitacin-rea-duracin (hp-A-D).

    - no se cuenta con registros hidromtricos de gastos histricos aforados en el rio porque no existen

    estaciones de esta naturaleza en ningn punto del rio en la zona de estudio.

    - no se cuenta con informacin hidromtrica de avenidas mximas anuales, por lo cual es imposible

    aplicar mtodos estadsticos o probabilsticos que den resultados aproximados ms seguros y aceptables

    de acuerdo a las lluvias.

    Por estas circunstancias y por los requerimientos de la CNA. Los mtodos que es preferible aplicar sern

    los de tipo estadstico, tipo emprico y/o los mtodos hidrolgicos o de relacin lluvia-escurrimiento,

    procurando determinar en base a la experiencia y un criterio conservador el gasto de diseo.

    Se aplicaran diferentes mtodos de anlisis empricos de los ms confiables y utilizados para cuencas

    pequeas y/o medianas como las del caso, para finalmente adoptar la ms confiable despus de una

    comparativa con un anlisis seccin pendiente.

    Sabemos que otros mtodos de estimacin de avenidas requieren de un gran paquete de informacin

    hidrometeorologica, tomando en cuenta un gran nmero de factores, pero ante la escasez de datos para

    estimar la avenida mxima en cuencas de pequea extensin y poco pobladas como el caso de la del

    arroyo el tagarete, la aplicacin de formulas empricas permite conocer en forma rpida el orden de

    magnitud de la avenida, sin tener que recurrir a la recopilacin hidromtrica. La ventaja principal de la

    utilizacin de las formulas empricas radica en la facilidad y rapidez para estimar la magnitud de una

    avenida, y como en el caso que nos ocupa se desea representar de una manera fcil los resultados

    obtenidos con estudios racionales de avenidas en el rio o cuenca, por falta de informacin. Entendindose

    por estudio racional de avenidas mximas el que utiliza suficientes datos reales de avenidas o aplica

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    criterios de estimacin para que con base a los resultados obtenidos se concluya el probable hidrograma

    de la avenida que se estima. Como la cuenca del rio Santiago se considera de tipo grande, ser preferible

    en este caso utilizar mtodos de relacin lluvia-escurrimiento que permitirn establecer con ciertas

    reservas el gasto de avenida adems de los ya enunciados.

    Es sumamente comn que no se cuente con registros adecuados de escurrimiento en los sitios de inters

    para determinar los parmetros necesarios para la evaluacin de avenidas. En general los registros de

    precipitacin son ms abundantes que los de escurrimiento y, adems, no se afectan por cambios en la

    cuenca a nivel significativo como pueden ser talas o desmontes, erosiones, construccin de

    infraestructuras hidrulicas, etc. Por ello, es conveniente contar con mtodos que permitan determinar el

    escurrimiento en una cuenca mediante las caractersticas de las mismas y la precipitacin. Las

    caractersticas de la cuenca se conocen por medio de planos topogrficos y de uso de suelo, y la

    precipitacin a travs de mediciones directas en el caso de prediccin de avenidas frecuentes.

    Los principales parmetros que intervienen en el proceso de conversin de lluvia o escurrimiento son los

    siguientes:

    1.- rea de la cuenca.

    2.- Altura total de precipitacin.

    3.-Caracteristicas generales o promedio de la cuenca como son:

    Forma, Pendiente, Vegetacin, Suelos, Clima, etc.

    4.- Distribucin de la lluvia en el tiempo.

    5.-Distribucion en el espacio de la lluvia y de las caractersticas de la cuenca.

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    MTODOS ESTADSTICOS O PROBABILISTICOS.

    Los mtodos estadsticos tienen la desventaja de que nicamente permiten estimar el pico de la avenida

    de diseo lo cual resulta muy poco confiable dado que los registros histricos rara vez son mayores de 50

    aos, y al asignar un periodo de retorno a la avenida de diseo se deja siempre una posibilidad de falla en

    la estimacin del gasto de avenida lo cual resulta inadmisible, es por esto que siempre es muy necesario

    contar con una tormenta de diseo. Pero en este caso no se cont con informacin histrica de tormentas

    ni de su duracin.

    Por otro lado para la realizacin de anlisis estadsticos de escurrimientos mensuales o de eventos

    extraordinarios que ocurren a intervalos de tiempo relativamente corto, por decir, gastos mximos durante

    la poca de avenidas, se requiere de estaciones hidromtricas que puedan evaluar el tipo y ocurrencia de

    estos fenmenos as como cuantificar el escurrimiento oportuno, como en nuestro caso no existen

    estaciones de este tipo en la cuenca no se cuenta con esta estadstica de gastos.

    En nuestro caso ante la falta de informacin disponible y la imposibilidad de contar con datos de aforo se

    utilizo el mtodo logartmico

    ANALISIS PARA EL ARROYO EL TAGARETE DATOS DE LA CUENCA DEL ARROYO EL TAGARETE:

    Propiedad Valor

    Elevacin mxima 2745 m

    Elevacin media 2241 m

    Elevacin mnima 1738 m

    Longitud 32661 m

    Pendiente Media 3.0831 %

    Tiempo de Concentracin 218.96 (minutos)

    rea Drenada 127.86 km2

    Aplicando la formula racional:

    Q = CiA

    Donde:

    Q= gasto de salida de la cuenca cuando alcanza el equilibrio, m3/s.

    C = coeficiente de escurrimiento que varia para cada cuenca y de una tormenta a otra debido a las

    condiciones de humedad inicial.

    i = intensidad media de la lluvia para una duracin igual al tiempo de concentracin de la cuenca, mm/h.

    A = rea de la cuenca km2.

    Supondremos que es una cuenca impermeable y haremos caer uniformemente una lluvia de intensidad

    constante durante un largo tiempo. Al principio el gasto que sale de la cuenca ser creciente con el

    tiempo, pero llegara un momento en el que alcance un punto de equilibrio, es decir, en el que el volumen

    que entra por unidad de tiempo por lluvia sea el mismo que el gasto de salida de la cuenca

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    El tiempo que transcurre entre el inicio de la lluvia y el establecido del gasto de equilibrio se denomina

    tiempo de concentracin, y equivale al tiempo que tarda en pasar del punto ms alejado hasta la salida de

    la cuenca en el punto de estudio.

    Naturalmente, el tiempo de concentracin tc depende de la longitud mxima que debe recorrer el agua hasta la salida de la cuenca y de la velocidad que adquiere, en promedio, dentro de la misma. Esta

    velocidad est en funcin de las perdidas del terreno y los cauces, y de la rugosidad de la superficie de los

    mismos. El tiempo de concentracin lo calcularemos con la siguiente ecuacin:

    Tc = L/3600v

    Donde: Tc= tiempo de concentracin. L= longitud del cauce principal de la cuenca en m.

    v =la velocidad media del agua en el cauce principal en m/s. (aplicamos tablas 3.3.a y 3.3.b)

    Se aprecia que esta frmula no toma en cuenta el recorrido del agua desde que toca la superficie del

    terreno hasta que llega a los cauces.

    Tambin podemos calcular el tiempo de concentracin con la formula de Kirpich. Como se indica a

    continuacin:

    Tc = (0.86 L3/ H)

    0.325

    Donde: Tc=tiempo de concentracin, hrs. L= longitud del cauce principal K, H=desnivel entre los

    extremos del cauce principal.

    Ecuacin de Chow:

    Tc=0.01 (L/ )0.64

    Donde: Tc= tiempo de concentracin en hrs. L= longitud del cauce principal en m. S= pendiente media

    del cauce en %

    Aplicamos:

    Paso 1.- DETERMINACION DE LA INTENSIDAD DE LA LLUVIA ( i );

    En base a la informacin climatolgica, se ocup los datos del pluvimetro de la estacin SANTIAGO, por lo que la intensidad de lluvia se determinara en base a los registros de alturas de precipitacin mxima

    mensual.

    Utilizando el modelo propuesto por Chow:

    Hp=a + b Log (Tr)

    Donde: Hp; es la altura de la precipitacin,(mm). Tr; periodo de retorno, (ao). a,b; parmetros

    estadsticos que definen la funcin;

    Siendo:

    a= [ hp X Log (Tr)2]-[Log (Tr) X hpLog (Tr)]/(n X Log (Tr)2)-[Log (Tr)2]

    b= [ hp Log (Tr) X Log (Tr)]-[hp]/(n X Log (Tr)2)-[Log (Tr)2]

  • PRESTIGYO 29

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    Siendo: n; el numero de datos de la muestra.

    Para aplicar la ecuacin anterior, se debe determinar la hp mxima anual y ordenar los datos de mayor a

    menor para asignarles el periodo de retorno, el cual por tratarse de un anlisis de mximos anuales se

    utiliza la ecuacin de Weilbull,

    Siendo:

    Tr= (n + 1)/m

    Donde: Tr; periodo de retorno, aos. n; nmero de datos. m; numero de orden.

    la ecuacin de regresin corresponde al tipo lineal, es decir: y=a+bx

    Por lo que se tiene la ecuacin:

    hp= a + b Log (Tr ) de donde los parmetros estadsticos calculados para el caso resultan en:

    a= [10 137.80 X 62.46]-[31.23 X 6 382.82]/ (74 X 62.46)-[62.46] =95.15

    b= [6 382.82 X 31.23]-[10 137.80] / (74 X 62.46)-[62.46] =41.49

    Para:

    hp = 10 137.80 Log (Tr) = 31.23 Log (Tr)2 = 62.46 hp Log (Tr) = 6 382.82

    Por lo que la ecuacin final resulta:

    hp= 95.15 + 41.49 Log ( Tr )

    Sabemos que:

    i= (hp)/T

    Por tratarse de una cuenca pequea la duracin de la tormenta es igual al tiempo de concentracin de la

    cuenca.

    Tomando en cuenta el desnivel y la pendiente de la cuenca.

    L= 32 661 m. = 32.66 km. H= 2745 - 1738=1007 m

    Por Kripich Tc= (0.86X32.663)/1007 0.325

    = 3.01 hrs.

    Determinando la altura de precipitacin ligada a un periodo de retorno de 5 aos:

    hp= 93.51 + 40.07 Log ( 5 )=121.51 mm. Para el mes;

    hp= 121.51/30=4.05 mm para 24 horas

    Por Chow:

    Tc= 0.01 ( L/ )0.64

    = 0.01 ( 32 661/3.080.5)0.64

    =5.40 hrs.

    Por lo que finalmente tomando un aproximado de 4 hrs. Podremos calcular una intensidad de lluvia

    acorde a cada periodo de retorno, y a la altura de precipitacin excedente calculada.

  • PRESTIGYO 30

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    DATOS DE ESTACIN CLIMATOLGICA SANTIAGO PROPORCIONADOS POR CNA

    PRECIPITACION TOTAL MENSUAL (mm) AO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

    1938 S/D S/D S/D S/D S/D S/D 174.0 97.0 166.0 4.0 0.0 2.0

    1939 7.0 0.0 0.0 0.0 11.0 66.5 31.0 175.5 76.0 51.0 12.0 79.0

    1940 0.0 0.0 3.0 0.0 28.0 55.0 97.5 85.0 59.0 32.0 98.5 6.0

    1941 0.0 4.0 12.0 6.0 17.0 37.0 140.0 167.5 106.0 58.0 4.0 45.0

    1942 2.0 28.0 0.0 0.0 0.2 0.1 67.9 111.0 79.0 35.0 0.0 0.0

    1943 12.0 0.0 0.0 0.0 249.0 74.0 97.0 132.0 45.0 11.0 14.0

    1944 12.0 2.0 6.0 0.0 0.0 36.0 82.0 109.0 91.0 14.0 56.0 6.0

    1945 10.0 1.0 0.0 0.0 0.9 0.7 127.0 82.0 59.0 23.0 7.0 0.0

    1946 10.0 0.0 0.0 8.0 0.0 60.0 75.0 46.0 86.0 29.0 15.0 77.0

    1947 26.0 0.0 1.0 0.0 0.1 74.0 237.0 189.0 67.0 8.0 0.0 11.0

    1948 0.0 0.0 0.0 1.0 10.0 82.0 87.0 48.0 88.0 27.0 9.0 3.0

    1949 23.0 0.0 0.0 0.0 0.0 71.0 114.0 104.0 175.0 12.0 0.0 27.0

    1950 0.0 0.0 0.0 0.0 15.0 60.0 144.0 43.0 52.0 6.0 0.0 0.0

    1951 0.0 0.0 0.0 0.0 15.0 21.7 85.1 0.0 4.0 0.0 36.0 33.0

    1952 0.0 0.0 0.0 8.0 18.0 37.0 102.0 56.0 6.0 8.0 0.3 23.0

    1953 0.0 23.0 0.0 0.0 4.0 17.0 87.0 135.0 18.0 16.0 1.0 27.0

    1954 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 31.0 113.0 152.0 41.0 40.0 0.0 1.0

    1955 28.6 0.0 0.0 0.0 0.0 26.0 117.0 153.0 165.0 35.0 0.0 0.0

    1956 0.0 S/D 0.0 0.0 15.0 69.5 46.5 92.0 113.0 0.0 16.0 1.0

    1957 2.0 1.0 0.0 0.0 0.0 8.0 111.0 143.0 36.5 106.0 0.0 6.0

    1958 24.0 4.0 16.0 8.0 0.0 126.0 91.0 160.0 220.0 22.0 12.0 7.0

    1959 0.0 0.0 0.0 3.0 2.0 38.0 90.0 136.0 4.0 33.0 0.0 5.0

    1960 26.0 1.0 0.0 1.0 0.0 38.0 116.0 138.0 61.0 74.0 0.0 14.0

    1961 27.0 0.0 0.0 27.0 0.0 134.0 202.0 122.0 85.0 6.0 3.0 42.0

    1962 0.0 0.0 6.0 5.0 0.0 28.0 110.0 116.0 72.0 17.0 0.0 0.0

    1963 3.0 0.0 0.0 0.0 52.0 78.0 145.0 179.6 114.5 33.0 6.0 43.0

    1964 5.0 8.0 14.3 0.0 8.6 80.4 198.9 83.6 161.7 22.4 0.0 6.5

    1965 6.8 6.9 0.0 0.0 0.0 22.1 90.6 107.3 98.2 6.0 4.0 39.0

    1966 22.0 5.0 0.0 0.0 0.8 7.3 87.5 179.0 81.0 25.0 8.0 11.0

    1967 2.0 0.5 0.0 1.0 0.0 25.3 108.0 269.0 89.0 2.6 0.4 1.7

    1968 3.2 0.0 58.0 0.0 8.5 3.5 16.3 6.4 16.2 S/D 1.3 26.0

    1969 8.0 0.0 0.0 0.0 0.0 16.0 161.0 95.0 58.0 51.0 22.2 28.0

    1970 0.8 5.0 0.3 0.0 0.4 68.0 6.8 131.0 191.7 0.4 0.0 0.0

    1971 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 121.0 103.0 200.0 49.0 34.0 0.0 5.0

    1972 0.9 0.0 0.1 0.0 4.1 4.2 154.0 67.0 179.0 57.0 3.7 0.0

    1973 0.0 3.4 0.0 0.0 4.0 3.7 16.4 335.0 77.0 28.0 0.0 S/D

    1974 0.0 0.0 0.0 0.1 1.5 0.4 8.2 16.8 14.5 2.0 1.7 6.7

    1975 2.4 0.0 0.0 0.0 0.2 16.3 186.0 117.0 3.4 23.1 0.0 2.3

  • PRESTIGYO 31

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    EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO

    1976 0.4 0.0 0.4 3.0 0.0 114.0 221.0 123.0 96.0 23.0 23.0 2.8

    1977 2.2 0.0 0.0 0.0 0.4 11.8 20.3 7.4 76.0 26.0 0.1 0.0

    1978 0.0 0.9 0.0 11.0 0.0 3.4 160.0 160.0 136.0 36.0 1.0 5.0

    1979 68.0 0.7 0.1 0.0 0.4 3.7 128.2 125.7 31.0 0.0 1.0 12.0

    1980 9.9 0.5 0.2 0.0 0.1 4.3 19.2 179.0 263.0 92.5 1.8 0.0

    1981 30.0 5.0 1.5 34.0 3.0 71.0 77.0 221.0 104.0 100.4 0.0 8.1

    1982 4.2 0.0 0.0 1.7 5.3 20.0 182.4 91.2 39.0 11.1 32.9 39.6

    1983 37.5 7.6 11.9 0.0 39.3 38.0 73.9 230.9 74.1 42.0 0.0 10.0

    1984 53.4 9.9 0.0 0.0 10.5 237.6 182.2 95.2 55.6 11.9 12.5 36.4

    1985 31.0 0.0 0.0 8.8 0.0 106.4 135.3 79.0 103.9 15.4 0.0 4.0

    1986 12.5 1.6 0.0 2.6 4.5 92.2 178.8 106.2 115.1 57.0 0.0 24.2

    1987 1.8 12.6 0.0 1.6 30.4 5.8 100.5 208.4 49.8 21.7 0.0 22.7

    1988 0.5 0.0 2.4 4.4 1.9 201.7 214.5 67.2 28.6 0.0 0.0 2.1

    1989 S/D 0.0 0.0 0.0 24.1 7.2 152.2 236.0 105.2 22.8 87.5 22.2

    1990 6.0 1.0 0.0 1.0 154.0 11.0 154.0 55.0 90.0 18.0 0.0 0.0

    1991 0.0 16.8 0.0 0.0 0.0 17.8 S/D 275.0 137.4 68.6 49.7 34.8

    1992 138.9 19.9 4.1 S/D 6.3 7.8 137.7 193.5 81.8 23.4 0.0 6.7

    1993 3.6 0.0 0.0 1.2 12.4 96.0 181.5 65.9 279.4 4.5 25.2 1.7

    1994 4.1 0.0 17.9 37.3 0.0 121.7 148.5 211.2 92.9 66.3 1.3 26.7

    1995 4.8 2.8 0.0 0.0 0.0 71.2 135.6 S/D 99.7 1.3 0.0 5.2

    1996 0.0 0.0 0.0 2.9 5.3 111.8 84.7 202.6 94.0 43.2 20.3 6.6

    1997 62.2 6.8 11.0 45.7 63.6 78.7 127.8 97.7 117.7 15.9 47.0 4.3

    1998 0.0 9.6 0.0 0.0 0.0 20.6 75.8 170.1 54.1 42.2 0.0 0.0

    1999 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 185.3 141.8 131.4 81.5 1.4 0.0 11.5

    2000 0.0 0.0 0.0 0.0 3.1 153.9 77.9 62.8 107.8 98.1 20.0 0.0

    2001 1.1 1.3 22.8 34.9 23.7 77.6 263.0 112.7 44.7 8.4 0.0 9.2

    2002 4.5 18.6 0.0 5.3 5.5 30.6 172.7 166.8 61.8 34.7 41.1 0.0

    2003 28.5 25.0 0.0 2.4 13.3 174.3 165.6 93.9 S/D 57.5 0.0 0.0

    2004 71.7 4.1 12.3 2.4 1.6 75.5 163.8 255.3 183.4 16.0 31.7 6.4

    2005 0.0 31.0 5.6 0.0 0.0 0.0 218.0 252.4 81.0 15.2 0.0 0.0

    2006 18.2 0.0 26.0 0.0 26.9 103.8 240.7 258.6 177.9 47.2 0.0 20.5

    2007 13.4 0.0 0.0 0.0 15.1 102.2 219.7 114.4 78.3 13.5 6.4 1.4

    2008 0.0 0.0 0.0 1.4 S/D 53.9 S/D 372.7 174.2 74.1 1.4 0.0

    2009 0.0 0.0 S/D 1.3 62.5 S/D S/D 206.9 98.5 S/D S/D S/D

    2010 S/D 39.0 15.0 0.0 0.0 190.0 351.0 44.0 199.0 5.0 0.0 0.0

    2011 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4.0 309.0 66.0 144.0 0.0 0.0 0.0

    SE TOMAN LAS MAXIMAS PRECIPITACIONES INDICADAS PARA EL MES DE AGOSTO.

    Se interpolaron solo tres datos faltantes entre los existentes tomando en cuenta el comportamiento

    ascendente o descendente.

    PRECIPITACION TOTAL MENSUAL (mm) AO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

  • PRESTIGYO 32

    ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y

    EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO

    TABLA DE ORDENAMIENTO DE DATOS Y ASIGNACION DEL PERIODO DE RETORNO PARA LAS PRECIPITACIONES TOTALES DEL MES DE AGOSTO.

    AO m hp tot. (mm) Tr; (n+1)/m Log (Tr)

    1938 1 372.7 75 1.87506126

    1939 2 335 37.5 1.57403127

    1940 3 275 25 1.39794001

    1941 4 269 18.75 1.27300127

    1942 5 258.6 15 1.17609126

    1943 6 255.3 12.5 1.09691001

    1944 7 252.4 10.7142857 1.02996322

    1945 8 236 9.375 0.97197128

    1946 9 230.9 8.33333333 0.92081875

    1947 10 221 7.5 0.87506126

    1948 11 211.2 6.81818182 0.83366858

    1949 12 208.4 6.25 0.79588002

    1950 13 206.9 5.76923077 0.76111791

    1951 14 205 5.35714286 0.72893323

    1952 15 202.6 5 0.69897

    1953 16 200 4.6875 0.67094128

    1954 17 193.5 4.41176471 0.64461234

    1955 18 189 4.16666667 0.61978876

    1956 19 179.6 3.94736842 0.59630766

    1957 20 179 3.75 0.57403127

    1958 21 179 3.57142857 0.55284197

    1959 22 175.5 3.40909091 0.53263858

    1960 23 170.1 3.26086957 0.51333343

    1961 24 167.5 3.125 0.49485002

    1962 25 166.8 3 0.47712125

    1963 26 160 2.88461538 0.46008792

    1964 27 160 2.77777778 0.4436975

    1965 28 153 2.67857143 0.42790323

    1966 29 152 2.5862069 0.41266327

    1967 30 143 2.5 0.39794001

    1968 31 138 2.41935484 0.38369957

    1969 32 136 2.34375 0.36991129

    1970 33 135 2.27272727 0.35654732

    1971 34 131.4 2.20588235 0.34358235

    1972 35 131 2.14285714 0.33099322

    1973 36 125.7 2.08333333 0.31875876

    1974 37 123 2.02702703 0.30685954

    1975 38 122 1.97368421 0.29527767

    1976 39 117 1.92307692 0.28399666

    1977 40 116 1.875 0.27300127

    1978 41 114.4 1.82926829 0.26227741

  • PRESTIGYO 33

    ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y

    EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO

    1979 42 112.7 1.78571429 0.25181197

    1980 43 111 1.74418605 0.24159281

    1981 44 109 1.70454545 0.23160859

    1982 45 107.3 1.66666667 0.22184875

    1983 46 106.2 1.63043478 0.21230343

    1984 47 104 1.59574468 0.20296341

    1985 48 97.7 1.5625 0.19382003

    1986 49 97 1.53061224 0.18486518

    1987 50 97 1.5 0.17609126

    1988 51 95.2 1.47058824 0.16749109

    1989 52 95 1.44230769 0.15905792

    1990 53 93.9 1.41509434 0.15078539

    1991 54 92 1.38888889 0.1426675

    1992 55 91.2 1.36363636 0.13469857

    1993 56 85 1.33928571 0.12687324

    1994 57 83.6 1.31578947 0.11918641

    1995 58 82 1.29310345 0.11163327

    1996 59 79 1.27118644 0.10420925

    1997 60 67.2 1.25 0.09691001

    1998 61 67 1.2295082 0.08973143

    1999 62 66 1.20967742 0.08266957

    2000 63 65.9 1.19047619 0.07572071

    2001 64 62.8 1.171875 0.06888129

    2002 65 56 1.15384615 0.06214791

    2003 66 55 1.13636364 0.05551733

    2004 67 50 1.11940299 0.04898646

    2005 68 48 1.10294118 0.04255235

    2006 69 46 1.08695652 0.03621217

    2007 70 44 1.07142857 0.02996322

    2008 71 43 1.05633803 0.02380291

    2009 72 16.8 1.04166667 0.01772877

    2010 73 7.4 1.02739726 0.0117384

    2011 74 6.4 1.01351351 0.00582954

  • PRESTIGYO 34

    ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y

    EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO

    TABLA DE ASIGNACION DEL PERIODO DE RETORNO

    AO m hp tot. (mm) Tr; (n+1)/m Log (Tr) (Tr)2 Log(Tr)2 hpLog(Tr)

    1938 1 372.7 75 1.87506126 5625 3.75012253 698.835333

    1939 2 335 37.5 1.57403127 1406.25 3.14806254 527.300475

    1940 3 275 25 1.39794001 625 2.79588002 384.433502

    1941 4 269 18.75 1.27300127 351.5625 2.54600254 342.437342

    1942 5 258.6 15 1.17609126 225 2.35218252 304.1372

    1943 6 255.3 12.5 1.09691001 156.25 2.19382003 280.041126

    1944 7 252.4 10.7142857 1.02996322 114.795918 2.05992645 259.962718

    1945 8 236 9.375 0.97197128 87.890625 1.94394255 229.385221

    1946 9 230.9 8.33333333 0.92081875 69.4444444 1.84163751 212.61705

    1947 10 221 7.5 0.87506126 56.25 1.75012253 193.388539

    1948 11 211.2 6.81818182 0.83366858 46.4876033 1.66733716 176.070804

    1949 12 208.4 6.25 0.79588002 39.0625 1.59176003 165.861396

    1950 13 206.9 5.76923077 0.76111791 33.2840237 1.52223582 157.475296

    1951 14 205 5.35714286 0.72893323 28.6989796 1.45786646 149.431312

    1952 15 202.6 5 0.69897 25 1.39794001 141.611323

    1953 16 200 4.6875 0.67094128 21.9726563 1.34188256 134.188256

    1954 17 193.5 4.41176471 0.64461234 19.4636678 1.28922468 124.732488

    1955 18 189 4.16666667 0.61978876 17.3611111 1.23957752 117.140075

    1956 19 179.6 3.94736842 0.59630766 15.5817175 1.19261532 107.096856

    1957 20 179 3.75 0.57403127 14.0625 1.14806254 102.751597

    1958 21 179 3.57142857 0.55284197 12.755102 1.10568394 98.9587124

    1959 22 175.5 3.40909091 0.53263858 11.6219008 1.06527717 93.4780712

    1960 23 170.1 3.26086957 0.51333343 10.6332703 1.02666685 87.318016

    1961 24 167.5 3.125 0.49485002 9.765625 0.98970004 82.8873786

    1962 25 166.8 3 0.47712125 9 0.95424251 79.5838253

    1963 26 160 2.88461538 0.46008792 8.32100592 0.92017583 73.6140665

    1964 27 160 2.77777778 0.4436975 7.71604938 0.887395 70.9915999

    1965 28 153 2.67857143 0.42790323 7.1747449 0.85580646 65.4691945

    1966 29 152 2.5862069 0.41266327 6.68846611 0.82532653 62.7248164

    1967 30 143 2.5 0.39794001 6.25 0.79588002 56.9054212

    1968 31 138 2.41935484 0.38369957 5.85327784 0.76739914 52.9505406

    1969 32 136 2.34375 0.36991129 5.49316406 0.73982257 50.3079348

    1970 33 135 2.27272727 0.35654732 5.16528926 0.71309465 48.1338887

    1971 34 131.4 2.20588235 0.34358235 4.86591696 0.68716469 45.1467203

    1972 35 131 2.14285714 0.33099322 4.59183673 0.66198644 43.3601117

    1973 36 125.7 2.08333333 0.31875876 4.34027778 0.63751753 40.0679765

    1974 37 123 2.02702703 0.30685954 4.10883857 0.61371908 37.7437233

    1975 38 122 1.97368421 0.29527767 3.89542936 0.59055533 36.0238753

  • PRESTIGYO 35

    ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO PARA LA DELIMITACIN DE LA ZONA FEDERAL DEL RIO SANTIAGO Y

    EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO

    1976 39 117 1.92307692 0.28399666 3.69822485 0.56799331 33.2276088

    1977 40 116 1.875 0.27300127 3.515625 0.54600254 31.6681476

    1978 41 114.4 1.82926829 0.26227741 3.34622249 0.52455481 30.0045353

    1979 42 112.7 1.78571429 0.25181197 3.18877551 0.50362395 28.3792094

    1980 43 111 1.74418605 0.24159281 3.04218496 0.48318562 26.8168017

    1981 44 109 1.70454545 0.23160859 2.90547521 0.46321717 25.245336

    1982 45 107.3 1.66666667 0.22184875 2.77777778 0.4436975 23.8043708

    1983 46 106.2 1.63043478 0.21230343 2.65831758 0.42460686 22.5466244

    1984 47 104 1.59574468 0.20296341 2.54640109 0.40592681 21.1081942

    1985 48 97.7 1.5625 0.19382003 2.44140625 0.38764005 18.9362165

    1986 49 97 1.53061224 0.18486518 2.34277384 0.36973037 17.9319228

    1987 50 97 1.5 0.17609126 2.25 0.35218252 17.0808521

    1988 51 95.2 1.47058824 0.16749109 2.16262976 0.33498217 15.9451515

    1989 52 95 1.44230769 0.15905792 2.08025148 0.31811584 15.1105024

    1990 53 93.9 1.41509434 0.15078539 2.00249199 0.30157079 14.1587485

    1991 54 92 1.38888889 0.1426675 1.92901235 0.28533501 13.1254103

    1992 55 91.2 1.36363636 0.13469857 1.85950413 0.26939715 12.2845099

    1993 56 85 1.33928571 0.12687324 1.79368622 0.25374647 10.7842251

    1994 57 83.6 1.31578947 0.11918641 1.73130194 0.23837282 9.96398369

    1995 58 82 1.29310345 0.11163327 1.67211653 0.22326654 9.15392813

    1996 59 79 1.27118644 0.10420925 1.61591497 0.2084185 8.23253089

    1997 60 67.2 1.25 0.09691001 1.5625 0.19382003 6.51235287

    1998 61 67 1.2295082 0.08973143 1.51169041 0.17946286 6.0120057

    1999 62 66 1.20967742 0.08266957 1.46331946 0.16533915 5.45619188

    2000 63 65.9 1.19047619 0.07572071 1.41723356 0.15144143 4.98999505

    2001 64 62.8 1.171875 0.06888129 1.37329102 0.13776258 4.32574497

    2002 65 56 1.15384615 0.06214791 1.33136095 0.12429581 3.48028278

    2003 66 55 1.13636364 0.05551733 1.29132231 0.11103466 3.05345303

    2004 67 50 1.11940299 0.04898646 1.25306304 0.09797292 2.44932303

    2005 68 48 1.10294118 0.04255235 1.21647924 0.0851047 2.04251283

    2006 69 46 1.08695652 0.03621217 1.18147448 0.07242435 1.66575994

    2007 70 44 1.07142857 0.02996322 1.14795918 0.05992645 1.31838183

    2008 71 43 1.05633803 0.02380291 1.11585003 0.04760583 1.02352533

    2009 72 16.8 1.04166667 0.01772877 1.08506944 0.03545753 0.29784328

    2010 73 7.4 1.02739726 0.0117384 1.05554513 0.02347681 0.08686418

    2011 74 6.4 1.01351351 0.00582954 1.02720964 0.01165909 0.03730908

    10137.8

    31.234983

    62.4699661 6382.82414

    hp = 10 137.80 Log (Tr) = 31.23 Log (Tr)2 = 62.46 hp Log (Tr) = 6 382.82

  • PRESTIGYO 36

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    EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO

    Con este procedimiento aplicado a las precipitaciones mensuales mximas totales lo que se obtiene es

    un resultado as mismo de las probabilidades de precipitaciones mensuales mximas totales para los

    diferentes periodos de retorno a considerar de acuerdo a la ecuacin obtenida, en la siguiente forma:

    La ecuacin final result:

    hp= 95.15 + 41.49 Log ( Tr )

    Para Tr =5 aos; hp=124.15 mm. Precipitacin mxima mensual para el mes de agosto considerado

    Para Tr=10 aos; hp=136.64 mm.

    para Tr=25 aos; hp=153.15 mm.

    Para Tr=50 aos; hp=165.64 mm.

    Para Tr=100 aos; hp=178.13 mm.

    Para Tr=500 aos; hp=207.13 mm.

    Para Tr=1000 aos; hp=219.62 mm.

    Aplicando el mtodo estadstico de NASH. Para la misma muestra tenemos los siguientes resultados:

    La muestra de 74 datos (1038-2011) de precipitaciones totales mensuales la precipitacin de diseo para

    los diferentes periodos de retorno son:

    Para Tr=5 aos; hp=213.74 mm.

    Para Tr=10 aos; hp=259.61 mm.

    Para Tr=50 aos; hp=360.73 mm.

    Para Tr=100 aos; hp=403.53 mm.

    Para Tr=500 aos; hp=502.59 mm.

    Para Tr=1000 aos; hp=545.23 mm.

    Aplicando el mtodo estadstico propuesto por Gumbel, a la muestra de 74 datos (1038-2011) de

    precipitaciones totales mensuales la precipitacin de diseo para los diferentes periodos de retorno es:

    Resultados de los clculos:--------------------------------------------------------------------------------------------

    ------------------

    Nmero de aos disponibles: 74

    Promedio p: 136.9973

    Desviacin estndar p: 74.5705

    Parmetro YN: 0.5556

    Parmetro SN: 1.1875

    p mximo: 203.1725

    Delta p: 71.588

    Intervalo variacin p: 131 .58 - 274 .76

    La precipitacin de diseo por Gumbel, para un perodo de retorno de 5 aos es: 274.7605 mm.

    Resultados de los clculos:--------------------------------------------------------------------------------------------

    ------------------

    Nmero de aos disponibles: 74

    Promedio p: 136.9973

    Desviacin estndar p: 74.5705

    Parmetro YN: 0.5556

    Parmetro SN: 1.1875

    p mximo: 246.6997

    Delta p: 71.588

    Intervalo variacin p: 175 .11 - 318 .29

    La precipitacin de diseo por Gumbel, para un perodo de retorno de 10 aos es: 318.2877 mm.

  • PRESTIGYO 37

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    Resultados de los clculos:--------------------------------------------------------------------------------------------

    ------------------

    Nmero de aos disponibles: 74

    Promedio p: 136.9973

    Desviacin estndar p: 74.5705

    Parmetro YN: 0.5556

    Parmetro SN: 1.1875

    p mximo: 347.7668

    Delta p: 71.588

    Intervalo variacin p: 276 .18 - 419 .35

    La precipitacin de diseo por Gumbel, para un perodo de retorno de 50 aos es: 419.3549 mm

    Resultados de los clculos:--------------------------------------------------------------------------------------------

    ------------------

    Nmero de aos disponibles: 74

    Promedio p: 136.9973

    Desviacin estndar p: 74.5705

    Parmetro YN: 0.5556

    Parmetro SN: 1.1875

    p mximo: 391.294

    Delta p: 71.588

    Intervalo variacin p: 319 .71 - 462 .88

    La precipitacin de diseo por Gumbel, para un perodo de retorno de 100 aos es: 462.8821 mm

    Resultados de los clculos:--------------------------------------------------------------------------------------------

    ------------------

    Nmero de aos disponibles: 74

    Promedio p: 136.9973

    Desviacin estndar p: 74.5705

    Parmetro YN: 0.5556

    Parmetro SN: 1.1875

    p mximo: 492.3611

    Delta p: 71.588

    Intervalo variacin p: 420 .77 - 563 .95

    La precipitacion de diseo por Gumbel, para un perodo de retorno de 500 aos es: 563.9492 mm

    Resultados de los clculos:--------------------------------------------------------------------------------------------

    ------------------

    Nmero de aos disponibles: 74

    Promedio Q: 136.9973

    Desviacin estndar Q: 74.5705

    Parmetro YN: 0.5556

    Parmetro SN: 1.1875

    Q mximo: 535.8884

    Delta Q: 71.588

    Intervalo variacin Q: 464 .3 - 607 .48

    La precipitacion de diseo por Gumbel, para un perodo de retorno de 1000 aos es: 607.4764 mm

  • PRESTIGYO 38

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    EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO

    Se observa que las precipitaciones deducidas con estos dos mtodos, resultan prcticamente duplicadas,

    sobrepasando por mucho las cantidades estimadas en primera instancia, por lo que es recomendable

    manejar los gastos calculados con el primer procedimiento.

    Sabemos que:

    i= (hp)/T Para el arroyo El Tagarete Por tratarse de una cuenca pequea consideraremos que la duracin de la tormenta es igual al tiempo de concentracin de la cuenca.

    Tomando en cuenta el desnivel y la pendiente de la cuenca.

    L= 32 661 m. = 32.66 km. H= 2745 - 1738=1007 m

    Por Kirpich:

    Tc= (0.86X32.663)/1007 0.325

    = 3.01 hrs.

    por Chow:

    Tc= 0.01(L/ )0.64

    = 0.01 ( 32 661/3.080.5

    )0.64

    =5.40 hrs.

    Pero hay que tener en cuenta los siguientes datos normales aportados por las estaciones climatologicas de

    Santiago Papasquiaro nmeros 10100 y 10077, localizadas a la salida de las cuencas:

    La estacin 10100 de Santiago Papasquiaro reporta para el periodo 1951 a 2010, especficamente para el

    mes de agosto, que es el mes de mximas precipitaciones, lo siguiente:

    Precipitacin mxima mensual:_____________________________________ 372.7 mm. (2008)

    Precipitacin mxima diaria:____________________________________________ 62.7 mm. (27/2088)

    Aos con datos______________________________________________________________ 37.00

    Nmero de das con lluvia para el mes de agosto:_____________________________________15.4 das.

    La estacin 10077 de Santiago Papasquiaro reporta para el periodo 1951 a 2010, especficamente para el

    mes de agosto, que es el mes de mximas precipitaciones, lo siguiente:

    Precipitacin mxima mensual: ____________________________________313.19 mm. (2008)

    Precipitacin mxima diaria: ___________________________________________ 77.20 mm. (27/2088)

    Aos con datos__________________________________________________________________ 22.00

    Nmero de das con lluvia para el mes de agosto:_____________________________________ 12.1 das.

    Por otro lado en el cuadro 80 de estadsticas climatolgicas normales de la estacin Santiago Papasquiaro;

    anexo al inicio de este estudio, se indica:

    Precipitacin normal en agosto:__________________________________________________139.9 mm.

    Precipitacin mxima en 24 horas para el mes de agosto________________________________82.0 mm.

    Nmero de das con lluvias______________________________________________________ 16.5 das.

    Si observamos la precipitacin total mensual de 372.2 mm del mes de agosto para el ao 2008,

    considerada como la mayor, de la tabla aportada por CNA. Corresponde con la precipitacin mxima

    mensual de 372.7 mm indicada para el ao 2008 de los datos aportados por los reportes de la estacin

    10100 indicados arriba, por lo que podemos establecer que en realidad los datos aportados por CNA.

    Corresponden a mximas mensuales y no totales mensuales, deduciendo que el anlisis aplicado a la

    muestra de 74 datos (aos) es correcto tomarlo como valores adecuados para los anlisis realizados, con

    los que se obtuvieron las precipitaciones probables para los diferentes periodos de retorno solicitados,

    para valorar correctamente las avenidas respectivas.

  • PRESTIGYO 39

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    EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO

    Pero observando as mismo que las estaciones 10100 y 10077 reportan precipitaciones mximas diarias

    en el mes de agosto, de entre 62.70 mm. Y, 77.20 mm., considerndose adems una precipitacin normal

    para el mes de agosto de 139.9 mm. Con una precipitacin mxima en 24 horas de 82.0 mm. Y los

    nmeros de das con lluvias para dicho mes de entre 12.1 das y 16.5 das.

    Podemos deducir que la precipitacin correspondiente mxima mensual de 372.2 mm dividido entre el

    promedio de los das con lluvia nos dara la estimacin de precipitacin promedio por da para el mes de

    agosto, con el siguiente resultado:

    Hp/da (agosto)= 372.2/[(12.2+16.5)/2]=26.02 mm/da.

    Pero si consideramos que en un solo da (24 horas) del mes de agosto se tuvo una precipitacin de 82.0

    mm. (Da 2de agosto de 1973), que adems corresponden a la tormenta estadstica del ao producidas en

    forma normal en el mes de agosto, podemos correlacionar este dato como un porcentaje de las diferentes

    precipitaciones calculadas para los diferentes periodos de retorno como sigue;

    Precipitacin de tormenta (Tr)= precipitacin mxima mensual/ porcentaje correspondiente a la mxima

    de 24 horas.

    El porcentaje correspondiente a la mxima de 24 horas es= 82/372.2=0.2203 (22.03%)

    Por lo tanto:

    Para el primer procedimiento se tiene como precipitacin de tormenta las siguientes:

    hp=[ 95.15 + 41.49 Log ( Tr )]X 0.2303

    Para Tr=5 aos; hp=124.15x0.2303=28.59 mm.

    Para Tr=10 aos; hp=136.64x0.2303=31.46 mm.

    Para Tr=25 aos: hp=153.15x0.2303=35.27 mm.

    Para Tr=50 aos; hp=165.64x0.2303=38.14 mm.

    Para Tr=100 aos; hp=178.13x0.2303=41.02 mm.

    Para Tr=500 aos; hp=207.13x0.2303=47.70 mm.

    Para Tr=1000 aos; hp=219.62x0.2303=50.57 mm.

    Por lo que finalmente si tomamos un aproximado de 4 hrs. Para hacer la duracin de la tormenta

    equivalente al tiempo de concentracin calculado, Tendremos una intensidad de lluvia de:

    i=28.59/4= 7.14 mm/hr. Para Tr5

    i=31.46/4= 7.86 mm/hr. Para Tr10

    i=35.27/4= 8.81 mm/hr. Para Tr25

    i=38.14/4= 9.53 mm/hr. Para Tr50

    i=41.02/4=10.25mm/hr. Para Tr100

    i=47.70/4=11.92mm/hr. Para Tr500

    i=50.57/4=12.64mm/hr. Para Tr1000

    Estas lluvias se consideran fuertes por estar prcticamente por encima de los 7.6 mm/h (lluvias de

    tormenta).

  • PRESTIGYO 40

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    Pero estas precipitaciones son las totales mximas en el da de la tormenta, por lo que hace falta deducir

    la precipitacin en exceso o efectiva, con la que se deduce el coeficiente de escurrimiento resultando

    C=0.38 (tomaremos conservadoramente C=0.30.)

    Por lo tanto:

    Si aplicamos ahora estas intensidades de lluvia a la cuenca de estudio para la formula racional tendremos

    los siguientes gastos de avenidas para los diferentes periodos de retorno del arroyo EL TAGARETE:(utilizando programa HidroEsta) y aplicando formula racional se tiene:

    Q5 = 76.07 M3/SEG. Mximo ordinario

    Q10 = 83.74 M3/SEG. Mximo ordinario

    Q25 = 93.87 M3/SEG. Extraordinario

    Q50 =102.54 M3/SEG. Extraordinario

    Q100 =109.21 M3/SEG. Mximo extraordinario

    Q500 =127.00 M3/SEG. Excepcional

    Q1000=134.67 M3/SEG. Catastrfico

    CALCULO CON EL PROGRAMA SIATL (INEGI). CLCULO CON PROGRAMA HIDROESTA. Propiedad Valor

    Elevacin mxima 2 745 m

    Elevacin media 2 241 m

    Elevacin mnima 1 738 m

    Longitud 32 661 m

    Pendiente Media 3.0831 %

    Tiempo de Concentracin 218.96 (minutos)

    rea Drenada: 127.86 km2

    Periodo de Retorno: 5 aos

    Coeficiente de escurrimiento: 3 %

    Intensidad de la Lluvia: 7.14 mm/h.

    Caudal 76.07 m3/s.

    LA DIFERENCIA EN EL COEFICIENTE ES PORQUE EL SIATL MANEJA EL AREA EN KM2 Y

    EL HIDROESTA EN HAS. PERO EN AMBOS CASOS EL RESULTADO ES EL MISMO.

  • PRESTIGYO 41

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    DETERMINACION DEL COEFICIENTE C (periodo 1938-2011) CONSIDERANDO TODA EL AREA DE INFLUENCIA 127.86 KM2 Y LA PRECIPITACION MEDIA (mm)

    PRECIPITACION TOTAL MENSUAL (mm) AO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

    1938 S/D S/D S/D S/D S/D S/D 174.0 97.0 166.0 4.0 0.0 2.0

    1939 7.0 0.0 0.0 0.0 11.0 66.5 31.0 175.5 76.0 51.0 12.0 79.0

    1940 0.0 0.0 3.0 0.0 28.0 55.0 97.5 85.0 59.0 32.0 98.5 6.0

    1941 0.0 4.0 12.0 6.0 17.0 37.0 140.0 167.5 106.0 58.0 4.0 45.0

    1942 2.0 28.0 0.0 0.0 0.2 0.1 67.9 111.0 79.0 35.0 0.0 0.0

    1943 12.0 0.0 0.0 0.0 249.0 74.0 97.0 132.0 45.0 11.0 14.0

    1944 12.0 2.0 6.0 0.0 0.0 36.0 82.0 109.0 91.0 14.0 56.0 6.0

    1945 10.0 1.0 0.0 0.0 0.9 0.7 127.0 82.0 59.0 23.0 7.0 0.0

    1946 10.0 0.0 0.0 8.0 0.0 60.0 75.0 46.0 86.0 29.0 15.0 77.0

    1947 26.0 0.0 1.0 0.0 0.1 74.0 237.0 189.0 67.0 8.0 0.0 11.0

    1948 0.0 0.0 0.0 1.0 10.0 82.0 87.0 48.0 88.0 27.0 9.0 3.0

    1949 23.0 0.0 0.0 0.0 0.0 71.0 114.0 104.0 175.0 12.0 0.0 27.0

    1950 0.0 0.0 0.0 0.0 15.0 60.0 144.0 43.0 52.0 6.0 0.0 0.0

    1951 0.0 0.0 0.0 0.0 15.0 21.7 85.1 0.0 4.0 0.0 36.0 33.0

    1952 0.0 0.0 0.0 8.0 18.0 37.0 102.0 56.0 6.0 8.0 0.3 23.0

    1953 0.0 23.0 0.0 0.0 4.0 17.0 87.0 135.0 18.0 16.0 1.0 27.0

    1954 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 31.0 113.0 152.0 41.0 40.0 0.0 1.0

    1955 28.6 0.0 0.0 0.0 0.0 26.0 117.0 153.0 165.0 35.0 0.0 0.0

    1956 0.0 S/D 0.0 0.0 15.0 69.5 46.5 92.0 113.0 0.0 16.0 1.0

    1957 2.0 1.0 0.0 0.0 0.0 8.0 111.0 143.0 36.5 106.0 0.0 6.0

    1958 24.0 4.0 16.0 8.0 0.0 126.0 91.0 160.0 220.0 22.0 12.0 7.0

    1959 0.0 0.0 0.0 3.0 2.0 38.0 90.0 136.0 4.0 33.0 0.0 5.0

    1960 26.0 1.0 0.0 1.0 0.0 38.0 116.0 138.0 61.0 74.0 0.0 14.0

    1961 27.0 0.0 0.0 27.0 0.0 134.0 202.0 122.0 85.0 6.0 3.0 42.0

    1962 0.0 0.0 6.0 5.0 0.0 28.0 110.0 116.0 72.0 17.0 0.0 0.0

    1963 3.0 0.0 0.0 0.0 52.0 78.0 145.0 179.6 114.5 33.0 6.0 43.0

    1964 5.0 8.0 14.3 0.0 8.6 80.4 198.9 83.6 161.7 22.4 0.0 6.5

    1965 6.8 6.9 0.0 0.0 0.0 22.1 90.6 107.3 98.2 6.0 4.0 39.0

    1966 22.0 5.0 0.0 0.0 0.8 7.3 87.5 179.0 81.0 25.0 8.0 11.0

    1967 2.0 0.5 0.0 1.0 0.0 25.3 108.0 269.0 89.0 2.6 0.4 1.7

    1968 3.2 0.0 58.0 0.0 8.5 3.5 16.3 6.4 16.2 S/D 1.3 26.0

    1969 8.0 0.0 0.0 0.0 0.0 16.0 161.0 95.0 58.0 51.0 22.2 28.0

    1970 0.8 5.0 0.3 0.0 0.4 68.0 6.8 131.0 191.7 0.4 0.0 0.0

    1971 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 121.0 103.0 200.0 49.0 34.0 0.0 5.0

    1972 0.9 0.0 0.1 0.0 4.1 4.2 154.0 67.0 179.0 57.0 3.7 0.0

    1973 0.0 3.4 0.0 0.0 4.0 3.7 16.4 335.0 77.0 28.0 0.0 S/D

    1974 0.0 0.0 0.0 0.1 1.5 0.4 8.2 16.8 14.5 2.0 1.7 6.7

    1975 2.4 0.0 0.0 0.0 0.2 16.3 186.0 117.0 3.4 23.1 0.0 2.3

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    EL ARROYO EL TAGARETE, MUNICIPIO DE SANTIAGO PAPASQUIARO, EN EL ESTADO DE DURANGO

    1976 0.4 0.0 0.4 3.0 0.0 114.0 221.0 123.0 96.0 23.0 23.0 2.8

    1977 2.2 0.0 0.0 0.0 0.4 11.8 20.3 7.4 76.0 26.0 0.1 0.0

    1978 0.0 0.9 0.0 11.0 0.0 3.4 160.0 160.0 136.0 36.0 1.0 5.0

    1979 68.0 0.7 0.1 0.0 0.4 3.7 128.2 125.7 31.0 0.0 1.0 12.0

    1980 9.9 0.5 0.2 0.0 0.1 4.3 19.2 179.0 263.0 92.5 1.8 0.0

    1981 30.0 5.0 1.5 34.0 3.0 71.0 77.0 221.0 104.0 100.4 0.0 8.1

    1982 4.2 0.0 0.0 1.7 5.3 20.0 182.4 91.2 39.0 11.1 32.9 39.6

    1983 37.5 7.6 11.9 0.0 39.3 38.0 73.9 230.9 74.1 42.0 0.0 10.0

    1984 53.4 9.9 0.0 0.0 10.5 237.6 182.2 95.2 55.6 11.9 12.5 36.4

    1985 31.0 0.0 0.0 8.8 0.0 106.4 135.3 79.0 103.9 15.4 0.0 4.0

    1986 12.5 1.6 0.0 2.6 4.5 92.2 178.8 106.2 115.1 57.0 0.0 24.2

    1987 1.8 12.6 0.0 1.6 30.4 5.8 100.5 208.4 49.8 21.7 0.0 22.7

    1988 0.5 0.0 2.4 4.4 1.9 201.7 214.5 67.2 28.6 0.0 0.0 2.1

    1989 S/D 0.0 0.0 0.0 24.1 7.2 152.2 236.0 105.2 22.8 87.5 22.2

    1990 6.0 1.0 0.0 1.0 154.0 11.0 154.0 55.0 90.0 18.0 0.0 0.0

    1991 0.0 16.8 0.0 0.0 0.0 17.8 S/D 275.0 137.4 68.6 49.7 34.8

    1992 138.9 19.9 4.1 S/D 6.3 7.8 137.7 193.5 81.8 23.4 0.0 6.7

    1993 3.6 0.0 0.0 1.2 12.4 96.0 181.5 65.9 279.4 4.5 25.2 1.7

    1994 4.1 0.0 17.9 37.3 0.0 121.7 148.5 211.2 92.9 66.3 1.3 26.7

    1995 4.8 2.8 0.0 0.0 0.0 71.2 135.6 S/D 99.7 1.3 0.0 5.2

    1996 0.0 0.0 0.0 2.9 5.3 111.8 84.7 202.6 94.0 43.2 20.3 6.6

    1997 62.2 6.8 11.0 45.7 63.6 78.7 127.8 97.7 117.7 15.9 47.0 4.3

    1998 0.0 9.6 0.0 0.0 0.0 20.6 75.8 170.1 54.1 42.2 0.0 0.0

    1999 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 185.3 141.8 131.4 81.5 1.4 0.0 11.5

    2000 0.0 0.0 0.0 0.0 3.1 153.9 77.9 62.8 107.8 98.1 20.0 0.0

    2001 1.1 1.3 22.8 34.9 23.7 77.6 263.0 112.7 44.7 8.4 0.0 9.2

    2002 4.5 18.6 0.0 5.3 5.5 30.6 172.7 166.8 61.8 34.7 41.1 0.0

    2003 28.5 25.0 0.0 2.4 13.3 174.3 165.6 93.9 S/D 57.5 0.0 0.0

    2004 71.7 4.1 12.3 2.4 1.6 75.5 163.8 255.3 183.4 16.0 31.7 6.4

    2005 0.0 31.0 5.6 0.0 0.0 0.0 218.0 252.4 81.0 15.2 0.0 0.0

    2006 18.2 0.0 26.0 0.0 26.9 103.8 240.7 258.6 177.9 47.2 0.0 20.5

    2007 13.4 0.0 0.0 0.0 15.1 102.2 219.7 114.4 78.3 13.5 6.4 1.4

    2008 0.0 0.0 0.0 1.4 S/D 53.9 S/D 372.7 174.2 74.1 1.4 0.0

    2009 0.0 0.0 S/D 1.3 62.5 S/D S/D 206.9 98.5 S/D S/D S/D

    2010 S/D 39.0 15.0 0.0 0.0 190.0 351.0 44.0 199.0 5.0 0.0 0.0

    2011 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4.0 309.0 66.0 144.0 0.0 0.0 0.0

    SUMA 872.1 307.5 247.9 271.0 729.5 4416.5 9043.0 9785.8 6785.1 2095.8 732.0 920.3

    MEDIA(cm) 1.179 0.416 0.335 0.366 0.986 5.968243 12.22027 13.224054 9.169054 2.832162 0.989 1.244

    he (cm) 0.412 0.175 0.127 0.132 0.335 2.387297 5.499122 6.612027 3.575931 1.076222 0.297 0.348

    C 0.35 0.42 0.38 0.36 0.34 0.4 0.45 0.5 0.39 0.38 0.3 0.28

    C 0.379

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    Arroyo El Tagarete

    El rea de la cuenca del arroyo el tagarete se observa en la imagen, tambin con una conformacin

    alargada, pero de

    Extensin pequea.

    DATOS DE LA CUENCA DEL ARROYO EL TAGARETE:

    Propiedad Valor

    Elevacin mxima 2 745 m

    Elevacin media 2 241 m

    Elevacin mnima 1 738 m

    Longitud 32 661 m

    Pendiente Media 3.0831 %

    Tiempo de Concentracin 218.96 (minutos)

    rea Drenada 127.86 km2

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    Presa de LA MAQUINA sobre el arroyo el Tagarete en las cercanas de Santiago Papasquiaro. Obsrvese el escurrimiento antes de una avenida mxima ordinaria histrica, el da 24 del mes de agosto

    del ao 2008, precisamente antes de la precipitacin extraordinaria del da 27 de agosto en la estacin.

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    Imagen de avenida mxima ordinaria tomada el da 11 de julio de 2009 en el arroyo El Tagarete escurriendo sobre la cortina de la presa La Maquina ubicada en las cercanas de la Cd. De Santiago Papasquiaro, obsrvese la intensidad de flujo durante la etapa ascendente de una avenida mxima

    ordinaria, se considera a los meses de julio, agosto y septiembre como la poca de las crecientes.

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    ANALISIS PARA EL RIO SANTIAGO

    RIO SANTIAGO Para el rio Santiago similarmente no se cuenta con ms informacin hidrometeorlogica que la proporcionada por CNA. Que corresponde exclusivamente a los datos de precipitaciones mximas

    mensuales para el periodo de 1938 a 2013 (74 aos), por lo tanto se aplicara mtodo indirecto para

    simular la relacin lluvia-escurrimiento, el cual constara de los siguientes pasos:

    Caractersticas de la cuenca

    Coeficiente de escurrimiento C y nmero escurrimiento N

    Seleccin de las estaciones hidromtricas y climatolgicas (solo se tienen datos de 2 estaciones)

    Anlisis de frecuencias ( inferido)

    Precipitacin media

    Construccin de curvas i-d-tr ( inferidas)

    Lluvia de diseo y lluvia en exceso

    Clculo del gasto de diseo

    3.3.- CARACTERISTICAS DE LA CUENCA.

    SANTIAGO PAPASQUIARO se encuentra ubicado en la parte alta de la cuenca de los ros Nazas-

    aguanaval, forma parte de tres regiones hidrolgicas conocidas como Sinaloa (RH10), Presidio-San

    Pedro(RH11) y Nazas-Aguanaval (RH36), de donde derivan cuatro cuencas hidrogrficas, de ellas

    sobresalen dos cuencas principales como son la del Rio San Lorenzo que abastece de agua a la Presa Jos

    Lpez Portillo (Comedero), con capacidad para almacenar 2,250 millones de metros cbicos de agua, que

    es una de las principales fuentes de abasto de agua para la zona agrcola del Estado de Sinaloa y la cuenca

    de la Presa Lzaro Crdenas que comprende los ros Santiago y Tepephuanes que abastecen a la presa del

    mismo nombre comnmente conocida como El Palmito, con capacidad para almacenar 2,873 millones de metros cbicos de agua, la cual deriva a la Presa Francisco Zarco, principal fuente de agua para la

    regin lagunera de los estados de Durango y Coahuila.

    Cabe mencionar que el 45% del territorio de Santiago Papasquiaro forma parte de la regin hidrolgica

    (RH36) y el 55% restante a las regiones hidrolgicas (RH10) y (RH11).

    La cuenca se encuentra ubicada entre los paralelos 34o 05 N y 26o 30 N; y los meridianos 104o 30 W y

    106O 25 W (INEGI). Se ubica dentro de la regin III Pacifico-Norte de la Comisin Nacional Forestal.

    La elevacin sobre el nivel del mar va desde los 1,300 m hasta los 3,300 m. La regin que pertenece al

    municipio comprende 2,870 km2. Desde el parteaguas hasta la presa Lzaro Crdenas, est conformada por las subcuencas El Palmito y Salom con los ros Santiago (23.8%), Tepehuanes(9.3%), Sixtin y Ramos (11.8%), con una superficie aproximada de 19,000 km2. Esta parte alta del Nazas, es la zona de mayor aportacin de agua, con fuertes pendientes y una pluviometra superior a los 500

    milmetros; es la zona ms excedentaria en materia de escurrimiento. Aqu se genera el 85% de los

    escurrimientos superficiales cuantificados en la cuenca del Nazas utilizados en la agricultura de riego en

    la parte baja.

    Santiago Papasquiaro tiene ros de carcter permanente e intermitente, los ros que se encuentran dentro

    del municipio son: Ramos, Tepehuanes, Santiago, San Gregorio y Torreoncillo. Los arroyos presentes en el municipio son: Cazadero, Tagarete, San Nicols, Los Pochones,Rancho Nuevo y San Antonio.

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    Zona de captacin de agua en la cuenca del Rio Santiago

    En la cuenca del rio Santiagose encuentra una de las corrientes superficiales ms importantes; el Rio Santiago que atraviesa los lmites de la UMAFOR 1005 de sur a norte, ya que sta se origina en la parte norte de Durango, continuando en gran parte del territorio del municipio de Canatln, adems recibiendo

    los escurrimientos generados en la UMAFOR que son vertidos al Rio Santiago. Los escurrimientos medios anuales se encuentran en el rango de 50 a 100 mm, las principales corrientes que abastecen al

    Rio Santiago por la parte oeste, donde se encuentra el rea de transicin de la parte baja del rio hacia el macizo forestal en la sierra son los arroyos de San Jos del pachn, San Nicols de Tarimoro, El Tagarete y El Cazadero; por la parte este, se tienen pequeos arroyos con escurrimientos intermitentes o temporales como son Chiqueritos, Los Alisos, Llano Prieto, Las Enramadas, Diez de Abril, Cuevecillas, El Tambor y el de Cinaga de San Jos. El uso del agua en esta cuenca es para consumo humano y animal, la porcin que pasa por la cabecera municipal se utiliza para la agricultura

    Los reportes de la Comisin Nacional del Agua tienen considerada la parte del Rio Santiagocomo zona de inundacin, esto deriva por la extensin de la cuenca y la acumulacin de escurrimientos en la

    temporada de lluvias, adems de la poca pendiente en la parte baja del rio. Sobre las mrgenes de este rio,

    se encuentran 101 poblados que representan el 28% de los centros de poblacin y en los que habitan

    29,847 personas. En esta cuenca destaca la ciudad de Santiago Papasquiaro que se ubica sobre la margen

    del rio, lo que representa una presin por los recursos hdricos para consumo humano, adems de que

    gran parte de las aguas residuales generadas por los poblados tienen como destino el cauce del Rio Santiago. Sera recomendable la construccin de una presa de regulacin de avenidas del ro, en un sitio estratgico antes de la llegada del agua a las poblaciones para evitar eventos catastrficos.

  • PRESTIGYO 48

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    Las principales caractersticas de la cuenca del rio Santiago hasta el punto donde confluye con los arroyos El Tagarete y La Cieneguita y El Frijol. Son las siguientes:

    Datos de la cuenca antes de llegar al arroyo el tagarete Propiedad Valor

    Elevacin mxima -----------------------------------2 599 m

    Elevacin media --------------------------------------2 160 m

    Elevacin mnima-------------------------------------1 721 m

    Longitud --------------------------------------------20 8207 m

    Pendiente Media-------------------------------------0.4216 %

    Tiempo de Concentracin---------------1 990.61 (minutos)

    rea Drenada-----------------------------------3 093.65 km2

    La Cuenca tiene forma alargada y

    forma un drenaje tipo dendrtico

    ramificado donde el rio Santiago es

    el sistema colector, que se localiza

    al centro de la Cuenca formando

    un eje con alineamiento NW

    ( NOROESTE).

    rea de la cuenca para el rio

    santiago.

    Se considera esta cuenca por su

    extensin como una cuenca media,

    ya que: El rea de la cuenca se

    obtuvo en una preliminar instancia

    por medio del sistema SIATL

    del INEGI. Obtenindose un

    rea total drenada hasta el punto de

    estudio en Santiago Papasquiaro,

    en la confluencia del rio

    Santiago con los arroyos el

    tagarete y la cieneguita y el

    frijol (incluidos) de:

    rea Drenada----------3249.16 km2

    Longitud y pendiente del cauce

    Longitud------------------209 268 m.

    Pendiente Media-------------0.42 %

    Tipo de suelo y cobertura y uso de

    suelo.

    Se aprecia un sistema o red de

    cauces de tipo enrejado con

    tributarios de orden mayor que 4

    por lo que el agua baja

    rpidamente

  • PRESTIGYO 49

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    La cuenca se aprecia muy densa con el sistema muy ramificado por lo que la respuesta del escurrimiento

    a las precipitaciones es rpida, drenando rpidamente el agua al arroyo principal.

    Se observa vista en 3D del programa SIATL (INEGI) de la cuenca para el rio Santiago en color naranja con nivel de exageracin 100, ngulo de inclinacin de 45

    o, velocidad de avance de 15 pixeles y

    grados de giro 2

    LOCALIZACION DE LA CUE