3.- El escurrimiento superficial

El caudal que fluye sobre el terreno, y sobre las edificaciones es el aspecto más palpable del problema pluvial.       Sin embargo este fenómeno es el menos estudiado y el más complejo de analizar.

Diferentes autores han hecho pruebas en maquetas y mediciones " in situ ",  para determinar un modelo matemático que represente al movimiento del agua sobre el terreno.

Los estudios realizados se han enfocado principalmente a grandes extensiones de terreno, para dar soluciones a grandes cuencas. 

Estos resultados no son aplicables a zonas urbanas con áreas de captación pequeñas, especialmente en los casos de pendientes pronunciadas y cuando se presentan condiciones irregulares. Como pueden ser, la existencia de obstáculos urbanísticos; edificaciones y calles que no siguen la dirección del flujo natural del agua.

Para solucionar el autor de este manual se realizó mediciones en campo, en la ciudad de Monterrey, N.L., en la zona aledaña al cerro del Obispado y en una superficie de 4 Kilómetros cuadrados. 

El autor del presente estudio evaluó los caudales pluviales, en función de la intensidad de la lluvia, la topografía del terreno, las condiciones urbanísticas y el tamaño de las cuencas. Esta información se utilizó para la determinación de las ecuaciones que se presentan en éste capítulo. Mismas que fueron empleadas para el diseño del sistema de drenaje pluvial de la ciudad de Monterrey, en el año de 1967. 

La exactitud de las mencionadas ecuaciones fué comprobada mediante registros de caudales en los ductos construídos, durante un período de 5 años. Encontrándose diferencias máximas entre las magnitudes de los gastos pluviales, con los valores de diseño del 12%.

Las variables más importantes que afectan los escurrimientos superficiales, son el coeficiente de escurrimiento y el tiempo de concentración, variables que se representan con las letras:      c  y   tc.

 

3.1. EL COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO (c) es la relación del caudal que fluye sobre el terreno, al caudal llovido. Este parámetro no debe confundirse con el coeficiente de infiltración, el cual no es empleado en nuestro estudio.

Los valores que se recomiendan para el coeficiente de escurrimiento son los siguientes:

Tabla Nº 5 Coeficiente de escurrimiento:

PARQUES Y JARDINES, con zacate y arborizados:

PENDIENTE K
0-20% 0.20
20-45% 0.25
45-100% 0.27
Mayor de 100% 0.30


 

ZONAS SIN URBANIZAR, esacasa vegetación:

 

PENDIENTE K
0-20% 0.25
20-45% 0.30
45-100% 0.35
Mayor de 100% 0.375

ZONAS URBANAS:              

 

PENDIENTE K
0-20% 0.35 K1
20-45% 0.40 K1
45-100% 0.50 K1
Mayor de 100% 0.60 K1

( Para valores de K1, ver tabla no 6 )

                                                          

ESTACIONAMIENTOS:...............................................................K= 0.90

TEJADOS:.................................................................................... K= 1.00


TABLA NO 6--coeficientes K1 para zonas urbanas.
Uso de Suelo K1
Residencial muy baja densidad. 0.80
Residencial baja densidad. 1.90
Residencial mediana densidad. 1.00
Residencial alta densidad. 1.15
Centros de población. 1.20
Habitación popular. 1.30
Nota: Clasificación de densidad según parámetros de SEDUOP.

Para áreas con uso del suelo mixto o con pendientes variables, se deberá utiizar el promedio ponderado de los coeficientes de escurrimiento obtenidos.


3.2- DETERMINACIÓN DEL AREA DRENADA. La cuenca tributaria a un punto determinado¨a¨ , se obtiene a partir de los planos de configuración topográfica.

Se trazan lineas a patrir del punto ¨a¨, hacia ambos extremos de la cuenca, en dirección perpendicularr a las curvas de nivel. Estas lineas definen los límites de las cuencas

 

3.3- EL TIEMPO DE CONCENTRACION (tc) : Este parámetro se refiere al tiempo que tarda el agua en su recorrido entre dos puntos determinados, los cuales son: el extremo superior de la cuenca y el punto donde se mide el gasto pluvial. Si consideramos la cuenca que muestra la siguiente figura:

 

Donde las curvas de nivel indican cambios de altura a cada 5 metros y la línea de flechas muestra la dirección de flujo de la cañada. El tiempo de concentración se refiere a el lapso que transcurre para que el agua de lluvia, transite desde el punto b al punto a .

Y ese valor es la suma del tiempo de escurrimiento sobre el terreno y dentro de canales y tuberías, en caso de existir éstos.

Para el caso de escurrimiento superficial ( sin canales y ductos), se obtiene mediante la ecuación.

                    0.3333

Ko ( L )

tc=------------------------
                0.50

( P )

Donde

tc = El tiempo de escurrimiento en minutos.

L = Longitud de la cuenca en su cañada principal, en metros.

P = Pendiente promedio de la cuenca, a lo largo de su cañada principal, en valor absoluto.

K o = Factor de escurrimiento.



Los factores de escurrimiento (Ko) son:

Tabla Nº 7

Uso del suelo----------------------------------- K o

terrenos sin urbanizar.............................0.30

parques y areas verdes..........................0.25

areas urbanizadas...................................0.20


 

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