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ANEJO Nº 8
HIDROLOGÍA
PROYECTO DE URBANIZACIÓN
SECTOR TECNOLÓGICO SU AE-LC-01
ABANTO- ZIERBENA (BIZKAIA)
ANEJO Nº8. HIDROLOGIA
PROYECTO DE URBANIZACIÓN DEL SECTOR TECNOLÓGICO SU AE-LC-01 EN ABANTO - ZIERBENA (BIZKAIA)
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN
1 2. ESTUDIO HIDROLÓGICO
2.1. INTRODUCCIÓN
2.2. FASES DEL ESTUDIO DE HIDROLOGÍA
2.3. DETERMINACIÓN DE LAS CUENCAS
2.4. EVALUACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LAS CUENCAS
2.5. SELECCIÓN DEL MÉTODO DE CÁLCULO Y DEL PERÍODO DE RETORNO.
2.5.1. Selección del método de cálculo.
2.5.2. Selección del período de retorno
2.6. ESTIMACIÓN DEL UMBRAL DE ESCORRENTÍA
2.7. DETERMINACIÓN DE LA MÁXIMA PRECIPITACIÓN DIARIA.
2.7.1. Frecuencia de presentación de aguaceros
2.7.2. Obtención de las curvas intensidad-duración
2.7.3. Datos Pluviométricos
2.7.3.1. Intensidades máximas anuales registradas
2.7.3.2. Ajustes a la ley de Gumbel
2.7.3.3. Tabla de resultados numéricos
2.7.3.4. Gráficos de los ajustes
2.7.3.5. Ajuste de las curvas intensidad-duración
2.7.3.6. Gráficos de las curvas ID
2.7.3.7. Gráficos de los ajustes de las curvas ID
2.7.3.8. Precipitación máxima diaria. Resultados
2.8. CORRECCIONES A EFECTUAR AL VALOR DE LA PRECIPITACIÓN MÁXIMA DIARIA
2.9. DETERMINACIÓN DE LA INTENSIDAD DE LLUVIA DE DISEÑO
2.10. OBTENCIÓN DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA
1 1 1 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 4 5 5 5 6 7 7 8 8 9 9 3. DETERMINACIÓN DE LOS CAUDALES RECURRENTES
10 4. PLANO DE CUENCAS INICIALES
13 4. PLANO DE CUENCAS INICIALES
13 5. PLANO DE CUENCAS FUTURAS
15 6. PLANO DE CUENCAS PASOS 1 Y 2
17 i
ANEJO Nº8. HIDROLOGIA
PROYECTO DE URBANIZACIÓN DEL SECTOR TECNOLÓGICO SU AE-LC-01 EN ABANTO - ZIERBENA (BIZKAIA)
ii
ANEJO Nº8. HIDROLOGIA
PROYECTO DE URBANIZACIÓN DEL SECTOR TECNOLÓGICO SU AE-LC-01 EN ABANTO - ZIERBENA (BIZKAIA)
1. INTRODUCCIÓN
El objeto del presente Anejo es la descripción del proceso de diseño y dimensionamiento de los diversos
elementos de drenaje proyectados en el Proyecto de Ejecución de la Travesía entre Zaramillo y La Cuadra,
en la carretera BI-3651, Güeñes.
Cada uno de dichos elementos cumple una función diferente dentro del esquema general de drenaje.
Los elementos que componen el drenaje proyectado son:
-
Cunetas de borde de plataforma.
Obras de conducción y cauces menores.
El primer paso consiste en la determinación de los caudales de diseño, caudales que han sido calculados
en los diversos elementos que componen el drenaje para diferentes periodos de retorno, según la
importancia de los daños que ocasionaría una potencial insuficiencia de los mismos durante una avenida. A
continuación se diseñan y dimensionan dichos elementos de drenaje, con criterios de funcionalidad,
durabilidad y mantenimiento prácticamente nulo.
2. ESTUDIO HIDROLÓGICO
2.1. INTRODUCCIÓN
El estudio hidrológico se realiza debido a la necesidad de determinar los caudales de diseño en base a los
que se procede a dimensionar los elementos de recogida y evacuación, el drenaje y la restitución de la
continuidad de los cauces naturales.
Se estudiarán aquellos aspectos relativos al régimen de precipitaciones para calcular los caudales de
diseño y se procederá a la determinación de las características de las cuencas interceptadas por el trazado
proyectado.
2.2. FASES DEL ESTUDIO DE HIDROLOGÍA
El estudio realizado se puede dividir en las siguientes fases, a través de las cuales se han ido concretando
los condicionantes, criterios y métodos de cálculo.
En primer lugar se delimitan y determinan las superficies de las cuencas interceptadas por el nuevo
trazado, así como las características físicas principales (pendientes, longitudes de recorrido y tiempos de
concentración). Posteriormente, se estudian las características de infiltración y escorrentía de las diferentes
cuencas.
A continuación se determinan las precipitaciones máximas probables diarias asociadas a los diversos
periodos de retorno considerados además de realizar una verificación estadística de la validez de los datos
obtenidos.
Por último, se realiza la aplicación de las fórmulas de obtención de los caudales punta de las cuencas
interceptadas por medio del método de cálculo seleccionado.
1
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2.3. DETERMINACIÓN DE LAS CUENCAS
En primer lugar se han identificado, sobre la cartografía a escala 1/5.000, todos los posibles cursos de
agua, así como sus cuencas receptoras. Estas cuencas así como sus subcuencas se han plasmado a
1/5.000. El plano resultante se encuentra recogido en el presente Anejo. Se han trazado las divisorias
correspondientes de la zona vertiente de cada punto o cauce considerado sobre la cartografía. En total, se
han delimitado a este nivel dos cuencas que resultan afectadas en la zona del proyecto.
2.4. EVALUACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LAS CUENCAS
Este método es apropiado sólo en cuencas pequeñas. Se ha adoptado para las cuencas interceptadas al
tener todas ellas tiempos de concentración inferiores a 6 horas.
2.5.2. Selección del período de retorno
Se adoptan los siguientes valores del período de retorno en función de la obra a la que se aplican.
T
= 25 años
T
= 100 años (drenaje transversal)
(drenaje longitudinal)
Una vez identificadas y delimitadas cartográficamente las cuencas se ha procedido a la evaluación de las
características físicas de las mismas:
-
Superficie, sobre la cartografía de escala 1/5.000, en la que aparezca toda la cuenca.
Cota máxima, por identificación sobre la cartografía en la que se aprecie el punto más alto.
Cota mínima, por identificación sobre la cartografía en la que se aprecie el punto bajo.
Desnivel, por diferencia entre la cota máxima y mínima.
Longitud, por medición sobre la cartografía de escala 1/5.000 en cuencas con cauce definido.
Pendiente, por cociente entre el desnivel y la longitud.
Tiempo de concentración:
0,76
 L 
T c = 0,3  1 
 
 J4 
2.6. ESTIMACIÓN DEL UMBRAL DE ESCORRENTÍA
La estimación inicial del umbral de escorrentía se ha realizado según las pautas establecidas en la
Instrucción 5.2-IC de "Drenaje Superficial” y son las siguientes.
En primer lugar, se ha comprobado que la pendiente de todas las cuencas es mayor del 3%. De los planos
y ortofotos disponibles, se ha obtenido el tipo y aprovechamiento del suelo, que se ha asimilado al uso que
corresponde al grupo de PRADERAS, con una característica hidrológica buena, todo ello fuera de las áreas
urbanizadas.
Por otro lado, de los tipos de suelo indicados, se ha seleccionado un suelo de tipo C, es decir, con unas
condiciones hidrológicas definidas como BUENAS, y que se puede generalizar para todas las cuencas.
Por último, la normativa prescribe la aplicación de un coeficiente que refleja la variación regional de la
humedad habitual en el suelo al comienzo de los aguaceros significativos, y que en el caso del ámbito del
proyecto toma un valor de 2. Así, el valor final del umbral de escorrentía adoptado para la determinación del
coeficiente C de escorrentía, es el siguiente:
siendo:
Tc=
Tiempo de concentración, en horas.
L=
Longitud del curso principal, en km.
J=
Pendiente media del curso principal, en m/m.
Po = Po, ini · Coef.Po
2.5. SELECCIÓN DEL MÉTODO DE CÁLCULO Y DEL PERÍODO DE RETORNO.
Los valores de Po finales obtenidos para cada cuenca son los indicados a continuación:
2.5.1. Selección del método de cálculo.
P0, ini*Coef.po
El método de cálculo que se emplea para la obtención de los caudales de cada cuenca es el contenido en
la Norma 5.2-IC: "Drenaje Superficial”.
El Método hidrometeorológico consiste en la aplicación de la fórmula:
Q
Q=
CI A
3
Caudal máximo, en m3/seg.
C= Coeficiente de escorrentía de la cuenca.
I=
Intensidad del aguacero, en mm/h, para un período de retorno (T) y un tiempo de concentración (Tc)
dados.
A=
Superficie de la cuenca, en km2.
Uso de la tierra
Pradera,Suelo Tipo C, condiciones hidrológicas
buenas, pendiente >3%
Plantaciones regulares aprovechamiento forestal,
condiciones hidrológicas medias, pendiente >3%
% Sup.
Tipo de suelo
Po
100
Zona verde
18,0x2
100
Zona verde
19,0x2
En la zona en estudio el valor Coef.po es 2, y el valor medio de P0 considerando el 50% de la superficie de
las cuencas Pradera y el 50% restante Plantaciones regulares es de 37.
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Pn  j 1  1  Pj
2.7. DETERMINACIÓN DE LA MÁXIMA PRECIPITACIÓN DIARIA.
Dado que no se dispone de aforos en los cauces en estudio se utiliza un modelo matemático para
relacionar la precipitación y escorrentía en la cuenca vertiente y obtener, de esta manera, los hidrogramas
correspondientes a lluvias con distintos períodos de retorno. En concreto, se consideran los períodos de
retorno de 2,5,10, 25, 50, 100, 250, 500 y 1000 años.
El proceso de obtención de caudales de diseño en la zona del proyecto se realiza en tres fases:
-
Análisis de frecuencia de presentación de aguaceros.
Obtención de curvas intensidad-duración de precipitación.
Determinación de caudales recurrentes.
En los apartados siguientes se describen los trabajos necesarios para completar cada una de estas fases.
2.7.1. Frecuencia de presentación de aguaceros
El problema que se plantea es la determinación de la probabilidad de presentación de un aguacero,
función de su intensidad media, para una duración dada. Para ello se sigue la aproximación clásica
ajustar las máximas intensidades anuales registradas para distintas duraciones, dentro del rango
interés, a una ley teórica de probabilidad que generalmente, como en este caso, es la denominada ley
Gumbel, que corresponde a la siguiente expresión:
en
de
de
de
  IIo 
Pee
donde P es la probabilidad anual de que no se supere la intensidad I, y,  e I0 son los parámetros de ajuste.
De acuerdo con la práctica habitual, los valores de la probabilidad se traducen en términos de periodo de
retorno (T). El periodo de retorno, expresado en años, se define por la relación:
T
2.7.2. Obtención de las curvas intensidad-duración
Estas curvas relacionan, para un determinado periodo de retorno, la máxima intensidad media de lluvia con
su duración. Para obtenerlas se debe disponer de datos de intensidades máximas anuales
correspondientes a una serie de duraciones cortas.
Este tipo de información no se puede obtener de la mayoría de las estaciones pluviométricas que sólo
registran la altura de precipitación total caída en 24 horas, por lo que en estos análisis se utilizan
exclusivamente los datos correspondientes al observatorio meteorológico de Sondika, por ser el único en la
zona en estudio que dispone de registros de intensidades en periodos cortos.
A continuación, los pares de valores intensidad-duración correspondientes a cada periodo de retorno se
ajustan, por mínimos cuadrados a curvas del tipo:
I   t 
donde  y  son los parámetros de ajuste.
2.7.3. Datos Pluviométricos
Los datos pluviométricos que se utilizan provienen, como ya se ha dicho, del observatorio meteorológico de
Sondika y consisten en los valores máximos anuales de la intensidad media de lluvia para diferentes
duraciones. Los datos de que se dispone pertenecen a un periodo de 50 años, de los cuales, 28
corresponden a años anteriores a 1.980, aunque sin especificar el año en concreto, y los restantes valores
pertenecen al periodo 1.980-2.003. Las duraciones de lluvia consideradas son 1, 6, 12 y 24 horas.
1
1 P
Para realizar los ajustes a cualquier ley probabilística extremal, se debe asignar una probabilidad de
ocurrencia a cada valor máximo anual registrado. Esta probabilidad se asigna en función del número de
orden que ocupa cada registro en una tabla de valores crecientes y del número total. Con este fin se
pueden utilizar diversas fórmulas, si bien todas ellas conducen a valores muy similares, salvo en el caso de
que se disponga de muy pocos registros. En este caso se ha utilizado la fórmula de Beard según la cual:
P  P1 
 j  11  2 P1 
n 1
siendo
1
P1  1  0,5 n
Estas fórmulas son válidas para j < 0,5n. Si n es impar, al valor central se le asigna probabilidad 0,5 y para
j > 0,5n, las probabilidades correspondientes se calculan como:
3
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2.7.3.1. Intensidades máximas anuales registradas
TABLA DE INTENSIDADES MEDIAS MAXIMAS ANUALES
TABLA DE INTENSIDADES MEDIAS MAXIMAS ANUALES
(en mm/hora)
AÑO
DURACION
1 hora
6 horas
12 horas
24 horas
8,1
3,20
1,91
8,5
3,30
2,03
AÑO
VALORES ORDENADOS (en mm/hora)
DURACION
1 hora
6 horas
12 horas
24 horas
1,13
27,7
10,22
6,24
3,38
1,28
42,2
11,10
6,76
3,87
AÑO
DURACION
1 hora
6 horas
12 horas
24 horas
1
8.1
3.2
1.9
1.1
8.5
3.3
2.0
1.3
AÑO
DURACION
1 hora
6 horas
12 horas
24 horas
26
16.4
5.6
3.9
2.4
27
17.2
5.6
4.0
2.5
9,2
3,63
2,46
1,31
56,4
13,52
7,06
4,10
2
9,7
4,08
2,51
1,64
64,7
25,45
13,36
11,53
3
9.1
3.4
2.1
1.3
28
17.2
5.6
4.0
2.5
9.2
3.6
2.2
1.3
29
18.2
5.8
4.2
2.5
11,0
4,18
2,57
1,65
80
15,7
4,50
3,50
2,50
4
11,3
4,35
2,58
1,66
81
14,9
8,60
2,80
2,40
5
9.7
3.7
2.5
1.4
30
19.0
5.8
4.2
2.5
10.0
3.9
2.5
1.6
31
19.2
6.0
4.2
2.6
11,9
4,35
2,72
1,82
82
9,1
3,90
2,70
2,20
6
12,2
4,55
3,03
1,87
85
14,2
5,00
3,50
1,70
7
11.0
4.1
2.6
1.6
32
19.3
6.0
4.3
2.6
8
11.3
4.2
2.6
1.7
33
19.4
6.2
4.3
2.6
12,7
4,70
3,03
1,88
86
28,4
6,00
3,00
2,60
14,8
4,73
3,11
1,90
87
19,2
5,60
3,10
2,60
9
11.4
4.2
2.7
1.7
34
19.9
6.2
4.4
2.7
11.9
4.4
2.7
1.7
35
20.0
6.7
4.5
2.7
14,8
4,80
3,81
2,02
88
11,4
4,20
3,70
1,90
10
15,8
5,13
3,88
2,14
89
18,2
8,20
5,80
3,10
11
12.2
4.4
2.7
1.8
36
20.2
6.7
4.7
2.7
16,0
5,15
4,04
2,24
90
24,0
5,60
3,20
2,30
12
12.6
4.6
2.8
1.9
37
20.4
6.8
4.7
2.8
12.7
4.7
2.9
1.9
38
21.3
7.0
4.7
2.8
16,4
5,38
4,04
2,25
91
20,0
6,20
5,00
3,00
13
17,2
5,75
4,20
2,29
92
19,4
7,00
3,70
2,70
14
12.7
4.7
3.0
1.9
39
22.9
7.0
4.8
2.9
13.3
4.7
3.0
1.9
40
23.3
7.2
4.9
2.9
17,2
5,80
4,21
2,35
93
14,4
7,20
4,70
2,70
15
19,0
6,68
4,22
2,49
94
23,3
7,80
5,00
2,50
16
14.2
4.8
3.1
2.0
41
24.0
7.4
5.0
2.9
14.4
4.8
3.2
2.1
42
25.3
7.8
5.0
3.0
19,3
6,73
4,25
2,50
95
15,0
7,10
3,70
2,20
17
20,4
6,83
4,54
2,64
96
29,6
6,20
4,40
2,90
18
14.8
5.0
3.3
2.2
43
25.4
8.0
5.3
3.1
14.8
5.0
3.3
2.2
44
25.5
8.2
5.3
3.3
21,3
6,98
4,65
2,65
97
18,2
5,60
3,60
2,30
19
22,9
7,35
4,74
2,80
98
12.7
5.10
4.8
3.30
20
14.8
5.0
3.5
2.2
45
27.5
9.2
5.6
3.3
14.9
5.1
3.5
2.3
46
27.7
9.6
5.8
3.4
25,3
8,02
4,86
2,84
99
10.0
3.70
2.10
1.30
21
25,4
9,17
5,28
2,87
00
13.3
4.70
2.90
1.70
22
15.0
5.1
3.6
2.3
47
28.4
9.8
5.9
3.4
15.7
5.2
3.6
2.3
48
29.6
10.2
6.2
3.9
25,5
9,55
5,28
2,88
01
19.9
5.00
2.70
1.60
23
27,5
9,78
5,85
3,36
02
20.2
6.00
5.60
3.90
24
15.8
5.4
3.7
2.3
49
42.2
11.1
6.8
3.9
03
14.8
3.40
2.20
1.40
25
16.0
5.4
3.8
2.4
50
56.4
13.5
7.1
4.1
(continuación)
4
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2.7.3.2. Ajustes a la ley de Gumbel
2.7.3.4. Gráficos de los ajustes
Los ajustes a la ley de Gumbel de las intensidades máximas anuales se realizan mediante el método de los
mínimos cuadrados, obteniéndose los siguientes valores de los parámetros:
Duración: 1 hora
60
Parámetros de ajuste a la ley de Gumbel

I0
1 hora
0,14738
14,59
6 horas
0,57480
5,03
12 horas
0,98228
3,35
24 horas
1,77482
2,08
50
En los apartados siguientes se incluye una tabla de intensidades correspondientes a las duraciones
consideradas y periodos de retorno de 2, 5, 10, 25, 50, 100, 250 y 500 años, y los gráficos de los ajustes.
En estos gráficos se representa en abscisas una variable reducida cuya relación con la probabilidad es y =
-ln(-lnP), de forma que la función ajustada aparece como una recta.
Intensidad (mm/hora)
Duración
40
30
20
10
2.7.3.3. Tabla de resultados numéricos
0
-2
Utilizando los valores de los parámetros ajustados se obtienen los siguientes valores:
-1
0
1
2
3
4
5
3
4
5
Variable reducida
INTENSIDADES PARA DISTINTOS PERIODOS DE RETORNO
DURACION
1 hora
6 horas
12 horas
24 horas
2
17.08
5.68
3.73
2.29
5
24.77
7.65
4.88
2.93
10
29.86
8.95
5.64
3.35
25
36.29
10.60
6.61
3.89
50
41.07
11.83
7.33
4.28
100
45.80
13.04
8.04
4.68
250
52.04
14.64
8.97
5.19
500
56.75
15.85
9.68
5.59
Duración: 6 horas
16
14
12
Intensidad (mm/hora)
T
años
10
8
6
4
2
0
-2
-1
0
1
2
Variable reducida
5
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2.7.3.5. Ajuste de las curvas intensidad-duración
Duración: 12 horas
De acuerdo con la metodología previamente expuesta, los pares de valores intensidades máximas-duración
obtenidos para cada periodo de retorno mediante las fórmulas de recurrencia se ajustan a funciones del
tipo:
Intensidad (mm/hora)
9
8
I   t 
7
Los valores de los parámetros resultantes de los ajustes, que como en el caso anterior se realizan mediante
el método de los mínimos cuadrados, se resumen en la tabla siguiente. Estos valores son tales que, al
aplicar las fórmulas, las duraciones deben expresarse en minutos para obtener las intensidades de lluvia en
mm/hora.
6
5
4
Parámetros de ajuste de las curvas ID
3
2
1
0
-2
-1
0
1
2
3
4
5
Variable reducida
Periodo de retorno
2 años
5 años
10 años
25 años
50 años
100 años
250 años
500 años

224.94
383.92
495.17
639.84
749.22
859.05
1005.08
1116.18

0.62709
0.66707
0.68356
0.69847
0.70680
0.71350
0.72061
0.72502
En concreto, las duraciones que se consideran son 1, 6, 12 y 24 horas, cuyas correspondientes
intensidades pueden verse en la tabla del apartado 2.7.3.3. Con estos valores se consiguen unos ajustes
muy buenos como puede apreciarse en los gráficos.
Duración: 24 horas
Las curvas ID para periodos de retorno de 25, 100, y 500 años y los gráficos de los ajustes se incluyen en
los apartados siguientes.
5
Intensidad (mm/hora)
4
3
2
1
0
-2
-1
0
1
2
3
4
5
Variable reducida
6
ANEJO Nº8. HIDROLOGIA
PROYECTO DE URBANIZACIÓN DEL SECTOR TECNOLÓGICO SU AE-LC-01 EN ABANTO - ZIERBENA (BIZKAIA)
2.7.3.7. Gráficos de los ajustes de las curvas ID
2.7.3.6. Gráficos de las curvas ID
T = 10
CURVAS DE INTENSIDAD-DURACION
entre 1 y 6 horas
35.00
60.00
intensidad (mm/h)
30.00
intensidad (mm/h)
50.00
40.00
T=500
T=100
T=25
T=10
30.00
20.00
y = 495.17x-0.6836
25.00
20.00
15.00
10.00
5.00
10.00
0.00
0
500
0.00
60
120
180
240
300
1000
1500
tiempo (minutos)
360
tiempo (minutos)
T = 25
CURVAS DE INTENSIDAD-DURACION
entre 6 y 24 horas
40,00
intensidad (mm/h)
20.00
35,00
)
/h 30,00
m
m
( 25,00
d
a 20,00
d
i
s
n 15,00
e
t
n
i
10,00
16.00
12.00
8.00
T=500
T=100
T=25
T=10
4.00
y = 639,85x-0,698
5,00
0,00
0.00
360
480
600
720
840
960
1080 1200 1320 1440
tiempo (minutos)
0
500
1000
150
tiempo (minutos)
7
ANEJO Nº8. HIDROLOGIA
PROYECTO DE URBANIZACIÓN DEL SECTOR TECNOLÓGICO SU AE-LC-01 EN ABANTO - ZIERBENA (BIZKAIA)
2.7.3.8. Precipitación máxima diaria. Resultados
T = 100
Los valores finales son los siguientes:
50.00
PRECIPITACIÓN MÁXIMA PROBABLE (mm/24h)
intensidad (mm/h)
45.00
40.00
y = 859.05x-0.7135
35.00
P.R.2
P.R.5
P.R.10
P.R.25
P.R.50
P.R.100
P.R.250
P.R.500
P.R.1000
56.5
72.0
82.4
95.6
105.3
115.0
127.8
137.4
147.1
30.00
25.00
2.8. CORRECCIONES A EFECTUAR AL VALOR DE LA PRECIPITACIÓN MÁXIMA DIARIA
20.00
Una vez obtenida la precipitación máxima diaria (Pd), se plantean dos correcciones antes de calcular los
valores de las intensidades de lluvia de diseño para cada cuenca y periodo de retorno.
15.00
10.00
5.00
0.00
0
500
1000
1500
La primera de éstas tiene en cuenta que las series de máximos se toman entre las nueve de la mañana de
un día y las nueve de la mañana del día siguiente. Por ello, para considerar el periodo en el que se produce
la precipitación diaria máxima, se multiplican los valores de Pd por 1,13.
Por otra parte, siguiendo las indicaciones del CEDEX, debe considerarse un factor multiplicador,
denominado de distribución areal, que tiene en cuenta la no simultaneidad de las lluvias máximas en toda
la superficie de las cuencas. Este factor es significativo a partir de una superficie de cuenca de 1 Km2.
tiempo (minutos)
La expresión que sirve para calcularlo es:
T = 500
70.00
intensidad (mm/h)
60.00
y = 1116.2x-0.725
50.00
 log A 
Pd *  Pd 1 
15 

para A  1 Km2
Pd *  Pd
para A < 1 Km2
40.00
Los valores de la Intensidad de lluvia a emplear, obtenidos del cálculo descrito, son los siguientes:
30.00
20.00
PRECIPITACIÓN MÁXIMA PROBABLE CORREGIDA (mm/24h)
10.00
P.R.2
P.R.5
P.R.10
P.R.25
P.R.50
P.R.100
P.R.250
P.R.500
P.R.1000
63,79
81,41
93,13
107,98
119,00
129,96
144,39
155,29
166,18
0.00
0
500
1000
1500
tiempo (minutos)
8
ANEJO Nº8. HIDROLOGIA
PROYECTO DE URBANIZACIÓN DEL SECTOR TECNOLÓGICO SU AE-LC-01 EN ABANTO - ZIERBENA (BIZKAIA)
2.9. DETERMINACIÓN DE LA INTENSIDAD DE LLUVIA DE DISEÑO
El aguacero a efectos de cálculo quedará definido por la intensidad It (mm/hora) de precipitación media,
función de la duración del intervalo considerado (la duración que se considera en los cálculos de It es igual
al tiempo de concentración de la cuenca) y de la intensidad de precipitación media diaria Id= (Pd/24) para el
período.
Estas intensidades medias It (mm/h) de precipitación se podrán obtener por medio de la siguiente
expresión:
La relación I1/Id varía entre 8 y 12, tal y como muestra el mapa de isolíneas adjunto (“Cálculo
hidrometeorológico de caudales máximos en pequeñas cuencas naturales” M.O.P.U.), basado en un
trabajo de Témez (1987).
La zona que nos ocupa tiene un valor de I1/Id =9,0.
La metodología expuesta en la Instrucción 5.2 –IC propone establecer como hietograma de cálculo uno
sintético, adimensional, y de valor constante, resultante de hacer coincidir la duración del aguacero con el
tiempo de concentración de cada subcuenca.
280,1-t 0,1
 0,4
 I1
I t = I d  
 Id 
It1
donde:
-Id (mm/h) = Intensidad media diaria de precipitación, correspondiente al período de retorno
considerado.
t
t1
-Pd (mm) = Precipitación total diaria correspondiente a cada período de retorno que se
tomará de los cálculos realizados anteriormente.
-I1 (mm/h) = Intensidad horaria de precipitación correspondiente a cada período de retorno.
El valor de la razón I1/Id se tomará del mapa de isolíneas.
-
t (h) = Duración del intervalo al que se refiere I, que se tomará igual al tiempo de
concentración Tc determinado con anterioridad.
2.10. OBTENCIÓN DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA
La escorrentía es un fenómeno que depende de la geología del suelo, de la morfología de la cuenca, de los
usos del suelo, y de la intensidad del aguacero.
El coeficiente de escorrentía dependerá de la razón entre la precipitación diaria Pd correspondiente a un
período de retorno y la precipitación Po o umbral de escorrentía a partir de la cual se inicia ésta. La
determinación de dicho coeficiente C viene definida por la expresión:
 Pd   Pd

 - 1 . + 23
Po   Po

C= 
2

 Pd
 + 11
 Po

Con los parámetros Pd y Po determinados en los puntos anteriores y la aplicación de la fórmula descrita, se
determina el coeficiente de escorrentía C para todas las cuencas y para los períodos de retorno utilizados.
9
ANEJO Nº8. HIDROLOGIA
PROYECTO DE URBANIZACIÓN DEL SECTOR TECNOLÓGICO SU AE-LC-01 EN ABANTO - ZIERBENA (BIZKAIA)
3. DETERMINACIÓN DE LOS CAUDALES RECURRENTES
Los caudales de diseño se obtienen a partir de datos de precipitación y de las características de las
cuencas vertientes.
En los cuadros siguientes se indican las características de las cuencas vertientes para la situación actual y
la futura.
Situación actual
CARACTERISTICAS DE LAS CUENCAS DRENADAS
El clima en la zona en la que se desarrollan las obras es el típico de la cornisa cantábrica: húmedo en
invierno y caluroso en verano; en primavera y otoño las temperaturas son suaves. La precipitación es
media-alta y casi toda en forma de lluvia, normalmente durante el otoño y la primavera.
CUENCA
C-1
C-2
C-3
C-4
De acuerdo con la metodología previamente expuesta, y dadas las características de las cuencas de
aportación, se utiliza el denominado Método Hidrometereológico para evaluar los caudales de diseño de las
obras de drenaje. En este método, los caudales se evalúan a partir de la fórmula:
Qe 
CI  A
k
CUENCA
Area (ha)
12,901
9,370
22,780
14,258
Long. (km)
0,445
0,361
0,711
0,643
Desnivel (m)
50,29
28,44
96,00
96,14
Tc (min)
14,72
13,45
20,32
18,46
CARACTERISTICAS FISICAS DE LAS CUENCAS AFECTADAS
Tc
Superficie
Long.
cotas
Desnivel
Pendiente
(m)
(m)
(ha)
(km.)
(min.)
12,901
0,445
165,74
115,45
50,29
0,11
14,72
Tc
adoptado
14,72
donde:
C-1
-
C-2
9,370
0,361
127,88
99,44
28,44
0,08
13,45
13,45
C-3
22,780
0,711
173,24
77,24
96,00
0,14
20,32
20,32
C-4
14,258
0,643
173,24
77,10
96,14
0,15
18,46
18,46
-
Qe es el caudal de diseño en la sección de desagüe en estudio en m3/s.
C es el coeficiente de escorrentía de la cuenca.
A es la superficie de la cuenca de aportación en Ha.
I es la intensidad de lluvia máxima correspondiente al periodo de retorno de diseño para una duración
igual al tiempo de concentración de la cuenca en mm/hora.
k es un coeficiente que depende de las unidades en que se expresen Q y A, y que incluye un aumento
del 20 por 100 en Q para tener en cuenta el efecto de las puntas de precipitación.
El coeficiente de escorrentía se define como la parte de lluvia precipitada que no se evapora ni se filtra por
el terreno, sino que discurre por él.
La intensidad de lluvia a considerar para la determinación de un caudal estimado de avenida máxima
depende de dos factores:
-
Tiempo de concentración.
Periodo de retorno
El tiempo de concentración de la cuenca se obtiene, normalmente, aplicando la fórmula de Témez:
 L 
Tc  0,3  1 4 
J 
0 , 76
donde:
Tc tiempo de concentración en horas.
L longitud de la vaguada en Km.
J pendiente media de la cuenca en tanto por uno.
A partir de este tiempo de concentración y aplicando la metodología anteriormente expuesta, se obtienen
las intensidades de precipitación, que introducidas en la fórmula racional nos dan los caudales.
Al final de este capítulo se incluye un plano con las cuencas principales, en la situación actual, y otro plano
de cuencas con la urbanización del plan parcial realizada y cuyo drenaje se realiza mediante la red
proyectada.
Situación futura
CUENCA
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
C11
C12
C13
C14
C15
C16
C17
C18
C19
C20
C21
C22
C23
C24
C25
CARACTERISTICAS DE LAS CUENCAS DRENADAS
Area
Long.
Desnivel
(km.)
(m)
(ha)
0,320
0,084
15,63
2,890
0,257
20,76
0,040
0,038
4,10
0,120
0,041
6,48
1,480
0,194
24,39
0,700
0,093
15,39
1,070
0,154
26,70
2,140
0,297
34,63
3,420
0,232
36,30
2,130
0,201
19,87
0,080
0,022
3,27
0,860
0,077
31,48
0,460
0,099
13,88
0,640
0,097
21,61
2,780
0,160
29,18
0,190
0,077
10,18
0,940
0,181
38,04
0,780
0,147
18,33
0,990
0,144
21,80
2,190
0,145
916,47
0,850
0,118
18,90
0,850
0,103
12,84
1,380
0,125
20,51
2,960
0,217
42,48
0,430
0,068
21,38
Tc
(min.)
3,77
10,34
2,29
2,26
7,68
4,17
6,06
10,76
8,44
8,25
1,42
3,04
4,51
4,07
6,18
3,77
6,60
6,23
5,91
2,92
5,02
4,75
5,22
7,68
2,90
10
ANEJO Nº8. HIDROLOGIA
PROYECTO DE URBANIZACIÓN DEL SECTOR TECNOLÓGICO SU AE-LC-01 EN ABANTO - ZIERBENA (BIZKAIA)
Para las cuencas con tiempos de concentración inferior a 10 minutos se toma la intensidad de precipitación
que corresponde a 10 minutos, siendo ésta la intensidad máxima contemplada. En el caso de las cuencas
de la situación futura, se ha considerado un tiempo de concentración menor de 10 minutos al corresponder
a zonas urbanizadas.
El coeficiente de escorrentía se define como el cociente entre la parte de la precipitación que sale de la
cuenca por su superficie y la cantidad total de precipitación caída sobre dicha cuenca.
Los valores de los coeficientes de escorrentía utilizados para el cálculo de los caudales, según el periodo
de retorno, se han obtenido según la fórmula de la Norma 5.2-IC:
C
Pd
Po   1 * Pd Po   23
Pd
Po   11
Po
Pd
CUENCA
% Barbecho
% Cultivos
en hilera
C-1
C-2
C-3
C-4
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
CUENCA
% Barbecho
% Cultivos
en hilera
C-1
C-2
C-3
C-4
C-5
C-6
C-7
C-8
C-9
C-10
C-11
C-12
C-13
C-14
C-15
C-16
C-17
C-18
C-19
C-20
C-21
C-22
C-23
C-24
C-25
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
20,95
0,00
es el umbral de escorrentía, en mm.
es la precipitación total diaria correspondiente al periodo de retorno, en mm, obtenida a partir de
los mapas de isolíneas de precipitaciones máximas previsibles en un día.
Los valores de Po se han obtenido de la tabla 2.1 de la Norma 5.2-IC para cada una de las cuencas
dependiendo de la naturaleza del suelo y del tipo de aprovechamiento que tenga. En las siguiente tablas se
resumen los valores de Po utilizados en cada una de las cuencas, después de aplicar el coeficiente de
corrección del umbral de escorrentía con un valor de 2.
% Rotación
de cultivos
densos
7,16
16,20
0,00
1,82
% Praderas
% Masas
forestales
89,05
83,80
85,12
77,20
2,06
0,00
6,93
5,83
% Praderas
% Masas
forestales
100,00
97,19
100,00
38,33
21,39
86,57
79,11
80,59
88,46
58,44
43,38
82,81
92,61
93,70
90,04
100,00
62,32
87,37
8,26
89,76
97,25
60,47
100,00
49,71
100,00
0,00
2,81
0,00
0,00
17,09
0,00
2,98
13,66
7,80
3,39
0,00
17,19
7,39
3,19
7,53
0,00
5,06
12,63
13,25
9,33
0,00
0,00
0,00
12,66
0,00
%
Pavimento
bituminoso
1,73
0,00
7,29
0,00
Po
9,01
9,00
8,84
8,05
Situación futura
2
donde:
-
Situación actual
% Rotación
de cultivos
densos
0,00
0,00
0,00
61,67
31,55
0,00
0,00
0,00
3,74
30,28
56,63
0,00
0,00
3,11
2,43
0,00
27,31
0,00
76,49
0,00
0,00
0,00
0,00
6,09
0,00
%
Pavimento
bituminoso
0,00
0,00
0,00
0,00
29,96
13,43
0,00
5,75
0,00
7,89
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
5,31
0,00
1,99
0,90
2,75
39,53
0,00
10,59
0,00
Po
9,00
9,20
9,00
9,00
7,80
7,93
7,60
9,50
9,55
8,61
9,00
10,20
9,52
9,22
9,53
9,00
8,93
9,88
9,77
9,58
8,78
5,84
9,00
8,41
9,00
Para la superficie del firme y aceras se adopta un valor de Po de 1 mm.
En la tabla siguiente se especifican las intensidades de precipitación y caudales generados en las cuencas
que se corresponde con dichas cuencas, para un periodo de retorno de 10, 25, 100 y 500 años.
11
ANEJO Nº8. HIDROLOGIA
PROYECTO DE URBANIZACIÓN DEL SECTOR TECNOLÓGICO SU AE-LC-01 EN ABANTO - ZIERBENA (BIZKAIA)
Situación actual
INTENSIDADES DE PRECIPITACION Y CAUDALES EN LAS CUENCAS DRENADAS
Periodos de Retorno (años)
10
25
100
500
CUENCA
I
Qp
I
Qp
I
Qp
I
mm/h
m3/s
mm/h
M3/s
mm/h
m3/s
mm/h
C-1
69,97
1,352
81,18
1,751
97,65
2,377
116,67
C-2
73,04
1,025
84,74
1,328
101,94
1,803
121,79
C-3
59,84
2,071
69,43
2,678
83,52
3,629
99,78
C-4
62,72
1,458
72,77
1,871
87,53
2,514
104,59
Qp
m3/s
3,140
2,382
4,788
3,292
Situación futura
INTENSIDADES DE PRECIPITACION Y CAUDALES EN LAS CUENCAS DRENADAS
Periodos de Retorno (años)
10
CUENCA
C-1
C-2
C-3
C-4
C-5
C-6
C-7
C-8
C-9
C-10
C-11
C-12
C-13
C-14
C-15
C-16
C-17
C-18
C-19
C-20
C-21
C-22
C-23
C-24
C-25
I
mm/h
83,86
82,58
83,86
83,86
83,86
83,86
83,86
81,06
83,86
83,86
83,86
83,86
83,86
83,86
83,86
83,86
83,86
83,86
83,86
83,86
83,86
83,86
83,86
83,86
83,86
25
Qp
m3/s
0,040
0,352
0,005
0,015
0,207
0,097
0,152
0,249
0,410
0,308
0,010
0,097
0,055
0,079
0,334
0,024
0,119
0,091
0,116
0,262
0,109
0,143
0,173
0,392
0,054
I
mm/h
97,29
95,81
97,29
97,29
97,29
97,29
97,29
94,05
97,29
97,29
97,29
97,29
97,29
97,29
97,29
97,29
97,29
97,29
97,29
97,29
97,29
97,29
97,29
97,29
97,29
100
Qp
M3/s
0,052
0,456
0,007
0,020
0,265
0,124
0,195
0,324
0,534
0,357
0,013
0,128
0,072
0,102
0,434
0,031
0,154
0,119
0,152
0,341
0,141
0,179
0,225
0,505
0,070
I
mm/h
117,03
115,26
117,03
117,03
117,03
117,03
117,03
113,14
117,03
117,03
117,03
117,03
117,03
117,03
117,03
117,03
117,03
117,03
117,03
117,03
117,03
117,03
117,03
117,03
117,03
500
Qp
m3/s
0,071
0,620
0,009
0,027
0,355
0,166
0,260
0,442
0,728
0,483
0,018
0,175
0,098
0,139
0,593
0,042
0,209
0,162
0,208
0,465
0,191
0,234
0,305
0,681
0,095
I
mm/h
139,83
137,71
139,83
139,83
139,83
139,83
139,83
135,17
139,83
139,83
139,83
139,83
139,83
139,83
139,83
139,83
139,83
139,83
139,83
139,83
139,83
139,83
139,83
139,83
139,83
Qp
m3/s
0,093
0,821
0,012
0,035
0,464
0,218
0,339
0,587
0,967
0,636
0,023
0,234
0,130
0,184
0,787
0,055
0,275
0,216
0,276
0,618
0,251
0,300
0,403
0,894
0,126
A partir de los resultados obtenidos, en el Apartado nº 3 del "ANEJO Nº 9: INSTALACIONES Y SERVICIOS",
se dimensionan las obras de paso transversal 1 y 2. Igualmente, se calcula la red de drenaje en dicho
apartado, si bien para los cálculos de los SUDS y, en aras de una mayor seguridad, se manejarán datos de
intensidad de lluvia mas conservadores.
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4. PLANO DE CUENCAS INICIALES
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5. PLANO DE CUENCAS FUTURAS
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6. PLANO DE CUENCAS PASOS 1 Y 2
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