INSTRUCCION 5.2-IC "DRENAJE SUPERFICIAL"

2. CALCULO DE LOS CAUDALES DE REFERENCIA

2.1. PLANTEAMIENTO GENERAL

El método de estimación de los caudales asociados a distintos períodos de retorno depende del tamaño y naturaleza de la cuenca aportante.

Para cuencas pequeñas son apropiados los métodos hidrometeorológicos contenidos en la presente Instrucción, basados en la aplicación de una intensidad media de precipitación a la superficie de la cuenca, a través de una estimación de su escorrentía. Ello equivale a admitir que la única componente de esta precipitación que interviene en la generación de caudales máximos es la que escurre superficialmente. En las cuencas grandes estos métodos pierden precisión y, por tanto, la estimación de los caudales es menos correcta; pero por otra parte, en estas cuencas suele disponerse de información directa sobre niveles o caudales de avenidas. La frontera entre cuencas grandes y pequeñas, a efectos de la presente Instrucción, corresponde aproximadamente a un tiempo de concentración (apartado 2.4) igual a seis horas.

La naturaleza de la cuenca aportante influye en los métodos hidrometeorológicos, según que el tiempo de recorrido del flujo difuso sobre el terreno sea relativamente apreciable (plataforma de la carretera y márgenes que a ella viertan) o no (cauces definidos). Especialmente en zona urbana, representa una singularidad la presencia de sumideros que desagüen a una red de canalizaciones y que absorban una parte de la escorrentía. También representan casos especiales la presencia de lagos, embalses y planas inundables, que laminen o desvíen la escorrentía. Se podrán, asimismo, tener en cuenta aportaciones procedentes del deshielo de la nieve; salvo casos excepcionales, su contribución no se considerará superior al 10 por 100.

El resultado de los métodos hidrometeorológicos deberá, en lo posible, contrastarse con la información directa de que se disponga sobre niveles o caudales de avenida.

2.2. FORMULA DE CALCULO (método hidrometeorológico)

El caudal de referencia Q en el punto en el que desagüe una cuenca o superficie se obtendrá mediante la fórmula:

Q = C·A·I/K

siendo:

Tabla 2.1
Valores de K

Q en A en
Km2 Ha m2
m3/s 3 300 3.000.000
l/s 0,003 0,3 3.000

2.3. INTENSIDAD MEDIA DE PRECIPITACION

La intensidad media It (mm/h) de precipitación a emplear en la estimación de caudales de referencia por métodos hidrometeorológicos se podrá obtener por medio de la siguiente fórmula, representada en la figura 2.1:

(nota de CARRETER@S.ORG: la anterior es la fórmula que se publicó en el BOE. En la publicación del Ministerio que reproduce la Instrucción 5.2-IC, al menos en la versión que nosotros disponemos, aparece la fórmula de la derecha que es la que nosotros hemos mantenido hasta que en el día de hoy,   24-12-01, hemos recibido un amable correo que nos comunicaba el error.)

 

siendo:

2.4. TIEMPO DE CONCENTRACION

En el caso normal de cuencas en las que predomine el tiempo de recorrido del flujo canalizado por una red de cauces definidos, el tiempo de concentración T(h) relacionado con la intensidad media de la precipitación se podrá deducir de la fórmula

T = 0,3·[(L/J1/4 ) 0,76 ]

siendo:

Si el tiempo de recorrido en flujo difuso sobre el terreno fuera relativamente apreciable, como es el caso de la plataforma de la carretera y de los márgenes que a ella vierten, la fórmula anterior no resulta aplicable. Si el recorrido del agua sobre la superficie fuera menor de 30 m, se podrá considerar que el tiempo de concentración es de cinco minutos. Este valor se podrá aumentar de cinco a diez minutos al aumentar el recorrido del agua por la plataforma de treinta (30) a ciento cincuenta (150) m; para márgenes se podrá hacer uso del ábaco de la figura 2.3.

2.5. ESCORRENTIA

El coeficiente C de escorrentía define la proporción de la componente superficial de la precipitación de intensidad I, y depende de la razón entre la precipitación diaria Pd correspondiente al período de retorno (apartado 1.3) y el umbral de escorrentía Po a partir del cual se inicia ésta.

Si la razón Pd/Po fuera inferior a la unidad, el coeficiente C de escorrentía podrá considerarse nulo. En caso contrario, el valor de C podrá obtenerse de la fórmula (representada en la figura 2.4).

Las cuencas heterogéneas deberán dividirse en áreas parciales cuyos coeficientes de escorrentía se calcularán por separado, reemplazando luego el término C·A de la fórmula de cálculo (apartado 2.2) por sumatorio de (C·A).

El umbral de escorrentía Po se podrá obtener de la tabla 2.1, multiplicando los valores en ella contenidos por el coeficiente corrector dado por la figura 2.5. Este coeficiente refleja la variación regional de la humedad habitual en el suelo al comienzo de aguaceros significativos, e incluye una mayoración (del orden del 100 %) para evitar sobrevaloraciones del caudal de referencia a causa de ciertas simplificaciones del tratamiento estadístico del método hidrometeorológico, el cual ha sido contrastado en distintos ambientes de la geografía española. Para el uso de la tabla 2.1 los suelos se clasificarán en los grupos de la tabla 2.2, en cuya definición interviene la textura definida por la fig. 2.6.

Los núcleos urbanos, edificaciones rurales, caminos, etc., no se tendrán en cuenta donde representen una proporción despreciable del área total. En su caso, deberán diferenciarse las proporciones de los distintos tipos de suelo, atribuyendo a cada una el valor correspondiente de Po. Deberán tenerse en cuenta las modificaciones futuras previsibles en la cuenca, tales como urbanizaciones, repoblaciones, cambios de cultivos, supresión de barbechos, etc.

Si no se requiriera gran precisión, podrá tomarse simplificadamente un valor conservador de Po (sin tener que multiplicarlo luego por el coeficiente de la figura 2.5) igual a 20 mm, salvo en cuencas con rocas o suelos arcillosos muy someros, en las que se podrá tomar igual a 10 mm. Especial interés práctico tiene la estimación indirecta de Po basada en información sobre crecidas ordinarias; en relación con este método, conviene tener en cuenta que:

Tabla 2.1
            Estimación inicial del umbral de escorrentía Po (mm)

USO DE LA TIERRA PENDIENTE (%) CARACTERISTICAS HIDROLOGICAS GRUPO DE SUELO
A B C D
Barbecho >3 R 15 8 6 4
N 17 11 8 6
<3 R/N 20 14 11 8
Cultivos en hilera >3 R 23 13 8 6
N 25 16 11 8
<3 R/N 28 19 14 11
Cereales de invierno >3 R 29 17 10 8
N 32 19 12 10
<3 R/N 34 21 14 12
Rotación de cultivos pobres >3 R 26 15 9 6
N 28 17 11 8
<3 R/N 30 19 13 8
Rotación de cultivos densos >3 R 37 20 12 9
N 42 23 14 11
<3 R/N 47 25 16 13
Praderas >3 Pobre 24 14 8 6
Media 53 23 14 9
Buena * 33 18 13
Muy buena * 41 22 15
<3 Pobre 58 25 12 7
Media * 35 17 10
Buena * * 22 14
Muy buena * * 25 16
Plantaciones regulares aprovechamiento forestal >3 Pobre 62 26 15 10
Media * 34 19 14
Buena * 42 22 15
<3 Pobre * 34 19 14
Media * 42 22 15
Buena * 50 25 16
Masas forestales (bosques, monte bajo, etc.)   Muy clara 40 17 8 5
Clara 60 24 14 10
Media * 34 22 16
Espesa * 47 31 23
Muy espesa * 65 43 33

1. N: denota cultivo según las curvas de nivel.
    R: denota cultivo según la línea de máxima pendiente.

2. *: denota que esa parte de cuenca debe considerarse inexistente a efectos de cálculo de caudales de avenida.

3. Las zonas abalancadas se incluirán entre las de pendiente menor del 3%.

TIPO DE TERRENO PENDIENTE (%) UMBRAL DE ESCORRENTÍA (mm)
Rocas permeables >3 3
<3 5
Rocas impermeables >3 2
<3 4
Firmes granulares sin pavimento 2
Adoquinados 1,5
Pavimentos bituminosos o de hormigón 1

 

Tabla 2.2
            Clasificación de suelos a efectos del umbral de escorrentía 

GRUPO INFILTRACION
(cuando están
muy húmedos)
POTENCIA TEXTURA DRENAJE
A Rápida Grande Arenosa Areno-limosa Perfecto
B Moderada Media a grande Franco-arenosa
Franca

Franco-arcillosa-arenosa
Franco-limosa
Bueno a moderado
C Lenta Media a pequeña Franco-arcillosa Franco-arcillo
-limosa Arcillo-arenosa
Imperfecto
D Muy lenta Pequeño (litosuelo)
u horizontes de arcilla
Arcillosa Pobre o muy pobre

  Nota: Los terrenos con nivel freático alto se incluirán en el grupo D

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