estudio de trÁnsito de crecientes con desarrollo de...

ESTUDIO DE TRÁNSITO DE CRECIENTES CON DESARROLLO DE UNA

APLICACIÓN INFORMÁTICA, EN EL RÍO FONCE AFLUENTE DEL RÍO SUÁREZ

EN EL DEPARTAMENTO DE SANTANDER.

DAVID OTERO ESPINEL

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD TECNOLÓGICA

INGENIERÍA CIVIL

BOGOTÁ D.C.

2016

ESTUDIO DE TRÁNSITO DE CRECIENTES CON DESARROLLO DE UNA

APLICACIÓN INFORMÁTICA, EN EL RÍO FONCE AFLUENTE DEL RÍO SUÁREZ

EN EL DEPARTAMENTO DE SANTANDER.

DAVID OTERO ESPINEL

Monografía para optar por el título de Ingeniero Civil

INGENIERO FERNANDO GONZÁLEZ CASAS

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD TECNOLÓGICA

INGENIERÍA CIVIL

BOGOTÁ D.C.

2016

Nota de aceptación:

_________________________________

_________________________________

_________________________________

_________________________________

_________________________________

_________________________________

________________________________

Firma del presidente del jurado

________________________________

Firma del jurado

________________________________

Firma del jurado

Bogotá D.C. 2016

DEDICATORIA

De manera muy especial ofrezco este trabajo a mi familia, mis papas y hermanos,

quienes durante la formación académica supieron estar en todo mi proceso y

aportaron lo necesario para que personalmente recibiera esta profesión. También

dedico este logro a mis abuelos, en especial a mi abuelo (Q.E.P.D.), quien con su

profesión y forma de vida me inculco la pasión por los caminos y las obras civiles.

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a Dios por la vida y por las personas e instituciones que de algún modo

hicieron parte de mi formación académica. A la Universidad Distrital Francisco José

de Caldas que me dio el acceso a la educación superior, a todos los docentes que

transmitieron sus experiencias y conocimientos, en especial al ingeniero Fernando

González Casas, quien dirigió de manera atenta y eficientemente el desarrollo de

este trabajo de grado. También se hace un especial agradecimiento al Instituto de

Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM), por la

información y el asesoramiento suministrado, ya que constituye la base de este

proyecto.

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 1

1. MARCO DE REFERENCIA ........................................................................................ 5

1.1. ÁREA DE ESTUDIO ............................................................................................ 5

1.2. ESCORRENTÍA SUPERFICIAL ......................................................................... 15

1.2.1. MEDIDA DE CAUDAL ................................................................................ 15

1.2.1.1. ESTACIONES LIMNIGRÁFICAS ............................................................ 15

1.2.1.2. CURVA DE CALIBRACIÓN .................................................................... 22

1.2.2. HIDROGRAMA ........................................................................................... 24

1.2.3. ANÁLISIS HIDROGRAMA DE CRECIENTE ............................................... 26

1.3. TRÁNSITO DE CRECIENTES ........................................................................... 30

1.3.1. TRÁNSITO AGREGADO DE CRECIENTES .............................................. 31

1.3.1.1. MÉTODO HIDROLÓGICO (MUSKINGUM) ............................................. 31

1.3.2. TRÁNSITO DISTRIBUIDO DE CRECIENTES ............................................ 34

1.3.2.1. MÉTODO ONDA CINEMÁTICA .............................................................. 37

1.3.2.2. MÉTODO ONDA DINÁMICA (CUASI-PERMANENTE) ........................... 39

1.3.2.3. MÉTODO ONDA DIFUSIVA .................................................................... 40

1.4. FUNDAMENTOS VISUAL BASIC FOR APPLICATIONS (VBA) ........................ 41

2. METODOLOGÍA ....................................................................................................... 44

3. DESARROLLO DE LA PROPUESTA ....................................................................... 44

4. DISEÑO, PROGRAMACIÓN Y EJECUCIÓN DE LA APLICACIÓN INFORMÁTICA . 76

5. ANÁLISIS DE RESULTADOS................................................................................... 86

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................ 87

BIBLIOGRAFÍA E INFOGRAFÍA ...................................................................................... 88

ANEXOS.......................................................................................................................... 89

LISTA DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1: Áreas Cuenca Hidrográficas CAS ....................................................... 6

Ilustración 2: Subzonas Hidrográficas CAS ............................................................. 7

Ilustración 3: Sistema Codificación de Unidades Hidrográficas ............................... 9

Ilustración 4: Codificación Estación San Gil ........................................................... 10

Ilustración 5: Estación San Gil (Aforo Caudal) ....................................................... 10

Ilustración 6: Codificación Estación Merida............................................................ 11

Ilustración 7: Estación Merida (Aforo Caudal) ........................................................ 11

Ilustración 8: Zonificación Hidrográfica de Colombia ............................................. 12

Ilustración 9: Zonificación hidrográfica nacional ..................................................... 13

Ilustración 10: Zonificación Hidrográfica de Colombia. Área Magdalena-Cauca.... 14

Ilustración 11: Tipos de Mira Hidrométrica ............................................................. 16

Ilustración 12: Tipos de Maxímetros ...................................................................... 17

Ilustración 13: Limnígrafo ....................................................................................... 17

Ilustración 14: Puntos de Referencia ..................................................................... 18

Ilustración 15: Estación Hidrométrica Tipo (1) ....................................................... 18



Ilustración 18: Molinete Tipo Universal .................................................................. 20

Ilustración 19: Determinación Altura aforo caudal .................................................. 20

Ilustración 20: Puentes y Teleféricos Hidrométricos .............................................. 21

Ilustración 21: Ejemplo Curva de Calibración ........................................................ 23

Ilustración 22: Ejemplo Hidrograma (1) .................................................................. 24



Ilustración 25: Hidrograma Anual ........................................................................... 26

Ilustración 26: Hietograma de precipitación neta o de exceso ............................... 27

Ilustración 27: Análisis Hidrograma de Creciente .................................................. 28

Ilustración 28: Almacenamiento por prisma y por cuña en un tramo de un canal .. 32

Ilustración 29: Tramo elemental de un canal para la deducción de las ecuaciones

de Saint-Venant ..................................................................................................... 35

Ilustración 30: Resumen Ecuaciones Saint-Venant ............................................... 36

Ilustración 31: Movimiento de una onda de creciente ............................................ 39

Ilustración 32: Solicitud Información (1) ................................................................. 45








Ilustración 40: Datos Horarios de Niveles (1) ......................................................... 50

Ilustración 41: Datos Horarios de Niveles (2) ......................................................... 51

Ilustración 42: Paso 1 (Excel) ................................................................................ 56



Ilustración 45: Vista Final (Excel) ........................................................................... 57

Ilustración 46: Formula Cálculo Caudal Entrada – Interpolación (Excel) ............... 59

Ilustración 47: Hidrograma Entrada (I) y de Salida (O) .......................................... 61

Ilustración 48: Caudales Horarios según Estación (Merida) .................................. 62

Ilustración 49: Caudales Horarios según Estación (San Gil).................................. 63

Ilustración 50: Diagrama de Flujo Aplicación Informatica....................................... 76

Ilustración 51: Plataforma VBA .............................................................................. 77

Ilustración 52: Declaraciones y Controles Aplicación Informática .......................... 78

Ilustración 53: Modulo 1 Aplicación Informática ..................................................... 79




Ilustración 57: Interfaz Aplicación Informática ........................................................ 83

LISTA DE ECUACIONES

Ecuación 1: Ecuación de Continuidad ................................................................... 31

Ecuación 2: Función de almacenamiento (Muskingum) ......................................... 33

Ecuación 3: Ecuación de Tránsito Agregado (Muskingum).................................... 33

Ecuación 4: Cálculo para C1.................................................................................. 33



Ecuación 7: Ecuación de Continuidad Integral....................................................... 34

Ecuación 8: Ecuación de Continuidad Método Onda Cinemática .......................... 37

Ecuación 9: Ecuación de Momentum Método Onda Cinemática ........................... 37

Ecuación 10: Ecuación Celeridad de onda cinemática .......................................... 38

Ecuación 11: Ecuación Celeridad de onda dinámica ............................................. 39

Ecuación 12: Ecuación Transito Muskingum-Cunge .............................................. 40

Ecuación 13: Cálculo de K Método Muskingum-Cunge ......................................... 40

Ecuación 14: Cálculo de X Método Muskingum-Cunge ......................................... 41

Ecuación 15: Cálculo Caudal Entrada - Interpolación (Excel) ................................ 58

Ecuación 16: Volumen Almacenado (Muskingum) ................................................. 61

LISTA DE TABLAS

Tabla 1: Tablas de Calibración San Gil .................................................................. 53

Tabla 2: Tablas de Calibración Merida .................................................................. 54

Tabla 3: Tabla de Calibración Merida .................................................................... 57

Tabla 4: Cálculo de Vt vs. (XI + (1-X) O) .............................................................. 64

Tabla 5: Cálculo Coeficientes ................................................................................ 70

Tabla 6: Cálculo del Caudal de Salida (San Gil) .................................................... 71

LISTA DE GRÁFICAS

Gráfica 1: Para X = 0.05 & K = 4.31 horas ............................................................. 65

Gráfica 2: Para X = 0.1 & K = 4.38 horas ............................................................... 65




Gráfica 6: Para X = 0.3 & K = 4.66 horas .............................................................. 67

Gráfica 7: Para X = 0.35 & K = 4.73 horas)............................................................ 68




Gráfica 11: Hidrograma Anual Estación San Gil (Excel) ........................................ 73

Gráfica 12: Hidrograma Enero Estación San Gil (Excel) ........................................ 74

Gráfica 13: Hidrograma Creciente Hora 114 – 146, Estación San Gil (Excel) ....... 75

Gráfica 14: Hidrograma Anual Estación San Gil (VBA) .......................................... 84

Gráfica 15: Hidrograma Creciente Hora 114 – 146, Estación San Gil (VBA) ......... 85

1

INTRODUCCIÓN

En cualquier parte del mundo la humanidad y todo ser viviente, está supeditado y

condicionado a convivir con el agua. Esto quiere decir que no se puede ser

indiferente a diversos fenómenos que el ciclo hidrológico presenta, tales como las

inundaciones, precipitaciones, almacenamiento, regulación y corrientes de agua,

entre otras. Uno de los fenómenos dentro de este ciclo que más influye en el

progreso y desarrollo humano, son las crecientes y las inundaciones que los ríos

y/o canales de almacenamiento generan durante su estado. Lo anterior conlleva a

plantear diferentes retos dentro de la ingeniería civil para el control y

aprovechamiento de dicho fenómeno. Es decir que se requiere un conocimiento del

ciclo de crecientes hidrológicas del rio Fonce de forma oportuna con el fin de mitigar

o evitar los efectos desfavorables causados por estas crecientes hacia la población

civil, los bienes y las actividades económicas.

La hidrología tiene dentro de sus planteamientos el estudio de la circulación y la

distribución del agua en la superficie terrestre. Debido a que en el país dicha

circulación y distribución es de una dimensión amplia y bastante compleja, se

pretende analizar una zona de manera específica con el fin de aportar un resultado

científico investigativo.

Las entidades ambientales del país generan datos hidrológicos por medio de

estaciones Hidrometeorológicas e hidrológicas, suministrando información

suficiente para la toma de decisiones en problemas presentados. Por tal motivo y

para resolver el problema planteado es importante realizar un análisis oportuno de

la información o de los datos hidrológicos generados y que además, de manera

rápida, se pueda actualizar a medida que la información se vaya obteniendo. Para

conseguir este resultado se utiliza la hidrología aplicada que sirve de fundamento

teórico para el estudio del tránsito de crecientes, el cual utilizando diversos métodos

2

se genera un Hidrograma. A partir de lo anterior es importante realizar o desarrollar

un programa computacional o aplicativo informático que permita desde de los datos

hidrológicos obtener un Hidrograma donde se reflejen los momentos de las

crecientes, constituye una herramienta en la creación de modelos de alertas

tempranas.

Esta investigación no solo busca el análisis cuantitativo de los datos hidrológicos

para generar como resultado el estudio de las crecientes, sino también dar

alternativas y soluciones sencillas para ampliar el conocimiento de los datos e

información que instituciones públicas como el IDEAM (Instituto de Hidrología,

Meteorología y Estudios Ambientales) generan. Puesto que esta información es

fundamental para el desarrollo del proyecto, se agradece a dicha institución por la

colaboración y la información suministrada.

Este trabajo para optar al título de Ingeniero civil pretende generar herramientas que

contribuyan a la toma rápida de decisiones en situaciones en que las crecientes o

inundaciones afecten la población civil, las actividades económicas y/o influyan en

deterioro del medio ambiente. Es por esto que se plantea si el Estudio de Tránsito

de Crecientes con el desarrollo de una Aplicación Informática es una herramienta

rápida para la toma de decisiones en la solución de problemas ocasionados por las

crecientes del Rio Fonce.

El estudio de Tránsito de Crecientes es un tema que a nivel investigativo se

desarrolla con frecuencia debido a la necesidad de determinar modelos hidrológicos

e hidráulicos en distintas zonas del país. Los antecedentes encontrados sobre estos

estudios muestran trabajos y proyectos elaborados en zonas particulares, por

ejemplo: el “Análisis del Tránsito de Crecientes mediante el Método de Muskingum

3

en el Río Negro que pasa por el departamento de Cundinamarca”1; este trabajo

evaluó el tránsito de creciente con un modelo hidrológico para un fecha específica,

en la zona anteriormente mencionada, para una posterior comparación con un

modelo hidráulico (Muskingum-Cunge).

Por otro lado existen investigaciones que involucran tránsito de crecientes pero los

modelamientos ya son asistidos por programas computacionales. Un trabajo

publicado de esta índole es la “Modelación del Tránsito de Crecientes con el HEC-

HMS Y HEC-RAS en un Tramo del Río Medellín”2

Uno de los inconvenientes que más se presentan en esta clase de investigaciones

es el procesamiento de la información y el cálculo del método de manera simple y

eficiente. Con el fin de aprovechar los recursos y la amplia información que puede

suministrar el IDEAM, a nivel nacional, el presente proyecto de grado estando

inscrito en el semillero de investigación UDENS, pretende realizar un trabajo

investigativo que busque optimizar procesos; es este caso perfeccionar la práctica

del método de tránsito agregado de crecientes por medio de una aplicación

informática.

Por tanto el objetivo general de este trabajo de grado es realizar un Estudio de

Tránsito de Crecientes por el método de Muskingum, con el desarrollo de una

Aplicación Informática por medio de Visual Basic, en el rio Fonce afluente del rio

Suarez, en el departamento de Santander.

Este objetivo se desarrollara de manera específica analizando los datos hidrológicos

necesarios para el estudio de Tránsito de Crecientes, de acuerdo a la información

suministrada por el IDEAM. Aplicando el método de Muskingum para cálculo de

Tránsito de Crecientes en cauces, se estima el Hidrograma de flujo del Tránsito de

1 RODRÍGUEZ, Angie y CUBILLOS Mayerly. Análisis del tránsito de crecientes mediante el método de Muskingum en el río

negro que pasa por el departamento de Cundinamarca. Trabajo de Grado Ingeniería Civil. Bogotá D.C.: Universidad Distrital F.J.C. Facultad Tecnológica, 2015 2 MARÍN Muñoz, Andrés Felipe. Modelación del tránsito de crecientes con el HEC-HMS Y HEC-RAS en un tramo del río

Medellín. Trabajo de Grado Ingeniería Civil. Envigado.: Escuela de Ingeniería de Antioquia. 2013

4

Creciente a través de un tramo del rio Fonce. Desarrollando un programa en Visual

Basic que genere un modelo hidrológico para el Estudio de Transito de Crecientes,

por el método de Muskingum.

El desarrollo de la investigación tiene en primera instancia un marco referencial que

consta de cuatro partes: La primera parte denominada Área de Estudio, muestra

todo el ámbito de aplicación; la ubicación del sitio de estudio, sus condiciones

físicas, la georreferenciación del rio Fonce, la zonificación y codificación de las

estaciones hidrométricas. La segunda parte nos presenta de manera conceptual lo

relacionado con la Escorrentía Superficial; que corresponde a lo concerniente a la

medición de caudales, es decir las estaciones limnigráficas y la curva de calibración,

también los componentes y análisis de un hidrograma. La tercera parte tiene todo

el fundamento teórico del Tránsito de Crecientes, el cual se subdivide en los

métodos hidrológicos (tránsito agregados) y los métodos hidráulicos (transito

distribuidos). Por último se encuentra las nociones básicas para programar en Visual

Basic.

En segunda y tercera instancia la investigación continúa con la metodología y el

desarrollo enfático de la propuesta, presentando los siguientes puntos: Solicitud y

adquisición de datos hidrológicos de las estaciones seleccionadas. Lectura objetiva,

análisis y aprobación de los datos adquiridos. Determinación temporal del historial

de los datos para su posterior uso. Tabulación de los datos en hojas de cálculo en

Excel. Cálculo del Caudal de Entrada. Aplicación del Método de Muskingum.

Generación de Hidrograma.

Este desarrollo de la propuesta esquematiza y da unos lineamientos para la cuarta

fase del trabajo: el diseño, programación y ejecución de la aplicación informática.

Finalmente se analizan los resultados obtenidos, se generan conclusiones y se

determinan algunas recomendaciones.

5

1. MARCO DE REFERENCIA

1.1. ÁREA DE ESTUDIO

La Cuenca del Rio Fonce hace parte de la red hidrográfica del departamento de

Santander, según el Plan de Gestión Ambiental Regional que elabora la

Corporación Autónoma Regional de Santander, con siglas CAS, esta red

Se extiende en general de oriente a occidente sobre el flanco occidental de la

cordillera Oriental. Las partes alta y media de las diferentes cuencas hidrográficas

presentan cursos de agua con regímenes torrenciales, los cuales tienen acción

hidráulica fuerte y ocasionan arranque y transporte de sedimentos. El río Magdalena

ocupa un lugar importante en la red hidrográfica del departamento, recibe casi la

totalidad de los drenajes de las cuencas y subcuencas del departamento. Entre sus

afluentes, en orden de importancia se encuentran los ríos: Sogamoso, Lebrija,

Carare y Opón. Dentro de los principales cursos de agua que surcan el área se

encuentran las siguientes CUENCAS: Río Chicamocha (18 Municipios): Recibe las

subcuencas de los ríos Onzaga, Nevado, Servitá, Guaca y Umpalá, además de otras

corrientes menores. Con una extensión de 1.033.200 Has, de las cuales solamente

401.278 Has, son del departamento de Santander equivalentes al 38.84% del área

total de la Cuenca. Río Fonce (10 Municipios) Desemboca en el río Suárez en

inmediaciones del municipio de El Palmar. Baña importantes municipios del

departamento como son: Socorro, Pinchote, San Gil, Valle de San José, Ocamonte,

Charalá, Curití, Mogotes, entre otros.3

También esta institución, por medio de varios mapas, ha definido las áreas de las

subzonas hidrográficas de la cual tiene jurisdicción. Es así como la cuenca del rio

Fonce tiene un área de 236241 Ha.

3 CAS - Unisangil. «Plan De Gestión Ambiental Regional (PGAR) 2012-2021.» 2010. Corporación Autonoma Regional de Santander Web site. 5 de Enero de 2016. <http://www.cas.gov.co/images/pgar/PGAR_2012-2021.pdf>. pag. 81

6

Ilustración 1: Áreas Cuenca Hidrográficas CAS4

4 Ibíd., p. 80

7

Ilustración 2: Subzonas Hidrográficas CAS5

5 http://cas.gov.co/images/MAPAS-SIG/Subzonas_Hidrograficas_CAS.pdf. s.f. 5 de Enero de 2016.

8

Por otro lado “El IDEAM de acuerdo con su misión cuenta con una red básica

nacional que monitorea las principales cuencas del país, compuesta por 784

estaciones hidrológicas, cuyo fin esencial es permitir cuantificar el recurso hídrico a

una escala nacional.” (IDEAM).

Gracias a varias visitas a dicha institución y teniendo varios diálogos con

funcionarios de la misma, se logró determinar que estaciones hidrológicas serían

más convenientes para el estudio que se debía hacer. Partiendo de dos condiciones

esenciales: la primera era obtener series o datos horarios, y la segunda se refería a

que las estaciones escogidas estuviesen en estado activo. A parte de lo

anteriormente establecido, el IDEAM recomendó escoger una zona donde se están

haciendo estudios para modelos hidrológicos en diferentes cuencas, con el fin de

obtener datos que brinden mayor seguridad y garantía en el estudio a realizar.

Después de analizar varias estaciones en diferentes áreas geográficas se

determinó, con los parámetros anteriormente dichos, que la subzona hidrográfica

del rio Fonce tenía varias estaciones que cumplían los condicionamientos dados,

escogiendo de las 784 estaciones hidrológicas las siguientes:

9

Con estas dos estaciones determinamos el tramo de cauce necesario para el

estudio y análisis correspondiente.

Por otro lado, como se evidencia, dichas fichas muestran las características que se

han determinado para la identificación y descripción de cada estación, más sin

embargo tiene una interpretación; sobre todo el Código de la estación.

Para esto el IDEAM realizo un documento determinando la zonificación y

codificación de unidades hidrográficas e hidrogeológicas de Colombia, publicada en

el año 2013. La cual fue consultada en su totalidad, y como resultado final se tiene

la siguiente síntesis:

Partiendo del sistema de codificación de unidades hidrográficas se logra interpretar

el código de la estación con el siguiente esquema:

Ilustración 3: Sistema Codificación de Unidades Hidrográficas6

6 IDEAM, zonificación y codificación de unidades hidrográficas e hidrogeológicas de Colombia, Bogotá, D. C., Colombia. Publicación aprobada por el Comité de Comunicaciones y Publicaciones del IDEAM, noviembre de 2013, Bogotá, D. C., Colombia. p. 16

10

Para San Gil:

Ilustración 4: Codificación Estación San Gil

Ilustración 5: Estación San Gil (Aforo Caudal)7

7 Fuente: Investigador (Diciembre 2015)

2 4 0 2 7 0 1 0

Áre

a H

idro

grá

fica

(AH

) =>

Ma

gd

ale

na

- Ca

uca

Zo

na

Hid

rog

ráfic

a (Z

H) =

> S

og

am

oso

Su

bzo

na

Hid

rog

ráfic

a (S

ZH

) =>

Rio

Fo

nce

Niv

el I U

nid

ad

es H

idro

grá

fica

s =

> A

sig

na

do

s p

or la

CA

S

(Co

rpo

ració

n A

utó

no

ma

Re

gio

na

l de

l Sa

nta

nd

er)

Niv

el II U

nid

ad

es H

idro

grá

fica

s =

> A

sig

na

do

s p

or la

CA

S

(Co

rpo

ració

n A

utó

no

ma

Re

gio

na

l de

l Sa

nta

nd

er)

11

Para Merida:

Ilustración 6: Codificación Estación Merida

Ilustración 7: Estación Merida (Aforo Caudal8)

8 Fuente: Investigador (Diciembre 2015)

2 4 0 2 7 0 7 0

Áre

a H

idro

grá

fica

(AH

) =>

Ma

gd

ale

na

- Ca

uca

Zo

na

Hid

rog

ráfic

a (Z

H) =

> S

og

am

oso

Su

bzo

na

Hid

rog

ráfic

a (S

ZH

) =>

Rio

Fo

nce

Niv

el I U

nid

ad

es H

idro

grá

fica

s =

> A

sig

na

do

s p

or la

CA

S

(Co

rpo

ració

n A

utó

no

ma

Re

gio

na

l de

l Sa

nta

nd

er)

Niv

el II U

nid

ad

es H

idro

grá

fica

s =

> A

sig

na

do

s p

or la

CA

S

(Co

rpo

ració

n A

utó

no

ma

Re

gio

na

l de

l Sa

nta

nd

er)

12

Además de este sistema, la publicación del IDEAM, generó una serie de mapas y

tablas que ayudan a ubicar de manera general y particular las estaciones. Teniendo

una amplia información de las afluencia o tributaciones que se dan en cada unidad

hidrográfica. A continuación se mostrara los mapas que interesan para las

estaciones escogidas:

Ilustración 8: Zonificación Hidrográfica de Colombia9

9 Ibíd., p. 23

13

Ilustración 9: Zonificación hidrográfica nacional10

10 Ibíd., p. 24

14

Ilustración 10: Zonificación Hidrográfica de Colombia. Área Magdalena-Cauca11

11 Ibíd., p. 43

15

1.2. ESCORRENTÍA SUPERFICIAL

1.2.1. Medida de Caudal

1.2.1.1. Estaciones Limnigráficas

Dentro de los estudios hidrológicos las variaciones de los parámetros que allí se

establecen son grandes, por lo cual surge la necesidad de efectuar mediciones con

una gran frecuencia y en diversas estaciones. Es así que la “mayor parte de la

información hidrológica directa se obtiene en puntos fijos de observación y medición,

ubicados en ríos u otros cuerpos de agua, denominados estaciones hidrométricas.

El conjunto de estos puntos de investigación en una cuenca o región, constituye la

red de estaciones hidrométricas.”12

Cada una de estas estaciones tiene una instalación en particular pero a manera

general el Manual de Hidrología para Hidromensores, realizado por el Servicio

Colombiano de Meteorología e Hidrología, informo en su momento ciertos

parámetros generales que debía tener una instalación hidrométrica, explicada a

continuación:

La ejecución de un programa de observaciones y mediciones en una estación

hidrométrica generalmente no se puede realizar sin que se disponga de

instalaciones adecuadas; la construcción de estas instalaciones, además de

responder a las características de cada parámetro hidrológico, debe tener en cuenta

sus gamas de variación y, naturalmente, ser adecuadas desde el punto de vista de

resistencia y funcionalidad.

De una manera general, los distintos tipos de instalaciones que pueden presentarse

son los siguientes:

- Instalaciones de miras o limnímetros (medida de nivel de agua);

- Instalaciones de maxímetros;

- Instalación de limnígrafo;

- Puntos fijos de referencia;

- Secciones y tramos artificiales de control;

12 Sánchez Ordóñez, Julio. Manual de Hidrología para Hidromensores. Bogotá: HIMAT, 1975. p. 5

16

- Instalaciones para aforos volumétricos;

- Puentes Hidrométricos;

- Cables y Canastillas;

- Cables y barcas o sistemas flotadores;

- Instalaciones para aforos desde la orilla;

- Instalaciones para aforos químicos (por dilución);

- Jalones y puntos de referencia;

- Trampas fijas de sedimentos;

- Instalaciones para registradores de características físicas y químicas;

- Estaciones automáticas.

Además de estas instalaciones, en determinadas circunstancias se deben realizar

labores de adecuación del cauce o de las orillas para mejorar las características del

flujo o proteger las instalaciones hidrométricas, facilitar el acceso, etc.13

A continuación se ilustrara de manera gráfica algunos tipos de instalaciones:

Ilustración 11: Tipos de Mira Hidrométrica14

13 Ibíd., p. 23 14 Ibíd., p. 7

17

Ilustración 12: Tipos de Maxímetros15

Ilustración 13: Limnígrafo16

15 Ibíd., p. 7 16 Ibíd., p. 9

18

Ilustración 14: Puntos de Referencia17

Ilustración 15: Estación Hidrométrica Tipo (1)18

17 Ibíd., p. 28 18 Ibíd., p. 28

19



19 Ibíd., p. 29 20 Ibíd., p. 29

20

Ilustración 18: Molinete Tipo Universal21

Ilustración 19: Determinación Altura aforo caudal22

21 Ibíd., p. 16 22 Ibíd., p. 32

21

Ilustración 20: Puentes y Teleféricos Hidrométricos23

23 Ibíd., p. 31

22

1.2.1.2. Curva de Calibración

Establecida una estación con el respectivo procedimiento de medición de elementos

hidrológicos se hace un posterior procesamiento de datos hidrométricos, este

consta de verificar los niveles, calcular los caudales y generar la curva de descargas

o de gastos (Curva de Calibración).

Para el primer parámetro, la verificación de los niveles consta de comprobar la

continuidad de fases hidrológicas, la marcación de datos dudosos y la corrección de

gráficas de Limnígrafo. “La continuidad de las fases hidrológicas se determina

analizando cómo varían los valores al pasar de un mes a otro y si hay continuidad

normal durante los ascensos y descensos de niveles. (…) Para entregar las

estadísticas de niveles, los valores medios diarios se determinan como promedio

aritmético de las dos lecturas diarias de mira o de los 24 valores horarios extraídos

del limnigrama.”24

Para calcular los caudales el procedimiento obedece a la forma o método en que se

obtuvo el aforo, y el cálculo depende de las variables de velocidad y de las áreas de

las secciones parciales de la corriente aforada.

Teniendo estos dos parámetros se prosigue a determinar la curva de calibración,

según Sánchez la definición de esta es: “La curva de descargas o de gastos de una

estación hidrométrica es la expresión de la relación existente entre los niveles del

agua y los caudales de la corriente; esa expresión puede darse en forma de gráfica,

en una tabla o por intermedio de una ecuación. Esta relación permite transformar

los niveles medidos diariamente en los caudales correspondientes.”25

24 Ibíd., p. 59-60 25 Ibíd., p. 65

23

Es así que al tener la concatenación de toda la información anteriormente dicha se

podrá llegar a la siguiente gráfica:

Ilustración 21: Ejemplo Curva de Calibración26

26 Ibíd., p. 66

24

1.2.2. Hidrograma

Un Hidrograma en términos generales es la representación gráfica de la variación

del caudal en función del tiempo. Según el profesor Ven Te Chow el Hidrograma es

“una expresión integral de las características fisiográficas y climáticas que rigen las

relaciones entre la lluvia y escorrentía de una cuenca de drenaje particular”27

Un Hidrograma común es el que presenta la gráfica de caudal vs. tiempo en un año,

ya que muestra el balance a largo plazo de la precipitación, la evaporación y el

caudal en una cuenca, a continuación se presentaran tres ejemplos de tipos de

hidrogramas anuales, que hace referencia el libro Hidrología Aplicada del autor

anteriormente mencionado:

Ilustración 22: Ejemplo Hidrograma (1)28

27 Chow, Ven Te, David R Maindment y Larry W Mays. Hidrología Aplicada. Trad. Juan G Saldarriaga. Bogotá: McGraw-Hill, 1994. p. 135 28 Ibíd., p. 135-136

25



29 Ibíd., p. 135-136 30 Ibíd., p. 135-136

26

1.2.3. Análisis Hidrograma de Creciente

En síntesis un Hidrograma anual o general presenta el siguiente esquema:

Ilustración 25: Hidrograma Anual31

Al analizar uno de estos picos presentados por encima de la curva de Gasto base,

se determina un Hidrograma aislado o denominado por algunos autores como

Hidrograma de Creciente: “Aislando picos (…) se puede analizar algunos

fenómenos de interés en hidrología. Para esto es necesario conocer tanto el

hietograma de lluvia productora en la hoya como el Hidrograma de caudal en la

sección del curso de agua correspondiente a esta hoya.”32

El hietograma de lluvia lo compone la precipitación neta o de exceso que está

definida como la diferencia entre la precipitación total y la infiltración, en un intervalo

de tiempo; y se puede representar con el siguiente esquema:

31 Aparicio Mijares, Francisco Javier. Fundamentos de Hidrología de Superficie. México: Limusa, 2004. p. 28 32 Monsalve Sáenz, German. Hidrología en la Ingeniería. Bogotá: Escuela Colombiana de Ingeniería, 1995. p. 181

27

Ilustración 26: Hietograma de precipitación neta o de exceso33

Al tener el hietograma se conoce la influencia de la lluvia sobre la sección de una

corriente determinada, y producto de esto se obtiene el Hidrograma de Creciente,

es decir que la contribución total de caudal en la sección de la corriente de agua en

consideración se debe a:

- Precipitación directa.

- Escorrentía superficial directa y subsuperficial.

- Escorrentía o caudal base.

Estas contribuciones se evidencian en el Hidrograma y presentan ciertos

componentes dentro de un proceso generado, para explicar este proceso se

describirá de manera minuciosa el siguiente esquema (expuesto en el libro

Hidrología en la Ingeniera):

33 Ibíd., p. 182

28

Ilustración 27: Análisis Hidrograma de Creciente34

a. Punto A, donde comienza a aumentar el caudal

Una vez iniciada la precipitación, parte de ésta es interceptada por la vegetación y

obstáculos, y retenida en las depresiones el hasta llenar las completamente. Otra

parte se infiltran el terreno, supliendo su deficiencia de humedad. Esta parte

corresponde al intervalo de tiempo t0 a ta en el Hidrograma. Una vez excedida la

capacidad de infiltración se iniciará la escorrentía superficial directa, la cual

corresponde punto A en el Hidrograma.

b. Punto A – punto B (curva de concentración)

El punto B marca el punto de inflexión; se determina gráficamente y se señala el

comienzo de la cresta del Hidrograma.

34 Ibíd., p. 183

29

c. Punto B – punto D (cresta del Hidrograma)

El caudal continúa aumentando hasta alcanzar un máximo en el punto C, cuando

toda la hoya está contribuyendo. La duración de la lluvia neta o exceso es menor o

igual al intervalo de tiempo t0 a tc. Se considera que desde el punto B hasta el punto

D, además de los tres componentes del Hidrograma que estaban contribuyendo

antes del punto B, está contribuyendo el flujo subsuperficial. La componente que

menos contribuye en este intervalo es la precipitación directa sobre la corriente, la

cual cesa antes del punto D.

d. Punto D – punto E (curva de descenso)

El punto D es un punto de inflexión que marca el comienzo de la curva de descenso

del Hidrograma. Este punto se localiza gráficamente y señala el momento en que

cesa la escorrentía superficial directa. Desde el punto D hasta el punto E el caudal

está compuesto exclusivamente por flujo subsuperficial y agua subterránea.

e. Punto E (curva de agotamiento)

Punto que indica la terminación de toda escorrentía superficial. A partir de éste punto

comienza la denominada curva de agotamiento, durante la cual los aportes al caudal

de la corriente provienen únicamente de las reservas de agua subterránea.35

35 Ibíd., p. 183-184

30

1.3. TRÁNSITO DE CRECIENTES

La hidrología aplicada o la ingeniera hidrológica, busca el diseño y la operación de

proyectos de ingeniería para el control y aprovechamiento del agua. Estos diseños

requieren de un análisis hidrológico cuantitativo que ayudan a utilizar la información

suministrada para la selección de un evento hidrológico, en este caso las crecientes.

En términos generales una creciente “es un fenómeno de ocurrencia de caudales

relativamente grandes”36, básicamente existen dos causas principales para la

ocurrencia de una creciente, por un lado el exceso de lluvia y por otro el

desbordamiento de un volumen de agua que este acumulado aguas arriba. Es

oportuno decir que una creciente solo causa inundación si el volumen de agua que

ésta ocasiona se rebosa fuera del canal al que está destinado.

Por lo anterior se vuelve necesario realizar un acompañamiento de la “onda de

creciente y calcular los caudales y alturas de agua en función del tiempo, ya sea

sobre el canal de una corriente o sobre el conjunto embalse-estructura de control

de un proyecto hídrico determinado.”37

En otras palabras, el análisis de este evento hidrológico se conoce como cálculo de

una creciente, el cual “significa dar un caudal máximo de proyecto y, si es posible y

necesario, su Hidrograma de creciente (distribución de caudales en el tiempo desde

el inicio del aumento de la escorrentía superficial hasta el final de esta)”38.

Este método es también conocido por otros autores como Transito de Crecientes,

el cual se considera “como un análisis para seguir el caudal a través de un sistema

hidrológico, dada una entrada”39. O también es analizado como Tránsito de

36 Ibíd., p. 225 37 Ibíd., p. 243 38 Ibíd., p. 225 39 Chow. Op. Cit., p. 249

31

Avenidas en Cauces, ya que permite “conocer la variación de un Hidrograma al

recorrer un tramo de cauce”40.

Existen dos métodos para el cálculo de Transito de Crecientes en cauces, ríos o

canales, bien sea los métodos hidráulicos (“se basan en la solución de las

ecuaciones de conservación de masa y cantidad de movimiento para escurrimiento

no permanente”41), o los métodos hidrológicos; uno de ellos es el método de

Muskingum, “es un método de transito hidrológico que se usa comúnmente para

manejar relaciones caudal-almacenamiento variables. Este método modela el

almacenamiento volumétrico de creciente en un canal de un rio mediante la

combinación del almacenamiento de cuña y prisma.”42

1.3.1. Tránsito Agregado de Crecientes

1.3.1.1. Método Hidrológico (Muskingum)

Se le denomino método de Muskingum porque fue desarrollado y presentado en el

año 1938, por Mc Carthy en unión con estudio de propagación de crecientes

existentes en el rio Muskingum ubicado en el estado de Ohio en el país de Estados

Unidos. En este método el flujo o la corriente está en función del tiempo, como ya

se ha mencionado anteriormente, descartando la variable espacio que se halle el

canal o rio a tratar.

Para el desarrollo de este método se establece que partiendo de la Ecuación de

Continuidad:

𝑑𝑆

𝑑𝑡= 𝐼(𝑡) − 𝑄(𝑡)

Ecuación 1: Ecuación de Continuidad

40 Aparicio. Op. Cit., p. 102 41 Ibíd., p. 102 42 Chow. Op. Cit., p. 264

32

La cual tiene como fundamento la conservación de masa, se pretende calcular el

Hidrograma de Salida (Q) en función del tiempo a partir de dos parámetros; el

primero está en relación con el Hidrograma de Entrada (I), y el segundo es el

almacenamiento (S) en función del tiempo. Para el cálculo del almacenamiento, en

el caso de Transito de Crecientes en ríos o canales, existe una relación lineal o

algebraica entre el almacenamiento y los Hidrogramas de Entrada y de Salida, dicha

relación está determinada por la combinación del almacenamiento por Cuña y

Prisma.

Ilustración 28: Almacenamiento por prisma y por cuña en un tramo de un canal43

Sintetizando se tiene que: “Suponiendo que el área de la sección transversal del

flujo de creciente es directamente proporcional al caudal en la sección, el volumen

de almacenamiento por prisma es igual a KQ donde K es un coeficiente de

proporcionalidad, y el volumen de almacenamiento por cuña es igual a KX (I-Q),

donde X es un factor de ponderación dentro del rango 0 ≤ X ≤ 0.5.”44

43 Ibíd., p. 264 44 Ibíd., p. 265

33

De lo anterior se obtiene un Almacenamiento Total, que es el resultado de la

sumatoria del almacenamiento de Cuña y del almacenamiento de la sección

Prismática. Esta función representa un modelo lineal para el tránsito de caudales, y

es la función de almacenamiento de Muskingum.

𝑆 = 𝐾[𝑋𝐼 + (1 − 𝑋)𝑄]

Ecuación 2: Función de almacenamiento (Muskingum)

Aplicando un intervalo de tiempo (Δt) a la función anterior y realizando ciertas

operaciones y simplificaciones se obtiene la Ecuación de Muskingum. La cual nos

brindara el Hidrograma de Salida para un intervalo de tiempo determinado (Q j+1).

𝑄𝑗+1 = 𝐶1𝐼𝑗+1 + 𝐶2𝐼𝑗 + 𝐶3𝑄𝑗

Ecuación 3: Ecuación de Tránsito Agregado (Muskingum)

Donde C1, C2, y C3 son tres coeficientes; los cuales están en función del intervalo

de tiempo (Δt), del coeficiente de proporcionalidad (K) y del factor de ponderación

(X), y se calculan con las siguientes formulas:

𝐶1 =∆𝑡 − 2𝐾𝑋

2𝐾(1 − 𝑋) + ∆𝑡

Ecuación 4: Cálculo para C1

𝐶2 =∆𝑡 + 2𝐾𝑋

2𝐾(1 − 𝑋) + ∆𝑡


𝐶3 =2𝐾(1 − 𝑋) − ∆𝑡

2𝐾(1 − 𝑋) + ∆𝑡


34

1.3.2. Tránsito Distribuido de Crecientes

A diferencia del modelo de transito agregado de crecientes, este sistema permite el

cálculo de caudal de salida y del nivel de agua como funciones del espacio y del

tiempo, esto debido a que “El flujo de agua a través del suelo y de los canales en

una cuenca es un proceso distribuido porque el caudal, la velocidad y la profundidad

varían en el espacio a través de la cuenca. Estimaciones de los caudales o niveles

de agua en puntos importantes de sistemas de canales pueden obtenerse utilizando

un modelo de transito distribuido de crecientes. Este tipo de modelos está basado

en ecuaciones diferenciales parciales (las ecuaciones de Saint-Venant para flujo

unidimensional)”45

Dichas ecuaciones parten y tienen su desarrollo en la ecuación de continuidad para

un flujo no permanente de densidad variable y a través de un volumen de control.

Ecuación 7: Ecuación de Continuidad Integral

Este volumen de control se define para ejercer, en un tramo elemental de un canal,

la deducción de las efusiones de Saint-Venant. Dicho tramo se representa en el

siguiente esquema:

45 Ibíd., p. 281

35

Ilustración 29: Tramo elemental de un canal para la deducción de las ecuaciones de Saint-Venant46

46 Ibíd., p. 283

36

En síntesis la ecuaciones de Saint-Venant tienen varias formas simplificadas, cada

una de las cuales define un modelo de transito distribuido unidimensional. Es así

como se presenta el siguiente resumen:

Ilustración 30: Resumen Ecuaciones Saint-Venant47

A partir de este resumen,

Se producen modelos de transito distribuido alternativos al utilizar la ecuación

de continuidad completa y al eliminar algunos términos de la ecuación de

momentum. El modelo distribuido más simple es el modelo de onda

cinemática, el cual no tiene en cuenta los términos de aceleración local,

aceleración convectiva, y presión en la ecuación de momentum; es decir,

47 Ibíd., p. 290

37

supone que S0 = Sf y que las fuerzas de fricción y las fuerzas gravitacionales

se balancea unas con otras. El modelo de onda de difusión desprecia los

términos de aceleración local y aceleración convectiva, el pero incorpora el

término de presión. El modelo de onda dinámica considera todos los términos

de aceleración y de presión en la ecuación de momentum.48

1.3.2.1. Método Onda Cinemática

Este modelo parte del concepto de la celeridad de onda, la cual es la velocidad con

la que la variación en un flujo (onda) se mueve a lo largo del canal. “La celeridad

depende del tipo de onda que se considere y puede ser diferente a la velocidad del

agua. Para una onda cinemática, los términos de aceleración y de presión en la

ecuación de momentum son despreciables, el luego el movimiento de la onda se

describe principalmente por la ecuación de continuidad. El nombre cinemática es

entonces aplicable, ya que cinemática se refiere al movimiento sin tener en cuenta

la influencia de la masa y la fuerza.”49

Por tanto este modelo se define por medio de las siguientes ecuaciones:

Ecuación 8: Ecuación de Continuidad Método Onda Cinemática

O

Ecuación 9: Ecuación de Momentum Método Onda Cinemática

48 Ibíd., p. 291 49 Ibíd., p. 292

38

Diferenciando la anterior ecuación y reordenando se obtiene la siguiente formula:

Comparándola con esta ecuación:

Se evidencia que:

Ecuación 10: Ecuación Celeridad de onda cinemática

Donde Ck es la celeridad de onda cinemática.

39

1.3.2.2. Método Onda Dinámica (Cuasi-Permanente)

Este modelo se representa con el siguiente esquema que muestra el movimiento de

una onda de creciente:

Ilustración 31: Movimiento de una onda de creciente50

La celeridad de la onda dinámica puede encontrarse obteniendo las ecuaciones

características de Saint-Venant. Empezando con la forma no conservativa de las

ecuaciones de Saint-Venant, puede demostrarse que las ecuaciones características

correspondientes son:

O

En la cual Cd es la celeridad de la onda dinámica. Si se toma para un canal

rectangular la ecuación se simplifica a la siguiente forma:

Ecuación 11: Ecuación Celeridad de onda dinámica

50 Ibíd., p. 295

40

1.3.2.3. Método Onda Difusiva

Al método de onda cinemática se le han presentado diversas variaciones, una de

ellas ha sido el propuesto por Cunge, en el año 1969. Basado en el método de

Muskingum, se quiso referenciar a los condicionamientos de tiempo y espacio la

ecuación de transito de Muskingum; determinando para un caudal con:

Se obtiene la siguiente ecuación:

Ecuación 12: Ecuación Transito Muskingum-Cunge

Donde 𝐶1, 𝐶2 y 𝐶3 se encuentran definidas en las ecuaciones 4, 5 y 6. En ellas, “K

es una constante de almacenamiento que tiene dimensiones de tiempo y X es un

factor que expresa la influencia relativa del caudal de entrada en los niveles de

almacenamiento. Cunge demostró que cuando K y Δt se toman como constantes,

la ecuación 12 es una solución aproximada de las ecuaciones de onda cinemática.

Adicionalmente demostró que la ecuación 12 puede considerarse una solución

aproximada de una ecuación de difusión modificada si:”51

Ecuación 13: Cálculo de K Método Muskingum-Cunge

51 Ibíd., p. 314

41

Ecuación 14: Cálculo de X Método Muskingum-Cunge

La ecuación 13 y 14 muestran que

“Ck es la celeridad correspondiente a Q y B, y B es el ancho de la superficie

de agua. La parte derecha de la ecuación 13 representa el tiempo de

propagación de un caudal dado a lo largo de un tramo de longitud Δ𝑿. Cunge

en 1969 demostró que para que exista estabilidad numérica se requiere que

0≤𝑋≤1/2.

El tránsito de Muskingum-Cunge se lleva a cabo resolviendo la ecuación

algebraica 12. Los coeficientes de esta ecuación se calculan utilizando las

ecuaciones 13 y 14 en conjunto con las ecuaciones 4,5 y 6; para cada punto

del espacio y del tiempo del cálculo, debido a que tanto K como X varían con

respecto al tiempo y al espacio.”52

1.4. FUNDAMENTOS VISUAL BASIC FOR APPLICATIONS (VBA)

Por otro lado para plasmar y evidenciar el método anteriormente descrito (Método

de Muskingum) se ayuda de hojas de cálculo, en programas como Excel, que

facilitan usar la información de manera apropiada y desarrollar análisis numéricos y

gráficos. Más sin embargo resulta, sobre todo en estos procesos de análisis

hidrológicos, complejo manejar la información y mostrar los resultados obtenidos de

una mera visualmente clara. De aquí radica la necesidad de crear y desarrollar una

aplicación informática que ayude a comprender el método, facilite sus cálculos y

posteriores resultados.

52 Ibíd., p. 314

42

Para esto, hoy en día existen diversos lenguajes de programación, que han sido

creados conforme a las necesidades surgidas en el ambiente informático. Una

herramienta que ha evolucionado y se ha desarrollado de manera exitosa es

Microsoft Visual Basic for Applications (VBA), la cual genera una plataforma para

desarrollar aplicaciones informáticas, que para programadores no expertos es de

fácil acceso y manipulación. Esta herramienta de Microsoft se puede definir desde

sus dos palabras que la componen, en el libro de los autores Joyanes & Muñoz lo

precisan de la siguiente forma:

“(…) La palabra « Visual » hace referencia al método que se utiliza para crear la

Interfaz Gráfica de Usuario, IGU (Graphical User Interface, GUI), de la aplicación.

En lugar de crear aplicaciones mediante laboriosas y numerosas líneas de código

para dar la apariencia y la ubicación de los elementos de la interfaz se recurre a la

técnica de agregación / eliminación de objetos « prefabricados » (incorporados)

dentro de la pantalla.

La palabra Basic procede de BASIC (acrónimo de Beginners All-Purpose Symbolic

Instruction Code), el mitico lenguaje creado en el Darmouth College de Estados

Unidos y que han utilizado un mayor número de programadores que ningún otro en

la historia de la informática. (…) El lenguaje de programación de Visual Basic se

utiliza también junto con otras aplicaciones de Microsoft tales como Excel, Access,

VMScript, etc.”53

Es así que la programación con Visual Basic, que va orientada a objetos (como

aquellos que tienen unas características determinadas llamadas propiedades, y

unas formas de operación denominadas métodos), “se conduce por sucesos, en

función del control que escoja el usuario; el programa responderá a este suceso de

una manera u otra, dependiendo de cómo hayamos programado dicho control.”54.

En referencia al estudio del trabajo de grado, dichos sucesos son los que se

determinaran por medio de hojas Excel, que a su vez estas tendrán dos funciones

53 Joyanes Aguilar, Luis y Antonio Muños Clemente. Microsoft Visual Basic 6.0. Madrid: McGRAW-HILL, 1999., p. XVII 54 Pratdepadua Bufill, Joan Josep. Visual Basic para Excel y Word 2000. México: Alfaomega, 2000., p. 3

43

principales: “organizar los datos en una hoja para crear informes y representarlos

gráficamente”.55

Una de las grandes ventajas de programar con Visual Basic:

“es la manipulación de otras aplicaciones como si fueran parte del mismo programa

Visual Basic. Esto es posible gracias al método conocido como Automatización de

OLE (vinculación e incrustación automática). Un objeto vinculado es aquel que se

crea en otra aplicación y se vincula a una aplicación de Visual Basic. Cuando se

vincula un objeto, se inserta un marcador de posición en la aplicación. A diferencia

de un objeto incrustado, los datos de un objeto vinculado se almacenan realmente

en la aplicación que lo creo y están administrados por dicha aplicación.”56

Entendiendo que es Visual Basic y su interrelación con otras aplicaciones, en

especial con Excel, se escoge esta plataforma por su eficiencia y cómodo acceso a

ella. Como toda aplicación de Microsoft, esta ha tenido su origen y su lógica

evolución. Para el tiempo estimado que se va a desarrollar el Trabajo de Grado se

tomara la versión de Microsoft Visual Basic 6.0, por ser la versión más estable y con

una presencia sólida en su soporte. “Visual Basic 6.0 forma parte del entorno de

desarrollo Visual Studio de Microsoft, (…) Visual Basic proporciona un completo

juego de herramientas que facilitan el desarrollo rápido de aplicaciones RAD (Rapid

Applications Development).”57

55 Ibíd., p. 89 56 Ibíd., p. 17 57 Joyanes. Op. Cit., p. XVII

44

2. METODOLOGÍA

El procedimiento metodológico se basa en el método científico y consiste en una

secuencia de actividades lógicas que van desde la adquisición de los datos, su

evaluación y organización en hojas de cálculo hasta la programación de una

aplicación informática en lenguaje Basic. Que permite automatizar los cálculos hasta

generar Hidrograma de fácil lectura e interpretación.

3. DESARROLLO DE LA PROPUESTA

Solicitud y adquisición de Datos Hidrológicos de las Estaciones

seleccionadas.

Procedimiento dictado por el IDEAM:

“Ingrese a la nueva página www.ideam.gov.co – a).en la parte final derecha

de la pantalla en OTROS Y SERVIVIOS, haga click en solicitud de

información. b). Haga click en Click aquí para iniciar el Trámite de Solicitud

de Información, c) regístrese y a vuelta de correo recibirá el nombre y

contraseña. d). escriba su nombre y contraseña, dele enviar e). Haga click en

la pestaña (de color rojo) Nueva Solicitud. El sistema le mostrará tres

numerales: 1. Tipo de estación, 2. Por parámetros y 3. Por ubicación

geográfica (preferiblemente solicítelo por este numeral) escoja el

departamento (deje cargar el sistema), escoja el municipio (deje cargar el

sistema) y escoja la estación que desee (deje cargar el sistema), f). Haga

click sobre detalles. g). haga click sobre seleccionar. h). Escoja

simultáneamente los parámetros que desee y que “solo puede” tener la

estación y seleccione periodicidad (los parámetros de precipitación en

número de días, precipitación máxima en 24 horas, nubosidad, tensión de

vapor, caudales y niveles máximos y mínimos, sólo se solicitan mensual.

Curvas IDF, rosas de vientos, perfiles, granulometrías, tablas NQ, otros, son

información especial), seleccione las fechas “desde cuando hasta cuándo”.

45

i). Click en Adicionar Item. Si desea otra estación, de nuevamente Adicionar

Item y hace nuevamente el proceso anterior. Si no, llene los espacios con

asterisco (*) y por último haga Click en Solicitar. A vuelta de correo recibirá

una notificación de estado, su solicitud demora de 7 a 10 días hábiles (de

acuerdo al volumen solicitado -).”58

A continuación se indican algunos pasos del anterior procedimiento constatando la

respectiva solicitud:

Ilustración 32: Solicitud Información (1)

58 IDEAM. s.f. 21 de 10 de 2015. <http://institucional.ideam.gov.co/jsp/info/institucional/solicitud/solicitud.pdf>.

46



47



48



49


50

Lectura objetiva, análisis y aprobación de los datos adquiridos.

DATOS HORARIOS DE NIVELES

ESTACION 24027010 SAN GIL

REGIONAL 08

FECHA : 2015/10/23 A#O 2007 PAGINA 5

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

MES DIA INS 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

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

24 1 151 150 150 148 147 146 144 143 142 143 143 142 144 149 148 146 144 143 142 141 140 139 138 145

25 1 147 146 153 174 176 158 163 160 155 151 147 144 142 141 139 138 137 136 143 150 154 153 148 150

26 1 151 150 148 147 144 139 137 135 134 133 133 132 131 131 130 130 129 129 128 128 128 127 129 155

27 1 155 180 211 244 224 209 196 185 176 170 165 160 157 154 151 149 147 145 143 142 147 146 143 141

28 1 142 143 142 141 140 140 141 146 152 155 154 153 152 150 148 147 145 144 143 142 141 140 139 139

29 1 142 145 145 144 142 140 139 138 137 136 135 134 134 133 132 132 131 132 133 136 139 143 157 159

30 1 159 153 149 145 142 140 138 136 135 134 133 132 131 131 130 129 129 129 128 128 127 127 127 127

31 1 127 127 127 128 128 134 139 141 139 137 135 134 133 132 131 130 129 129 131 132 134 141 160 161

08 01 1 163 162 157 153 149 146 143 141 139 137 136 134 133 132 131 131 130 129 129 130 137 135 132 131

02 1 130 130 130 129 128 128 127 126 126 126 125 125 125 124 124 124 123 123 123 122 122 123 124 125

03 1 124 135 144 146 144 140 138 135 134 132 131 130 129 128 128 127 127 126 126 125 125 125 124 124

04 1 123 123 122 122 122 122 121 121 121 121 121 121 121 120 120 120 120 120 119 120 120 119 119 121

05 1 122 126 128 128 128 130 131 129 127 126 124 123 123 122 122 121 121 121 120 120 121 122 123 122

06 1 126 130 133 139 139 137 134 133 131 130 129 128 127 126 125 124 123 123 123 122 122 124 124 125

07 1 131 130 129 130 129 127 125 124 124 124 123 123 122 122 121 121 121 120 120 119 119 119 120 119

08 1 119 120 122 123 122 122 127 143 139 135 131 129 127 125 125 124 123 165 167 167 179 162 154 146

09 1 141 137 135 133 132 130 129 128 127 126 125 124 124 123 123 123 123 123 125 126 131 148 142 138

10 1 141 140 138 136 134 133 131 130 129 128 127 127 126 125 125 124 124 123 123 122 122 122 121 121

11 1 121 121 121 121 121 121 122 123 125 125 124 124 123 122 122 121 121 121 121 121 121 121 122 122

12 1 122 122 124 124 124 123 122 122 122 121 121 121 120 150 120 119 119 119 120 126 157 142 136 135

13 1 133 130 129 131 131 130 129 128 127 126 125 124 123 123 122 122 121 121 139 161 154 147 145 167

14 1 156 166 156 150 145 141 138 135 133 132 130 129 128 128 127 126 125 125 124 124 129 137 142 148

15 1 158 163 160 158 156 152 150 147 144 142 140 138 137 136 135 136 141 140 143 148 144 140 137 135

16 1 134 134 134 134 133 132 131 131 130 129 129 128 128 127 127 126 127 129 137 138 134 140 134 130

17 1 129 128 128 128 128 127 126 126 126 126 125 125 125 124 124 123 123 123 123 123 123 124 126 128

18 1 135 144 146 147 151 185 216 193 179 167 159 152 148 144 141 139 137 135 134 133 132 132 132 131

19 1 131 143 147 147 150 153 174 182 178 177 176 172 169 164 160 155 152 148 145 143 141 140 183 217

20 1 194 202 212 201 196 186 179 178 175 171 167 164 161 159 156 155 152 151 149 148 147 146 145 144

21 1 143 142 141 141 141 141 140 140 139 138 138 137 136 136 135 136 151 197 194 188 201 205 190 174

22 1 167 161 158 156 151 147 144 142 141 140 140 140 139 138 138 137 138 138 139 141 141 139 138 138

23 1 137 136 135 135 134 134 133 133 132 132 132 131 131 131 131 130 135 146 138 136 141 137 135 134

24 1 134 133 132 132 131 131 131 132 132 133 133 133 133 133 132 132 132 132 140 137 139 140 140 254

25 1 299 272 241 221 208 197 187 179 172 166 162 159 155 153 151 149 150 153 161 167 166 205 220 232

26 1 226 217 236 269 256 238 224 213 204 198 193 189 186 182 179 176 174 177 176 172 172 178 185 192

27 1 192 193 192 191 190 191 201 225 230 218 207 197 191 187 182 178 175 172 171 171 169 166 164 162

28 1 161 161 165 172 171 167 164 161 159 157 156 155 154 153 152 151 150 149 148 148 147 146 146 145

29 1 144 144 144 143 143 142 142 142 141 141 141 140 140 140 139 139 139 138 139 148 150 184 293 270

30 1 240 208 197 190 190 188 183 178 174 170 167 164 162 160 158 156 154 153 155 155 156 155 152 151

31 1 151 150 155 187 187 179 173 169 165 163 162 160 158 156 154 152 151 150 148 148 147 146 145 145

09 01 1 145 146 149 149 173 236 232 227 216 204 194 187 180 176 171 168 165 162 160 158 156 154 153 152

02 1 151 150 149 148 147 147 146 146 146 146 145 145 144 144 143 142 142 147 147 145 155 176 168 161

03 1 158 154 154 153 153 151 150 149 148 146 145 144 143 143 142 142 141 141 141 141 140 140 140 140

04 1 139 139 139 139 139 139 139 138 138 137 137 137 136 136 136 136 140 153 162 159 159 158 155 154

05 1 153 151 149 147 144 141 140 139 138 138 137 137 136 136 135 135 134 134 134 135 134 134 134 134

06 1 135 135 134 133 133 132 132 132 132 131 131 131 131 130 130 130 131 133 135 137 135 133 133

07 1 138 149 147 146 143 141 138 137 136 135 134 133 132 132 131 131 131 141 144 142 143 142 141 144

08 1 145 144 144 142 141 139 137 136 135 134 133 133 132 132 131 131 130 129 130 135 133 131 130 129

09 1 129 130 142 154 150 147 145 141 139 137 136 134 133 132 131 130 130 129 129 128 128 128 127 127

10 1 129 130 129 128 128 127 127 126 126 126 125 125 125 125 124 124 124 124 127 130 136 138 134 133

11 1 135 166 156 145 139 135 133 131 130 129 128 127 127 126 126 125 124 124 124 123 123 123 123 122

12 1 122 122 121 122 121 121 121 121 121 121 121 121 121 121 126 127 126 125 124 124 137

Información General y

Año toma de datos

Fecha solicitud datos Hora militar diaria

Niveles Horarios en centímetros (cm)

Ilustración 40: Datos Horarios de Niveles (1)

51

Ilustración 41: Datos Horarios de Niveles (2)

DATOS HORARIOS DE NIVELES

ESTACION 24027010 SAN GIL

REGIONAL 08

FECHA : 2015/10/23 A#O 2007 PAGINA 6

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

MES DIA INS 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

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

13 1 144 141 141 139 136 133 131 130 128 127 126 125 124 124 123 123 122 122 122 121 121 122 122 123

14 1 123 122 122 122 122 122 121 121 121 121 122 124 126 126 125 125 124 124 152 172 155 156 245 234

15 1 217 190 177 168 161 156 152 148 145 143 141 139 137 136 135 134 133 132 131 140 159 176 166 162

16 1 165 155 150 146 142 140 138 136 135 133 132 131 131 130 129 129 128 128 129 132 131 129 129 129

17 1 129 131 131 131 131 132 131 130 129 129 129 130 129 128 128 127 126 125 125 124 124 124 131 134

18 1 128 127 129 129 130 219 319 244 203 183 172 163 158 153 149 146 143 141 139 138 136 135 135 141

19 1 163 164 161 165 205 209 199 187 178 169 162 157 153 149 147 185 245 179 166 187 183 177 169 162

20 1 159 154 150 148 146 143 142 140 139 139 137 137 136 135 135 134 134 134 137 136 135 134 140 144

21 1 145 144 143 141 140 138 136 134 133 132 132 132 132 132 132 132 132 132 132 132 132 132 132 132

22 1 132 132 139 154 149 145 140 138 135 134 133 133 133 133

23 1 137 140 139 138 136 134 132 132 132 132 132 210 236 223

24 2 174 174

25 2 169 169

26 2 168 170

27 2 165 149

28 2 144 136

29 2 137 137

30 2 142 136

10 01 2 156 160

02 2 139 131

03 2 159 148

04 2 143 143

05 2 196 146

06 2 240 176

07 2 266 185

08 2 284 214

09 2 250 195

10 2 230 190

11 2 208 222

12 2 186 216

13 2 230 220

14 2 224 224

15 2 194 179

16 2 188 183

17 2 173 197

18 2 300 200

19 2 188 176

20 2 299 188

21 2 300 197

22 2 202 189

23 2 185 174

24 2 230 198

25 2 187 205

26 2 231 171

27 2 180 173

28 2 206 194

29 2 212 206

30 2 205 198

31 2 200 182

11 01 2 178 170

02 2 232 216

INS: Instrumento con el cual se realizó la medición de los niveles.

El número 1 corresponde a medición tipo RAN (Registro

Automático a Nivel), generando registros cada hora.

El número 2 corresponde a medición tipo LNM (Lectura Nivel

Medida), generando registro 2 veces al día; a las 06 horas y a las

18 horas.

52

Determinación Temporal del historial de los datos para su posterior uso.

Como existen series desde el año 1972 hasta el año 2012 para la estación San Gil.

Y desde el año 1979 hasta el año 2012 para la estación de Merida, se escoge un

año típico con el fin de realizar todos los cálculos a ese año. Después de ver todas

las series se determina que el año 2007 tiene la mayor cantidad de Datos Horarios

de Nivel tanto en Merida como en San gil. Y así se procede a solicitar la curva de

gastos o tabla de calibración para determinar los caudales de los niveles horarios

aportados en dicho año.

Para tal efecto el IDEAM ha suministrado las siguientes Tablas de Calibración: Para

la estación San Gil se utilizó la tabla número 07 de donde corresponde el año 2007.

Y para la estación de Merida se utilizó la tabla 09 de donde corresponde el año

2007. Los niveles aquí mostrados están en centímetros (cm) y los caudales

generados están en metro cubico por segundo (m3 / s), según los cálculos e

información del IDEAM.

53

Tabla 1: Tablas de Calibración San Gil

I D E A M - INSTITUTO DE HIDROLOGIA, METEOROLOGIA Y ESTUDIOS AMBIENTALES

SISTEMA DE INFORMACION

RELACION TABLAS DE CALIBRACION (TODAS) NACIONAL AMBIENTAL

CORRESPONDIENTES A LA ESTACION 2402701 PROCESO : 2015/10/23

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

TABLA PERIODO - VALIDEZ NIVEL CAUDAL NIVEL CAUDAL NIVEL CAUDAL NIVEL CAUDAL NIVEL CAUD

INICIAL -FINAL

04 1973/01/01 1976/12/31 045 24027010 SAN GIL

* 60 8.5 70 11.0 80 14.5 90 20 100 26

110 35 120 45 130 55 140 67 150 79

160 92 170 106 180 121 190 137 200 152

210 168 220 183 230 198 240 214 250 229

260 244 270 260 280 275 290 291 300 307

310 323 320 339 330 355 340 371 350 388

360 405 370 421 380 439 390 457.5 400 476

410 494 420 514 430 533 440 552 450 572

460 592 470 612 480 634 490 657 * 500 681.5

05 1977/01/01 1980/12/31 055 24027010 SAN GIL

* 50 .0 60 2.5 70 6.0 80 12.0 90 21.0

100 30.0 110 38.0 120 50.0 130 60.0 140 74.0

150 86.0 160 99.0 170 112.0 180 127.0 190 138.0

200 150.5 210 165.0 220 177.0 230 190.0 240 207.0

250 218.0 260 233.0 270 242.0 280 258.0 290 273.0

300 295.0 310 303.0 320 317.5 330 333.0 340 351.0

350 362.0 360 383.0 370 400.0 380 416.0 390 432.0

400 449.0 410 465.0 420 475.0 430 495.0 440 511.0

450 537.0 460 550.0 470 566.0 480 582.0 490 603.0

500 629.0 510 640.0 520 665.0 530 685.0 540 700.0

560 756.0 570 772.0 580 806.0 590 825.0 * 600 852.0

06 1981/01/01 1989/12/31 048 24027010 SAN GIL

* 80 16 90 23 100 33 110 46 120 58

130 70 140 82 150 95 160 107 170 121

180 134 190 148 200 162 210 176 220 190

230 204 240 217 250 231 260 245 270 259

280 273 290 287 300 301 310 315 320 329

330 343 340 357 350 371 360 386 370 400

380 416 390 432 400 449 410 465 420 475

430 495 440 511 450 537 460 550 470 566

480 582 490 603 500 629 510 640 520 665

530 685 * 540 700 550 725

07 1990/01/01 2010/05/23 019 24027010 SAN GIL

* 54 0.0 80 12.00 120 48.00 140 71.90 160 100.00

180 130.00 200 160.27 220 194.00 240 228.00 260 262.00

280 295.00 300 330.00 320 365.00 340 400.00 * 350 421.17

450 602.20 500 713.42 550 843.12 600 972.75

08 2010/05/24 015 24027010 SAN GIL

40 3.430 * 60 8.360 80 16.14 100 27.35 120 42.59

140 62.55 160 88.08 200 150.00 240 215.00 280 285.00

320 357.00 360 428.00 * 400 505.00 450 600.00 500 697.00

54





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


INICIAL -FINAL

01 1979/11/29 1979/12/31 020 24027070 MERIDA

* 10 17.0 20 21.5 30 27.0 40 32.7 50 39.0

60 46.5 70 54.4 80 62.8 90 71.6 100 81.0

110 91.3 120 102.3 130 113.8 140 126.0 150 140.0

160 155.0 170 169.5 180 183.5 190 198.7 * 200 213.0

02 1980/01/01 1986/12/31 030 24027070 MERIDA

0 14.0 * 10 17.5 20 22.0 30 26.5 40 31.5

50 38.0 60 45.5 70 52.5 80 61.0 90 70.0

100 79.5 110 90.0 120 100.0 130 111.0 140 123.0

150 136.0 160 150.0 170 169.5 180 180.0 190 193.0

200 208.0 210 224.00 220 240.00 230 256.00 240 272.00

250 288.00 260 304.00 * 270 319.50 280 335.00 284 340.00

03 1987/01/01 1987/12/31 023 24027070 MERIDA

* 0 7.500 30 21.162 40 27.372 50 34.083 60 40.976

70 48.498 80 56.052 90 64.800 100 72.840 110 82.074

120 89.296 130 98.020 140 107.033 150 115.272 160 123.524

170 132.135 180 140.944 190 149.861 200 158.9 * 250 201.8

300 245.5 350 288.8 400 331.5

04 1988/01/01 1993/12/31 022 24027070 MERIDA

* 0 .0 20 11.00 40 22.00 60 38.00 80 53.00

100 70.33 120 91.00 140 110.00 160 134.00 180 159.00

200 189.91 220 218.00 240 250.00 260 286.00 280 320.00

300 356.18 320 393.00 340 433.00 360 472.00 380 511.00

400 553.73 * 450 664.14

05 1994/01/01 1995/12/31 026 24027070 MERIDA

0 5.80 * 20 15.34 40 28.14 60 43.45 80 61.50

100 82.00 120 104.65 140 129.20 160 156.36 180 185.10

200 215.20 220 246.45 240 279.93 260 314.25 280 344.98

* 300 377.20 320 409.33 340 440.93 360 473.4 380 508.10

400 541.70 420 576.80 430 594.90 440 608.50 450 623.30

500 710

06 1996/01/01 1997/12/31 018 24027070 MERIDA

0 5.0 * 20 13.00 40 21.00 60 34.00 80 50.0

100 68.00 120 89.00 140 110.00 160 135.00 * 180 161.00

200 189.47 220 216.37 240 241.31 260 267.34 280 293.86

300 320.674 325 356.73 350 391.24

07 1998/01/01 1999/12/31 017 24027070 MERIDA

0 6.972 * 20 14.484 40 24.987 60 38.502 80 54.010

100 71.973 120 91.994 140 114.010 * 160 135.041 180 155.976

200 176.956 250 232.772 300 291.619 350 354.021 400 413.831

430 450.042 470 500.00

08 2000/01/01 2003/12/31 010 24027070 MERIDA

10 .00 * 50 31.90 100 69.30 * 150 109.10 200 154.10

250 204.50 300 257.80 350 310.90 400 369.40 425 396.80

09 2004/01/01 2008/12/31 027 24027070 MERIDA

* 10 8.00 20 14.00 30 22.00 40 29.00 50 36.50

60 45.50 70 53.00 80 62.00 90 70.16 100 80.65

110 91.48 120 102.63 130 114.09 140 125.84 150 137.85

160 150.13 170 162.66 180 175.43 190 188.44 200 201.66

* 220 228.74 240 256.63 300 344.70 320 375.41 340 406.74

360 438.67 380 471.18





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


INICIAL -FINAL

10 2009/01/01 2010/07/15 019 24027070 MERIDA

10 6.00 * 20 12.00 40 25.49 60 42.12 80 59.96

100 78.13 120 100.00 140 125.00 160 155.00 180 187.00

200 222.30 * 220 261.00 240 303.00 260 348.00 280 390.00

300 435.00 320 480.00 340 525.00 360 570.00

11 2010/07/16 021 24027070 MERIDA

10 8.800 * 20 13.300 40 23.500 60 36.200 80 51.200

100 68.71 120 87.58 140 109.35 160 134.22 180 162.46

200 194.26 * 220 229.90 240 269.47 260 313.50 280 362.27

300 416.06 320 470.00 340 525.00 360 585.00 380 650.00

400 713.00

Tabla 2: Tablas de Calibración Merida

55

Tabulación de los datos en Hojas de Cálculo en Excel.

Al tener de manera clara los datos que se necesitan es de vital importancia poder

organizarlos de tal forma que sean accesibles para realizar los cálculos y

lineamientos que las ecuaciones y elementos que una hoja de cálculo o un lenguaje

de programación puedan interpretar y solucionar. Se procede a introducir los datos

generados por el IDEAM (los cuales son difundidos en archivo .txt que tienen un

origen de MS-DOS) a EXCEL, éste tiene un Asistente para importar texto. Esta

importación define las celdas de manera adecuada en tres pasos; el primero

configura al ancho de las celdas dejando fijo este parámetro; el segundo crea los

saltos de columna que se deseen, este paso es el que define la correspondencia de

los niveles con las horas, por tal razón se realizó con la mayor cautela posible para

no tener errores. Por ultimo está el tercer paso que permite dar formato a los datos

de cada celda, se selecciona ‘General’ para que convierta los valores numéricos en

números, los valores de fechas en fechas y todos los demás valores en texto.

Terminado este asistente se genera la hoja de cálculo con los niveles de modo

correspondiente a los meses, días y horarios determinados dentro de las series

obtenidas de las estaciones solicitadas. (De igual forma se opera para los datos de

las tablas de calibración).

De manera esquemática se muestra el proceso anteriormente dicho:

56

Paso 1:

Ilustración 42: Paso 1 (Excel)

Paso 2:


57

Paso 3:


Vista Final:

Ilustración 45: Vista Final (Excel)

58

Cálculo Caudal de Entrada

Organizados los Niveles y las Tablas de Calibración en Hojas de Cálculo

separadas, se desarrolla el siguiente trabajo: para los Niveles se diseña una

fórmula que elimine los valores no numéricos que no interesan, es decir el rotulo

de las series. Y con las tablas de calibración se organizan los datos de forma

vertical; para realizar una mejor interpolación, generando una nueva tabla (véase

Ilustración 46).

Teniendo claro el paso anterior, y a partir de ensayo y error, se construye junto con

la fórmula anteriormente mencionada una expresión que emplea varias funciones

con el fin de calcular el caudal de entrada; obtenida de la interpolación en la Tabla

de Calibración correspondiente:

=SI(SI(ESNUMERO('Niveles San Gil 2007'!D67);SI(ESNUMERO('Niveles San Gil 2007'!$B67);'Niveles San Gil

2007'!D67;"");"")="";"";SI(ESERROR(COINCIDIR(SI(ESNUMERO('Niveles San Gil 2007'!D67);SI(ESNUMERO('Niveles San

Gil 2007'!$B67);'Niveles San Gil

2007'!D67;"");"");INDIRECTO("Tabla1[NIVEL]");0));(((INDIRECTO(DIRECCION(COINCIDIR(SI(ESNUMERO('Niveles San

Gil 2007'!D67);SI(ESNUMERO('Niveles San Gil 2007'!$B67);'Niveles San Gil

2007'!D67;"");"");INDIRECTO("Tabla1[NIVEL]");1)+7;2;1;1;"DATOS CALIBRACION");1)-

INDIRECTO(DIRECCION(COINCIDIR(SI(ESNUMERO('Niveles San Gil 2007'!D67);SI(ESNUMERO('Niveles San Gil

2007'!$B67);'Niveles San Gil 2007'!D67;"");"");INDIRECTO("Tabla1[NIVEL]");1)+6;2;1;1;"DATOS

CALIBRACION");1))/(INDIRECTO(DIRECCION(COINCIDIR(SI(ESNUMERO('Niveles San Gil

2007'!D67);SI(ESNUMERO('Niveles San Gil 2007'!$B67);'Niveles San Gil

2007'!D67;"");"");INDIRECTO("Tabla1[NIVEL]");1)+7;1;1;1;"DATOS CALIBRACION");1)-

INDIRECTO(DIRECCION(COINCIDIR(SI(ESNUMERO('Niveles San Gil 2007'!D67);SI(ESNUMERO('Niveles San Gil

2007'!$B67);'Niveles San Gil 2007'!D67;"");"");INDIRECTO("Tabla1[NIVEL]");1)+6;1;1;1;"DATOS

CALIBRACION");1)))*(SI(ESNUMERO('Niveles San Gil 2007'!D67);SI(ESNUMERO('Niveles San Gil 2007'!$B67);'Niveles

San Gil 2007'!D67;"");"")-INDIRECTO(DIRECCION(COINCIDIR(SI(ESNUMERO('Niveles San Gil


2007'!D67;"");"");INDIRECTO("Tabla1[NIVEL]");1)+6;1;1;1;"DATOS

CALIBRACION");1)))+INDIRECTO(DIRECCION(COINCIDIR(SI(ESNUMERO('Niveles San Gil


2007'!D67;"");"");INDIRECTO("Tabla1[NIVEL]");1)+6;2;1;1;"DATOS

CALIBRACION");1);(INDIRECTO(DIRECCION(COINCIDIR(SI(ESNUMERO('Niveles San Gil


2007'!D67;"");"");INDIRECTO("Tabla1[NIVEL]");1)+6;2;1;1;"DATOS CALIBRACION");1))))

Ecuación 15: Cálculo Caudal Entrada - Interpolación (Excel)

59

Ilustración 46: Formula Cálculo Caudal Entrada – Interpolación (Excel)

60

Aplicación del Método de Muskingum para el Estudio de Transito de

Crecientes en Ríos.

Esta primera fase de la investigación tiene como objetivo mostrar todos los

procedimientos en forma general que se requieren para utilizar el método de

Muskingum para Tránsito de Crecientes. Más sin embargo es necesario realizar

ciertos cálculos que permitan calibrar y estimar con mayor precisión los hidrogramas

buscados. Esto con el fin de tener claridad al desarrollar la aplicación informática, la

cual pretende automatizar de manera más amplia, rápida y productiva el proceso

planteado.

Dicha calibración consiste en determinar los valores de K y X. El cálculo de estos

dos parámetros tiene como condición inicial que haya al menos una avenida medida

en ambos extremos del cauce. Para la investigación que se está haciendo se

cumple con esta condición, ya que existen series históricas de niveles horarios de

dos estaciones del rio Fonce; la Estación Merida proporciona el caudal de entrada

y la estación de San gil el Caudal de Salida. Este método es aproximado y se opta

por realizar; porque que no se tienen los datos suficientes, no se conoce la onda de

crecimiento entre estas dos estaciones, que permitiría un cálculo de K y X en

condiciones más favorables. De otra parte se justifica este método al existir una

distancia relativamente corta entre las dos estaciones, ya que no supera los 13 km.

Determinación de X y K (Calibración del Método)

Para la evaluación de estos parámetros se utiliza el siguiente razonamiento, con la

ecuación de almacenamiento para tránsito de cauces (Ecuación 2):

𝑆 = 𝑉 = 𝐾[𝑋𝐼 + (1 − 𝑋)𝑂]

61

Se dibuja una gráfica tomando 𝑉 como ordenada, y, [𝑋𝐼 + (1 − 𝑋)𝑂] como

abscisa, de esto se obtiene una línea recta con pendiente 𝐾 .

El volumen almacenado que se desea calcular se representa en la siguiente gráfica:

Ilustración 47: Hidrograma Entrada (I) y de Salida (O)59

“El volumen almacenado en el tramo hasta un tiempo t0 dado es el área acumulada

entre el Hidrograma de entrada y el de salida”60, es decir:

𝑉 = ∫ (𝐼 − 𝑂) 𝑑𝑡𝑡𝑜

𝑜

𝑉𝑡 = ∑ (𝐼 − 𝑂) ∆𝑡

𝑡

𝑡=0

Ecuación 16: Volumen Almacenado (Muskingum)

Con esta ecuación se obtiene la ordenada del gráfico.

Suponiendo distintos valores de X (0.05 ≤ X ≤ 0.5) se calcula [𝑋𝐼 + (1 − 𝑋)𝑂] y

“el resultado se grafica contra el volumen almacenado para tiempos 0 ≤ t ≤ t1, y la

gráfica tendrá que ser una línea recta de pendiente 𝐾.

59 Aparicio. Op. Cit., p. 106 60 Ibíd., p. 106

62

Desarrollo:

Ilustración 48: Caudales Horarios según Estación (Merida)

MES

DIA

INST

12

34

56

78

910

1112

1314

1516

1718

1920

2122

2324

41

120

0,33

817

6,73

116

3,93

715

1,38

314

1,53

413

3,04

612

5,84

118,

7911

2,94

410

9,50

610

4,92

210

1,51

598

,17

95,9

493

,71

90,3

9788

,231

86,0

6583

,899

81,7

3382

,816

99,2

8515

6,39

515

7,64

8

21

145,

218

128,

242

117,

615

109,

506

103,

776

98,1

793

,71

90,3

9787

,148

84,9

8282

,816

81,7

3378

,552

77,5

0376

,454

74,3

5673

,307

72,2

5875

,405

73,3

0782

,816

97,0

5592

,595

97,0

55

31

101,

515

117,

615

124,

665

117,

615

110,

652

103,

776

98,1

793

,71

90,3

9786

,065

83,8

9980

,65

79,6

0176

,454

75,4

0573

,307

72,2

5870

,16

69,3

4479

,601

107,

214

107,

214

106,

068

169,

045

41

188,

4420

7,07

621

7,90

820

7,07

619

3,72

817

9,33

316

3,93

715

0,13

141,

534

131,

845

124,

665

118,

7911

4,09

109,

506

104,

922

100,

498

,17

94,8

2593

,71

93,7

197

,055

101,

515

112,

944

111,

798

51

106,

068

103,

776

125,

8418

3,23

626

8,37

331

9,74

729

0,39

248,

263

219,

262

200,

338

187,

139

172,

876

160,

154

152,

636

143,

9913

5,44

812

9,44

312

8,24

213

0,64

414

0,30

615

7,64

815

5,14

214

3,99

134,

247

61

128,

242

125,

8412

2,31

512

4,66

514

8,90

220

7,07

623

2,92

423

0,13

522

0,61

620

7,07

619

3,72

817

9,33

316

9,04

515

7,64

815

0,13

141,

534

135,

448

135,

448

133,

046

176,

731

259,

566

252,

447

234,

318

208,

43

71

199,

016

178,

032

171,

599

163,

937

156,

395

148,

902

143,

9914

1,53

413

9,07

813

5,44

812

9,44

312

4,66

512

1,14

117,

615

114,

0911

0,65

210

8,36

106,

068

103,

776

101,

515

99,2

8599

,285

98,1

799

,285

81

103,

776

103,

776

100,

410

2,63

108,

3610

1,51

597

,055

94,8

2592

,595

90,3

9788

,231

88,2

3186

,065

84,9

8283

,899

82,8

1681

,733

81,7

3380

,65

81,7

3386

,065

88,2

3192

,595

93,7

1

91

92,5

9589

,314

87,1

4884

,982

83,8

9982

,816

81,7

3380

,65

79,6

0178

,552

77,5

0376

,454

75,4

0574

,356

74,3

5672

,258

71,2

0970

,16

69,3

4469

,344

69,3

4468

,528

67,7

1267

,712

101

67,7

1266

,896

66,0

865

,264

66,0

865

,264

64,4

4865

,264

64,4

4864

,448

63,6

3263

,632

63,6

3262

,816

62,8

1662

6261

,161

,159

,359

,359

,360

,265

,264

111

67,7

1270

,16

69,3

4468

,528

66,8

9665

,264

65,2

6464

,448

63,6

3262

,816

62,8

1663

,632

62,8

1663

,632

62,8

1662

61,1

60,2

59,3

58,4

57,5

57,5

56,6

56,6

121

56,6

55,7

56,6

57,5

57,5

57,5

56,6

55,7

55,7

54,8

55,7

54,8

53,9

5353

5352

,25

51,5

51,5

51,5

51,5

51,5

61,1

64,4

48

131

59,3

57,5

56,6

54,8

55,7

54,8

5353

5353

52,2

552

,25

52,2

551

,551

,550

,75

50,7

550

5049

,25

49,2

549

,25

5052

,25

141

55,7

54,8

5353

52,2

552

,25

52,2

552

,25

52,2

552

,25

52,2

551

,550

,75

50,7

550

5049

,25

49,2

549

,25

48,5

49,2

550

,75

52,2

552

,25

151

53,9

55,7

56,6

57,5

55,7

55,7

53,9

5353

5351

,551

,550

,75

50,7

550

49,2

549

,25

49,2

548

,547

,75

47,7

547

51,5

75,4

05

161

70,1

665

,264

6259

,357

,554

,853

52,2

551

,550

49,2

549

,25

48,5

47,7

547

,75

47,7

547

4750

,75

49,2

550

66,0

812

5,84

142,

762

171

129,

443

110,

652

101,

515

95,9

489

,314

83,8

9978

,552

74,3

5672

,258

68,5

2866

,896

65,2

6463

,632

6261

,160

,258

,457

,555

,754

,854

,872

,258

72,2

5874

,356

181

82,8

1610

0,4

112,

944

111,

798

143,

9933

0,02

237

0,80

429

0,39

217,

908

176,

731

150,

1313

3,04

611

9,96

511

1,79

810

3,77

698

,17

93,7

192

,595

91,4

891

,48

92,5

9594

,825

117,

615

127,

041

191

248,

263

290,

3921

7,90

818

0,63

415

8,90

114

5,21

813

4,24

712

4,66

511

8,79

111,

798

107,

214

102,

6398

,17

94,8

2591

,48

89,3

1487

,148

94,8

2512

3,49

125,

8412

3,49

124,

665

125,

8412

7,04

1

201

148,

902

172,

876

172,

876

161,

407

148,

902

136,

649

128,

242

119,

965

112,

944

107,

214

103,

776

99,2

8594

,825

92,5

9589

,314

87,1

4884

,982

87,1

4820

0,33

830

2,13

326

5,43

721

1,13

818

0,63

416

1,40

7

211

153,

889

139,

078

131,

845

124,

665

118,

7911

4,09

109,

506

104,

922

101,

515

99,2

8595

,94

93,7

191

,48

111,

798

109,

506

84,9

8283

,899

82,8

1680

,65

79,6

0178

,552

81,7

3383

,899

90,3

97

221

89,3

1488

,231

90,3

9793

,71

93,7

199

,285

116,

4411

4,09

109,

506

103,

776

100,

495

,94

92,5

9589

,314

87,1

4886

,065

86,0

6584

,982

84,9

8284

,982

86,0

6592

,595

89,3

1486

,065

231

84,9

8286

,065

83,8

9983

,899

83,8

9986

,065

84,9

8282

,816

82,8

1680

,65

79,6

0177

,503

76,4

5475

,405

74,3

5675

,405

83,8

9999

,285

103,

776

111,

798

109,

506

127,

041

125,

8412

9,44

3

241

133,

046

139,

078

119,

965

110,

652

104,

922

100,

494

,825

94,8

2594

,825

91,4

888

,231

87,1

4883

,899

81,7

3379

,601

77,5

0377

,503

90,3

9794

,825

90,3

9788

,231

86,0

6595

,94

109,

506

251

108,

3610

2,63

103,

776

101,

515

99,2

8595

,94

92,5

9590

,397

88,2

3186

,065

83,8

9981

,733

79,6

0178

,552

76,4

5474

,356

73,3

0771

,209

71,2

0969

,344

69,3

4468

,528

67,7

1267

,712

261

68,5

2871

,209

153,

889

184,

537

169,

045

157,

648

143,

9913

1,84

512

2,31

511

5,26

511

0,65

210

6,06

810

1,51

598

,17

94,8

2592

,595

90,3

9790

,397

91,4

892

,595

88,2

3186

,065

83,8

9987

,148

271

89,3

1491

,48

161,

407

235,

713

230,

135

205,

722

207,

076

192,

406

170,

322

151,

383

136,

649

127,

041

118,

7911

2,94

410

8,36

103,

776

100,

497

,055

139,

078

284,

519

245,

474

199,

016

163,

937

145,

218

281

131,

845

121,

1411

4,09

109,

506

104,

922

102,

6399

,285

97,0

5593

,71

92,5

9590

,397

89,3

1487

,148

86,0

6583

,899

82,8

1681

,733

79,6

0110

0,4

109,

506

142,

762

127,

041

110,

652

102,

63

291

98,1

795

,94

93,7

190

,397

89,3

1487

,148

86,0

6586

,065

83,8

9982

,816

81,7

3380

,65

79,6

0178

,552

77,5

0376

,454

74,3

5674

,356

73,3

0772

,258

78,5

5222

4,67

825

6,63

223,

324

301

216,

554

188,

4416

7,76

815

0,13

136,

649

127,

041

119,

965

114,

0910

8,36

103,

776

100,

498

,17

93,7

191

,48

89,3

1487

,148

84,9

8288

,231

153,

889

176,

731

166,

491

151,

383

139,

078

133,

046

ME

RID

A -

EN

TRA

DA

( I )

63

Ilustración 49: Caudales Horarios según Estación (San Gil)

MES

DIA

INST

12

34

56

78

910

1112

1314

1516

1718

1920

2122

2324

41

128

5,1

281,

825

8,6

228

204,

218

7,25

417

3,76

216

1,95

715

2,70

314

6,64

914

0,59

513

4,54

113

012

712

2,5

119,

511

6,5

115

113,

511

0,5

112

115

113,

516

8,70

3

21

204,

218

2,19

516

3,64

315

2,70

314

0,59

513

3,02

712

712

111

6,5

113,

511

0,5

107,

510

4,5

103

100

98,5

9597

,19

97,1

995

,785

94,3

895

,785

97,1

912

715

5,73

31

157,

243

149,

676

149,

676

165,

3315

7,24

314

8,16

214

0,59

513

3,02

712

712

111

6,5

112

109

106

103

101,

598

,595

98,5

9598

,595

98,5

9510

012

5,5

139,

081

139,

081

41

161,

957

229,

727

6,85

290,

0528

1,8

262

238,

221

4,4

195,

718

0,50

816

8,70

315

8,75

715

1,18

914

5,13

513

9,08

113

4,54

113

012

8,5

125,

512

111

9,5

119,

513

3,02

714

3,62

2

51

151,

189

146,

649

149,

676

154,

216

199,

131

642

8,41

141

0,58

534

9,25

295

260,

323

9,9

219,

520

2,5

190,

627

178,

822

168,

703

172,

076

182,

195

187,

254

185,

568

195,

720

4,2

190,

627

61

177,

135

167,

016

160,

2715

8,75

715

5,73

168,

703

231,

429

0,05

298,

529

0,05

271,

925

0,1

231,

421

4,4

199,

118

7,25

417

7,13

516

8,70

316

3,64

316

1,95

718

2,19

529

8,5

333,

530

9

71

285,

124

522

2,9

209,

320

4,2

192,

314

182,

195

175,

449

172,

076

167,

016

163,

643

158,

757

152,

703

148,

162

143,

622

140,

595

136,

054

133,

027

130

127

125,

512

412

2,5

122,

5

81

128,

513

9,08

113

9,08

113

6,05

413

3,02

713

9,08

113

7,56

813

1,51

412

5,5

121

118

115

113,

511

211

0,5

109

107,

511

0,5

116,

512

112

112

112

2,5

121

91

122,

512

111

9,5

116,

511

3,5

112

110,

510

7,5

106

104,

510

310

1,5

101,

510

098

,595

97,1

995

,785

94,3

894

,38

92,9

7591

,57

90,1

6590

,165

88,7

6

101

88,7

687

,355

87,3

5585

,95

85,9

585

,95

84,5

4584

,545

84,5

4584

,545

83,1

483

,14

81,7

3581

,735

80,3

380

,33

80,3

378

,925

77,5

277

,52

77,5

276

,115

76,1

1576

,115

111

76,1

1581

,735

84,5

4587

,355

87,3

5585

,95

84,5

4583

,14

81,7

3580

,33

80,3

378

,925

78,9

2578

,925

78,9

2578

,925

77,5

277

,52

76,1

1574

,71

73,3

0573

,305

71,9

70,7

05

121

70,7

0570

,705

69,5

169

,51

69,5

169

,51

70,7

0570

,705

70,7

0569

,51

69,5

168

,315

68,3

1568

,315

67,1

267

,12

65,9

2565

,925

65,9

2564

,73

64,7

363

,535

63,5

3564

,73

131

76,1

1578

,925

74,7

171

,969

,51

68,3

1567

,12

67,1

267

,12

65,9

2565

,925

65,9

2565

,925

64,7

364

,73

63,5

3563

,535

63,5

3562

,34

62,3

461

,145

61,1

4561

,145

61,1

45

141

61,1

4564

,73

67,1

267

,12

65,9

2565

,925

64,7

363

,535

63,5

3564

,73

64,7

363

,535

63,5

3563

,535

63,5

3562

,34

61,1

4561

,145

61,1

4559

,95

59,9

559

,95

59,9

562

,34

151

64,7

364

,73

65,9

2567

,12

68,3

1568

,315

68,3

1567

,12

65,9

2565

,925

64,7

363

,535

63,5

3562

,34

62,3

461

,145

61,1

4559

,95

59,9

558

,755

58,7

5558

,755

57,5

657

,56

161

65,9

2585

,95

81,7

3577

,52

73,3

0570

,705

68,3

1565

,925

64,7

363

,535

62,3

461

,145

59,9

558

,755

58,7

5558

,755

57,5

657

,56

57,5

656

,365

58,7

5559

,95

61,1

4513

3,02

7

171

157,

243

151,

189

133,

027

124

116,

511

0,5

103

97,1

991

,57

87,3

5584

,545

81,7

3578

,925

76,1

1574

,71

73,3

0570

,705

69,5

168

,315

67,1

265

,925

64,7

367

,12

85,9

5

181

84,5

4590

,165

98,5

9512

412

8,5

131,

514

338,

7548

4,53

141

0,58

529

1,7

221,

218

2,19

515

7,24

314

2,10

813

3,02

712

411

811

210

910

910

7,5

112

112

125,

5

191

142,

108

236,

536

1,5

295

229,

719

417

3,76

215

8,75

714

8,16

214

0,59

513

3,02

712

712

111

6,5

112

109

106

103

104,

513

014

5,13

514

6,64

914

5,13

514

8,16

2

201

149,

676

160,

2719

7,4

204,

219

417

8,82

216

3,64

315

1,18

914

2,10

813

4,54

112

8,5

122,

511

811

3,5

110,

510

7,5

104,

510

1,5

103

167,

016

365

391,

2528

5,1

229,

7

211

209,

318

0,50

816

7,01

615

5,73

148,

162

140,

595

136,

054

130

125,

512

111

811

511

210

910

7,5

104,

510

1,5

100

100

98,5

9597

,19

97,1

997

,19

100

221

106

109

109

107,

511

3,5

115

116,

512

713

6,05

413

6,05

413

4,54

112

8,5

122,

511

9,5

118

115

110,

510

7,5

106

106

106

109

110,

511

0,5

231

107,

510

4,5

104,

510

310

310

1,5

101,

510

310

310

010

097

,19

95,7

8594

,38

92,9

7591

,57

90,1

6592

,975

109

121

131,

514

133,

027

140,

595

149,

676

241

148,

162

165,

3317

3,76

216

0,27

148,

162

137,

568

128,

512

2,5

116,

511

6,5

115

112

107,

510

610

310

097

,19

95,7

8598

,595

116,

511

9,5

115

112

112

251

127

134,

541

128,

512

712

5,5

124

119,

511

6,5

113,

511

0,5

107,

510

4,5

101,

510

097

,19

97,1

995

,785

92,9

7591

,57

91,5

791

,57

90,1

6587

,355

85,9

5

261

85,9

585

,95

85,9

512

421

4,4

207,

619

417

8,82

216

1,95

714

9,67

614

0,59

513

4,54

112

8,5

124

121

116,

511

3,5

112

113,

511

511

6,5

115

110,

510

9

271

109

110,

511

214

5,13

529

533

1,75

298,

528

3,45

266,

9523

1,4

205,

918

3,88

116

5,33

154,

216

145,

135

139,

081

133,

027

128,

512

413

030

7,25

354,

527

1,9

214,

4

281

192,

314

165,

3315

1,18

914

3,62

213

7,56

813

1,51

412

712

412

111

811

511

3,5

112

109

107,

510

610

4,5

103

101,

510

914

0,59

517

7,13

517

7,13

515

1,18

9

291

136,

054

127

124

119,

511

511

3,5

112

109

107,

510

610

4,5

103

101,

510

098

,595

98,5

9597

,19

95,7

8594

,38

92,9

7592

,975

94,3

820

9,3

335,

25

301

314,

2527

1,9

243,

321

4,4

190,

627

173,

762

160,

2715

1,18

914

3,62

213

7,56

813

1,51

412

712

411

9,5

116,

511

3,5

110,

510

911

3,5

145,

135

212,

721

4,4

195,

717

5,44

9

SAN

GIL

- S

AL

IDA

( O

)

64

Tabla 4: Cálculo de Vt vs. (XI + (1-X) O)

t (H

oras

)I

OV

t0,

050,

10,

150,

20,

250,

30,

350,

40,

450,

5

112

9,44

315

7,24

3-2

7,8

156

154

153

152

150

149

148

146

145

143

211

0,65

215

1,18

9-6

8,33

714

914

714

514

314

113

913

713

513

313

1

310

1,51

513

3,02

7-9

9,84

913

113

012

812

712

512

412

212

011

911

7

495

,94

124

-127

,909

123

121

120

118

117

116

114

113

111

110

589

,314

116,

5-1

55,0

9511

511

411

211

111

010

810

710

610

410

3

683

,899

110,

5-1

81,6

9610

910

810

710

510

410

310

110

099

97

778

,552

103

-206

,144

102

101

9998

9796

9493

9291

874

,356

97,1

9-2

28,9

7896

9594

9391

9089

8887

86

972

,258

91,5

7-2

48,2

991

9089

8887

8685

8483

82

1068

,528

87,3

55-2

67,1

1786

8585

8483

8281

8079

78

1166

,896

84,5

45-2

84,7

6684

8382

8180

7978

7777

76

1265

,264

81,7

35-3

01,2

3781

8079

7878

7776

7574

73

1363

,632

78,9

25-3

16,5

378

7777

7675

7474

7372

71

1462

76,1

15-3

30,6

4575

7574

7373

7271

7070

69

1561

,174

,71

-344

,255

7473

7372

7171

7069

6968

1660

,273

,305

-357

,36

7372

7171

7069

6968

6767

1758

,470

,705

-369

,665

7069

6968

6867

6666

6565

1857

,569

,51

-381

,675

6968

6867

6766

6565

6464

1955

,768

,315

-394

,29

6867

6666

6565

6463

6362

2054

,867

,12

-406

,61

6766

6565

6463

6362

6261

2154

,865

,925

-417

,735

6565

6464

6363

6261

6160

2272

,258

64,7

3-4

10,2

0765

6566

6667

6767

6868

68

2372

,258

67,1

2-4

05,0

6967

6868

6868

6969

6969

70

2474

,356

85,9

5-4

16,6

6385

8584

8483

8282

8181

80

X

Val

uaci

ón d

e X

y K

(X I

+ (

1 -

X)

O)

(Par

a el

Día

17

del M

es 0

4 de

l Año

200

7)

65

Gráfica 1: Para X = 0.05 & K = 4.31 horas


66



67



68

Gráfica 7: Para X = 0.35 & K = 4.73 horas)


69



70

Calibrado el método, se tiene con mayor precisión los valores de K y X, que a partir

del coeficiente de correlación, cuyo valor más exacto es R2 = 0.9273, corresponde

la gráfica con valor de X=0.05 y obteniendo una pendiente de la recta K=4.31. Con

esto y un t = 1 hora se calculan los coeficientes (Ecuaciones 4, 5 y 6):

Tabla 5: Cálculo Coeficientes

Aplicando la ecuación de Muskingum y generando la siguiente formula en Excel:

𝑄𝑗+1 = 𝐶1𝐼𝑗+1 + 𝐶2𝐼𝑗 + 𝐶3𝑄𝑗

=((Coeficientes!$B$6*Muskingum!E12)+(Coeficientes!$B$7*Muskingum!D12)+

(Coeficientes!$B$8*Muskingum!AC11))

Se obtiene el cálculo del Caudal de Salida:

𝐶1 =∆𝑡 − 2𝐾𝑋

2𝐾(1 − 𝑋) + ∆𝑡 𝐶2 =

∆𝑡 + 2𝐾𝑋

2𝐾(1 − 𝑋) + ∆𝑡

𝐶3 =2𝐾(1 − 𝑋) − ∆𝑡

2𝐾(1 − 𝑋) + ∆𝑡

71

Tabla 6: Cálculo del Caudal de Salida (San Gil)

MES

DIAINS

T1

23

45

67

89

1011

1213

1415

1617

1819

2021

2223

241

23

45

67

89

1011

1213

1415

1617

1819

2021

2223

24

50,39

11

150,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3949,

19549,

19549,

19549,

19549,

19549,

19548

4849,

19549,

19550,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3950,

3149,

8649,

5949,

4349,

3349,

2849,

1748,

6948,

4948,

77

21

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

4848

4848

4849,

19559,

9548,

9549,

0549,

1149,

1449,

1649,

1849,

1849,

1949,

1949,

1949,

1949,

1949,

1949,

1949,

1949,

1949,

1949,

1248,

6648,

3948,

2348,

1448,

1649,

26

31

63,535

69,51

70,705

69,51

64,73

62,34

61,145

58,755

57,56

55,17

53,975

52,78

52,78

51,585

50,39

50,39

50,39

50,39

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

4853,

8458,

1762,

8665,

9867,

1265,

9964,

4362,

9461,

1659,

5457,

6956,

1054,

7553,

8752,

8651,

8651,

2650,

9150,

6250,

0449,

7049,

4949,

3749,

22

41

4848

4848

4848

4848

4848

4848

4848

4848

4847,

147,

147,

147,

147,

146,

246,

248,

7348,

4348,

2548,

1548,

0948,

0548,

0348,

0248,

0148,

0148,

0048,

0048,

0048,

0048,

0048,

0048,

0047,

9447,

6047,

4047,

2847,

2047,

1046,

74

51

46,2

46,2

52,78

55,17

55,17

53,975

53,975

52,78

51,585

50,39

50,39

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

4848

4848

4847,

167,

1246,

5246,

3946,

7349,

3451,

7253,

0553,

4353,

5753,

1852,

4551,

6151,

0450,

2949,

8449,

5849,

4249,

3349,

2048,

7148,

4248,

2548,

1548,

0348,

92

61

71,9

71,9

68,315

65,925

61,145

58,755

56,365

55,17

52,78

51,585

50,39

50,39

49,195

49,195

4848

47,1

47,1

47,1

46,2

46,2

46,2

46,2

46,2

56,63

62,85

66,31

66,98

66,25

64,02

61,72

59,47

57,56

55,54

53,85

52,44

51,53

50,58

49,94

49,15

48,62

48,00

47,64

47,36

46,89

46,61

46,44

46,34

71

46,2

46,2

46,2

46,2

45,3

45,3

45,3

45,3

45,3

45,3

45,3

45,3

45,3

45,3

44,4

44,4

44,4

44,4

44,4

44,4

43,5

43,5

43,5

43,5

46,28

46,25

46,23

46,22

46,15

45,81

45,60

45,48

45,41

45,36

45,34

45,32

45,31

45,31

45,25

44,90

44,70

44,58

44,50

44,46

44,38

44,02

43,81

43,68

81

43,5

43,5

43,5

45,3

70,705

90,165

87,355

80,33

73,305

69,51

64,73

62,34

59,95

58,755

56,365

55,17

53,975

52,78

51,585

50,39

49,195

49,195

4847,

143,

6143,

5643,

5443,

6445,

9257,

2470,

4876,

9177,

8675,

7672,

9169,

4366,

3963,

6961,

5359,

3557,

5756,

0354,

6353,

3252,

0550,

8950,

1249,

20

91

47,1

47,1

47,1

47,1

49,195

50,39

50,39

53,975

57,56

57,56

57,56

56,365

56,365

56,365

56,365

56,365

56,365

55,17

55,17

53,975

52,78

52,78

56,365

56,365

48,35

47,84

47,54

47,36

47,39

48,20

49,09

49,85

51,75

54,12

55,52

56,28

56,31

56,33

56,35

56,35

56,36

56,29

55,83

55,49

54,80

53,97

53,71

54,79

101

56,365

69,51

76,115

73,305

69,51

67,12

64,73

62,34

59,95

59,95

59,95

58,755

57,56

56,365

55,17

53,975

52,78

51,585

50,39

50,39

50,39

50,39

50,39

62,34

55,43

56,64

62,30

67,75

69,77

69,52

68,39

66,75

64,80

62,83

61,65

60,88

59,94

58,90

57,79

56,65

55,48

54,31

53,12

52,01

51,35

50,96

50,73

51,34

111

67,12

65,925

64,73

67,12

69,51

71,9

73,305

71,9

70,705

74,71

78,925

92,975

104,5

101,5

94,38

85,95

77,52

70,705

67,12

63,535

61,145

59,95

58,755

57,56

56,12

60,53

62,65

63,65

65,21

67,11

69,15

70,76

71,15

71,22

72,91

76,25

83,79

92,04

95,44

94,48

90,47

84,77

78,81

73,82

69,48

66,01

63,47

61,47

121

56,365

58,755

62,34

65,925

69,51

71,9

76,115

77,52

83,14

90,165

95,785

95,785

91,57

85,95

81,735

77,52

74,71

70,705

68,315

67,12

64,73

62,34

61,145

65,925

59,80

58,55

58,86

60,50

62,94

65,77

68,53

71,71

74,43

78,42

83,56

88,54

91,22

91,01

88,68

85,59

82,12

78,85

75,38

72,43

70,11

67,77

65,48

64,02

131

71,91

51,189

172,07

6152,

703145

,1351

43,622

137,56

8127

118109

10395,

78591,

5785,

9581,

73578,

92576,

11573,

30570,

70569,

5167,

1271,

988,

7690,

16565,

1772,

92106

,12131

,76139

,81141

,89142

,21139

,65133

,93126

,87119

,21112

,15105

,2299,

3193,

6088,

5984,

4880,

8977,

6474,

7472,

4670,

5972,

1979,

03

141

97,19

80,33

77,52

77,52

76,115

73,305

70,705

69,51

68,315

65,925

64,73

63,535

63,535

62,34

61,145

61,145

59,95

58,755

58,755

58,755

58,755

59,95

62,34

80,33

84,01

88,31

84,88

81,88

80,02

78,25

76,07

73,81

71,98

70,34

68,47

66,87

65,51

64,63

63,62

62,61

61,94

61,05

60,12

59,56

59,23

59,11

59,61

61,86

151

115119

,5109

10094,

3887,

35583,

1480,

3377,

5273,

30570,

70569,

5167,

1265,

92564,

7363,

53565,

92561,

14561,

14559,

9561,

14568,

31574,

7171,

971,

5789,

54101

,08103

,74101

,8698,

3793,

6289,

1785,

3981,

9278,

2575,

1072,

6770,

3368,

4666,

8765,

6665,

4763,

7162,

5961,

5961,

8664,

8968,

71

161

70,705

73,305

78,925

78,925

78,925

77,52

74,71

71,9

69,51

67,12

64,73

63,535

62,34

61,145

59,95

59,95

58,755

57,56

57,56

57,56

56,365

56,365

56,365

56,365

69,94

70,41

71,95

74,79

76,47

77,38

77,26

76,04

74,21

72,14

69,95

67,75

65,96

64,41

63,00

61,76

60,95

59,98

58,99

58,41

57,99

57,33

56,94

56,70

171

56,365

62,34

69,51

71,9

71,9

74,71

74,71

74,71

73,305

71,9

69,51

67,12

64,73

63,535

62,34

61,145

59,95

58,755

58,755

57,56

56,365

56,365

55,17

58,755

56,57

56,86

59,55

63,76

67,07

69,22

71,45

72,78

73,48

73,32

72,59

71,18

69,38

67,41

65,76

64,29

62,93

61,64

60,47

59,69

58,75

57,78

57,13

56,56

181

125,5

158,75

7146,

649142

,1081

40,595

130119

,5110

,5104

,598,

59592,

97588,

7684,

54581,

73578,

92576,

11574,

7171,

969,

5168,

31567,

1265,

92564,

7363,

53561,

6789,

77117

,10128

,85134

,16136

,11132

,96126

,91119

,85113

,22106

,91100

,9795,

7391,

0087,

0583,

5680,

4477,

9375,

3272,

8870,

9469,

3167,

8666,

51

191

74,71

133,02

7167,

016187

,2541

58,757

146,64

9146,

649154

,2161

49,676

139,08

1130

121115

109103

98,595

94,38

90,165

87,355

84,545

81,735

80,33

91,57

160,27

66,00

73,23

99,73

128,42

150,58

153,15

150,50

149,41

151,08

149,84

144,88

138,25

130,85

124,01

117,52

111,33

105,87

100,93

96,37

92,52

89,09

86,01

84,40

91,66

201

197,4

182,19

5170,

389157

,2431

45,135

134,54

1125

,5119

,5113

,5107

,5103

98,595

94,38

91,57

88,76

85,95

84,545

81,735

80,33

78,925

80,33

95,785

107,5

106121

,95151

,72163

,39165

,41161

,32154

,06145

,54137

,00129

,49122

,60116

,16110

,52105

,40100

,7396,

8293,

3690,

2587,

7585,

2183,

1381,

5182,

0088,

3696,

06

211

113,5

112104

,597,

1992,

97587,

35584,

54581,

73578,

92577,

5276,

11574,

7173,

30571,

970,

70569,

5169,

5168,

31567,

1267,

1265,

92564,

7364,

7364,

73100

,58105

,75107

,82106

,01102

,1598,

0693,

5289,

6986,

2783,

1980,

7978,

8077,

0475,

4373,

9272,

5371,

3070,

5069,

5368,

5567,

8967,

0266,

0865,

53

221

64,73

63,535

63,535

65,925

67,12

65,925

65,925

64,73

64,73

63,535

63,535

63,535

63,535

62,34

62,34

61,145

59,95

59,95

58,755

58,755

58,755

57,56

110,5

136,05

465,

2164,

9464,

3764,

1864,

9765,

7765,

8365,

7965,

3665,

0364,

4264,

0663,

8563,

6463,

1162,

7262,

0061,

1760,

6059,

8559,

4059,

0661,

7983,

25

231

157,24

3145,

135130

119,5

110,5

101,5

94,38

88,76

84,545

81,735

78,925

76,115

73,305

71,9

69,51

68,315

67,12

65,925

65,925

64,73

63,535

62,34

61,145

59,95

106,09

126,16

132,94

131,08

125,79

119,00

111,42

104,12

97,60

92,10

87,70

83,95

80,58

77,53

75,09

72,74

70,86

69,26

67,90

67,02

66,01

64,93

63,80

62,64

241

59,95

58,755

58,755

58,755

57,56

57,56

57,56

56,365

56,365

56,365

55,17

55,17

55,17

55,17

55,17

53,975

53,975

53,975

53,975

52,78

52,78

51,585

51,585

51,585

61,55

60,82

59,98

59,48

59,11

58,48

58,10

57,81

57,22

56,87

56,59

56,01

55,67

55,47

55,35

55,20

54,70

54,40

54,23

54,05

53,53

53,15

52,51

52,14

251

50,39

50,39

50,39

50,39

50,39

50,39

50,39

50,39

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

49,195

4848

4848

4847,

147,

147,

151,

8451,

2550,

9050,

6950,

5750,

5050,

4550,

4350,

3449,

8749,

6049,

4349,

3449,

2849,

2449,

2249,

1448,

6748,

4048,

2448,

1448,

0347,

6547,

43

261

57,56

85,95

87,355

90,165

80,33

74,71

68,315

64,73

61,145

58,755

57,56

56,365

55,17

53,975

52,78

52,78

51,585

51,585

50,39

50,39

49,195

49,195

49,195

49,195

47,95

53,66

66,90

75,41

80,80

80,25

77,59

73,59

69,75

66,10

63,03

60,73

58,87

57,29

55,86

54,61

53,79

52,89

52,28

51,51

50,98

50,25

49,82

49,57

271

4848

4848

4849,

19558,

75563,

53563,

53563,

53561,

14559,

9557,

5656,

36555,

1753,

97553,

97552,

7851,

58551,

58550,

3949,

19549,

19548

49,34

48,79

48,47

48,28

48,17

48,17

49,19

53,39

57,52

59,97

61,27

61,14

60,51

59,23

57,99

56,76

55,63

54,88

53,95

52,99

52,34

51,47

50,54

49,92

281

4848

4848

4848

47,1

47,1

47,1

47,1

47,1

47,1

46,2

46,2

46,2

46,2

46,2

45,3

45,3

45,3

45,3

44,4

44,4

44,4

49,14

48,67

48,40

48,24

48,14

48,08

47,99

47,63

47,41

47,29

47,21

47,17

47,08

46,72

46,51

46,38

46,31

46,21

45,84

45,62

45,49

45,36

44,97

44,74

291

44,4

44,4

44,4

44,4

44,4

44,4

44,4

46,2

4848

47,1

46,2

46,2

45,3

45,3

45,3

44,4

44,4

44,4

44,4

43,5

43,5

43,5

43,5

44,60

44,52

44,47

44,44

44,42

44,41

44,41

44,52

45,32

46,41

47,00

46,98

46,66

46,42

45,96

45,69

45,48

45,04

44,78

44,62

44,48

44,08

43,84

43,70

301

43,5

42,6

42,6

42,6

42,6

42,6

42,6

42,6

42,6

42,6

42,6

41,7

41,7

41,7

41,7

41,7

41,7

41,7

41,7

41,7

41,7

40,8

40,8

40,8

43,62

43,51

43,14

42,92

42,79

42,71

42,67

42,64

42,62

42,61

42,61

42,55

42,20

42,00

41,88

41,80

41,76

41,74

41,72

41,71

41,71

41,65

41,30

41,10

311

40,8

40,8

40,8

40,8

40,8

40,8

40,8

40,8

40,8

40,8

40,8

40,8

40,8

40,8

40,8

40,8

40,8

40,8

39,9

39,9

39,9

39,9

39,9

39,9

40,98

40,90

40,86

40,84

40,82

40,81

40,81

40,80

40,80

40,80

40,80

40,80

40,80

40,80

40,80

40,80

40,80

40,80

40,74

40,40

40,20

40,08

40,00

39,96

21

139,

939,

939,

939,

939,

939,

939,

939

3939

3939

3939

3939

3939

3939

3938,

138,

138,

139,

9439,

9239,

9139,

9139,

9039,

9039,

9039,

8439,

5039,

3039,

1839,

1039,

0639,

0439,

0239,

0139,

0139,

0039,

0039,

0039,

0038,

9438,

6038,

40

21

38,1

38,1

38,1

38,1

38,1

38,1

38,1

38,1

38,1

38,1

37,2

37,2

37,2

37,2

37,2

37,2

37,2

37,2

37,2

37,2

37,2

37,2

37,2

37,2

38,28

38,20

38,16

38,14

38,12

38,11

38,11

38,10

38,10

38,10

38,04

37,70

37,50

37,38

37,30

37,26

37,24

37,22

37,21

37,21

37,20

37,20

37,20

37,20

31

37,2

37,2

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

36,3

37,20

37,20

37,14

36,80

36,60

36,48

36,40

36,36

36,34

36,32

36,31

36,31

36,30

36,30

36,30

36,30

36,30

36,30

36,30

36,30

36,30

36,30

36,30

36,30

41

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

35,4

36,24

35,90

35,70

35,58

35,50

35,46

35,44

35,42

35,41

35,41

35,40

35,40

35,40

35,40

35,40

35,40

35,40

35,40

35,40

35,40

35,40

35,40

35,40

35,40

51

35,4

35,4

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

35,40

35,40

35,34

35,00

34,80

34,68

34,60

34,56

34,54

34,52

34,51

34,51

34,50

34,50

34,50

34,50

34,50

34,50

34,50

34,50

34,50

34,50

34,50

34,50

61

34,5

34,5

34,5

34,5

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

34,50

34,50

34,50

34,50

34,44

34,10

33,90

33,78

33,70

33,66

33,64

33,62

33,61

33,61

33,60

33,60

33,60

33,60

33,60

33,60

33,60

33,60

33,60

33,60

71

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

33,60

33,60

33,60

33,60

33,60

33,60

33,54

33,20

33,00

32,88

32,80

32,76

32,74

32,72

32,71

32,71

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

81

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

31,8

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,70

32,64

91

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

32,7

35,4

32,30

32,10

31,98

31,90

31,86

31,84

31,82

31,81

31,81

31,80

31,80

31,80

31,80

31,80

31,80

31,80

31,80

31,80

31,80

31,80

31,80

31,80

31,86

32,37

101

36,3

44,4

58,755

53,975

49,195

46,2

44,4

43,5

41,7

40,8

39,9

3938,

138,

137,

236,

336,

336,

335,

435,

435,

434,

534,

534,

533,

6635,

2539,

8847,

2749,

7049,

3047,

9346,

4345,

1243,

6742,

4541,

3540,

3439,

4338,

8338,

1137,

3736,

9436,

6236,

1235,

8335,

6035,

1534,

89

111

34,5

34,5

35,4

35,4

35,4

35,4

36,3

36,3

36,3

36,3

35,4

35,4

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

33,6

33,6

33,6

33,6

32,7

32,7

32,7

34,73

34,64

34,64

34,95

35,13

35,24

35,36

35,74

35,97

36,10

36,13

35,83

35,60

35,15

34,89

34,73

34,64

34,52

34,15

33,92

33,79

33,66

33,27

33,04

121

32,7

32,7

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

30,9

30,9

30,9

30,9

32,90

32,82

32,71

32,34

32,12

31,99

31,91

31,87

31,84

31,82

31,81

31,81

31,80

31,80

31,80

31,80

31,80

31,80

31,80

31,80

31,74

31,40

31,20

31,08

131

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

3031,

0030,

9630,

9430,

9230,

9130,

9130,

9030,

9030,

9030,

9030,

9030,

9030,

9030,

9030,

9030,

9030,

9030,

9030,

9030,

9030,

9030,

9030,

9030,

84

141

3030

3030

3030

3030

3030

3030

3030

3030

3030

3030

3030

3030,

930,

5030,

3030,

1830,

1030,

0630,

0430,

0230,

0130,

0130,

0030,

0030,

0030,

0030,

0030,

0030,

0030,

0030,

0030,

0030,

0030,

0030,

0030,

0030,

06

151

31,8

32,7

32,7

31,8

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

32,7

34,5

34,5

34,5

33,6

33,6

33,6

32,7

32,7

32,7

31,8

31,8

30,46

31,06

31,73

32,07

31,90

31,49

31,25

31,11

31,02

30,97

30,94

30,93

31,03

31,82

32,91

33,56

33,89

33,77

33,70

33,60

33,24

33,02

32,83

32,41

161

31,8

31,8

31,8

31,8

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

34,5

37,2

37,2

37,2

36,3

36,3

35,4

34,5

34,5

33,6

33,6

32,7

32,7

32,16

32,01

31,93

31,88

31,79

31,43

31,21

31,08

31,01

30,96

30,94

31,15

32,69

34,52

35,61

36,20

36,24

36,21

35,82

35,28

34,91

34,38

34,00

33,47

171

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

32,7

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

34,5

35,4

35,4

35,4

35,4

36,3

36,3

33,16

32,97

32,86

32,80

32,76

32,73

32,72

32,77

33,11

33,31

33,43

33,50

33,60

33,96

34,18

34,31

34,39

34,43

34,52

34,88

35,09

35,22

35,35

35,74

181

37,2

37,2

37,2

37,2

36,3

36,3

35,4

35,4

34,5

34,5

33,6

33,6

33,6

32,7

32,7

32,7

31,8

31,8

31,8

30,9

30,9

30,9

30,9

30,9

36,02

36,50

36,79

36,95

37,00

36,71

36,49

36,05

35,73

35,23

34,87

34,35

34,05

33,81

33,36

33,09

32,87

32,44

32,18

31,97

31,53

31,27

31,12

31,03

191

3030

3030,

950,

3955,

1750,

3947,

146,

244,

443,

542,

641,

740,

839,

939

38,1

37,2

36,3

35,4

35,4

34,5

34,5

33,6

30,92

30,55

30,32

30,25

31,74

39,64

45,66

47,38

47,21

46,69

45,70

44,75

43,81

42,90

41,99

41,08

40,18

39,27

38,37

37,47

36,63

36,07

35,43

34,99

201

33,6

32,7

32,7

32,7

31,8

31,8

31,8

31,8

31,8

33,6

33,6

33,6

33,6

33,6

32,7

32,7

32,7

31,8

31,8

30,9

30,9

30,9

30,9

3034,

4334,

0333,

4933,

1732,

9232,

4632,

1932,

0331,

9432,

0032,

6533,

0433,

2733,

4033,

4333,

1332,

9532,

7932,

3932,

0931,

6131,

3231,

1530,

99

72

Como existen ciertos espacios vacíos dentro de las series de los Niveles Horarios

(Véase el espacio sombreado), se estima tomar valores iguales a los

correspondientes a los límites inferiores y superiores que contienen dichos espacios

vacíos, ya que estos no varían durante las series históricas.

Generación de Hidrograma.

Transitada la Creciente se generan los siguientes Hidrogramas de la estación de

San Gil para el año 2007, variando la escala del tiempo:

Nota: Según la Leyenda de los Hidrogramas: el CAUDAL 1 corresponde al

Caudal de Entrada y el CAUDAL 2 corresponde al Caudal de Salida,

calculado por el método de Muskingum.

73

Gráfica 11: Hidrograma Anual Estación San Gil (Excel)

74

Gráfica 12: Hidrograma Enero Estación San Gil (Excel)

75

Gráfica 13: Hidrograma Creciente Hora 114 – 146, Estación San Gil (Excel)

76

4. DISEÑO, PROGRAMACIÓN Y EJECUCIÓN DE LA APLICACIÓN

INFORMÁTICA

Diseñar y realizar Diagrama de Flujo para algoritmo utilizado en Visual

Basic.

Ilustración 50: Diagrama de Flujo Aplicación Informática

77

Programar con lenguaje Basic la aplicación informática en Microsoft

Visual Studio.

Plataforma:

Ilustración 51: Plataforma VBA

78

Hoja 1: Declaraciones, Controles

Ilustración 52: Declaraciones y Controles Aplicación Informática

79

Módulo 1: Traer Archivo

Ilustración 53: Modulo 1 Aplicación Informática

80

Módulo 2: Ubicación, Organizar Datos, Espacios en Blanco


81

Módulo 3: Selección Año, Graficar


82

Módulo 4: Organización Datos Tablas de Calibración


83

Resultados en Visual Basic for Aplications (VBA).

Ilustración 57: Interfaz Aplicación Informática

84

Gráfica 14: Hidrograma Anual Estación San Gil (VBA)

85

Gráfica 15: Hidrograma Creciente Hora 114 – 146, Estación San Gil (VBA)

86

5. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Determinados los valores de K y X, establecidos con la calibración del método,

se eligen valores de K= 4.31 horas y X = 0.05. Según Aparicio “se puede decir

que x se aproxima a 0.0 en cauces muy caudalosos y de pendiente pequeña, y

a 0.5 en caso contrario”61. Al tener un valor de X=0.05, se entiende que es un

cauce muy caudaloso y de pendiente pequeña. El rio Fonce, en el tramo de

estudio, presenta este parámetro.

Para el año seleccionado el caudal con mayor creciente, según los hidrogramas

generados, en la estación de Merida, estuvo en día 8 de Noviembre, con un

caudal de entrada = 497.22 m3/s

Para la estación San Gil el Hidrograma anual solo se generó hasta la hora 6383

del día 23 de Septiembre del 2007, esto debido a la falta de datos horarios en

los niveles de los meses faltantes.

Los hidrogramas generados tanto en hojas de cálculo de Excel, como los

desarrollados en la aplicación informática por medio del VBA; son equiparables

en los datos obtenidos.

61 Ibíd., p. 106

87

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se conoce de manera más específica todos los componentes de una estación

hidrométrica, que permite determinar parámetros hidrológicos con el fin de

obtener datos e información histórica suficiente para el cálculo de estudios y

modelaciones hidrológicas, y así suministrar análisis y resultados eficientes

para la toma de decisiones en problemas de ingeniera y todo lo relacionado con

el recurso hídrico.

Después de la correcta lectura e interpretación de los datos suministrados por

el IDEAM, se calculó de manera clara y organizada los caudales

correspondientes al año seleccionado, de los niveles horarios de cada estación.

Determinando el Hidrograma Anual, que permite realizar el posterior estudio de

tránsito de creciente para cada estación hidrométrica.

Se aplica de manera exitosa el método de tránsito agregado de crecientes, para

el año seleccionado, transitando de manera particular el caudal generado en un

tiempo determinado.

Se desarrolló con éxito una aplicación informática por medio del VBA que utiliza

los datos de niveles horarios anuales, calcula el caudal correspondiente a

dichos niveles y realiza en tránsito de crecientes por el método de Muskingum

para sistemas agregados.

Esta aplicación informática pretende dar un inicio a la programación de Tránsito

de Creciente, no solamente para tránsitos agregados, sino también tránsitos

distribuidos. Se recomienda realizar un trabajo multidisciplinar con el área de

Ingeniería de Sistemas que ayude a insertar modelos más complejos que

requieran programación más avanzada.

88

BIBLIOGRAFÍA E INFOGRAFÍA

APARICIO Mijares, Francisco Javier. Fundamentos de Hidrología de Superficie.

México: Limusa, 2004.

CAS - Unisangil. «Plan De Gestión Ambiental Regional (PGAR) 2012-2021.»

2010. Corporación Autonoma Regional de Santander Web site. 5 de Enero

de 2016. <http://www.cas.gov.co/images/pgar/PGAR_2012-2021.pdf>.

CHOW, Ven Te, David R Maindment y Larry W Mays. Hidrología Aplicada. Trad.

Juan G Saldarriaga. Bogotá: McGraw-Hill, 1994.

http://cas.gov.co/images/MAPAS-SIG/Subzonas_Hidrograficas_CAS.pdf. s.f. 5 de

Enero de 2016.

IDEAM. 10 de 10 de 2015. <http://www.ideam.gov.co/web/agua/aguas-

superficiales>.

IDEAM. s.f. 21 de 10 de 2015.

<http://institucional.ideam.gov.co/jsp/info/institucional/solicitud/solicitud.pdf>.

«IDEAM, zonificación y codificación de unidades hidrográficas e hidrogeológicas

de Colombia, Bogotá, D. C., Colombia. Publicación aprobada por el Comité

de Comunicaciones y Publicaciones del IDEAM, noviembre de 2013,

Bogotá, D. C., Colombia.» s.f.

JOYANES Aguilar, Luis y Antonio Muños Clemente. Microsoft Visual Basic 6.0.

Madrid: McGRAW-HILL, 1999.

MONSALVE Sáenz, German. Hidrología en la Ingeniería. Bogotá: Escuela

Colombiana de Ingeniería, 1995.

PRATDEPADUA Bufill, Joan Josep. Visual Basic para Excel y Word 2000. México:

Alfaomega, 2000.

SÁNCHEZ Ordóñez, Julio. Manual de Hidrología para Hidromensores. Bogotá:

HIMAT, 1975.

89

ANEXOS

Los siguientes anexos se encuentran en el CD entregable con la estructura de

contenido según lineamientos del RIUD (Repositorio Institucional Universidad

Distrital):

Aplicación Informática (.xlsm): OteroEspinelDavidAnexo-1

Niveles Horario Estación Merida (.txt): OteroEspinelDavidAnexo-2

Niveles Horario Estación San Gil (.txt): OteroEspinelDavidAnexo-3

Guía de Uso Aplicación Informática (.pdf): OteroEspinelDavidAnexo-4

estudio de trÁnsito de crecientes con desarrollo de...

Documents