El Método Racional Modificado de Témez, tiene como origen un artículo publicado en la revista Ingeniería Civil.
En ésta, el profesor J.R. Témez, elabora para la Dirección General de Carreteras, una modificación del Método Racional, tras experimentar en numerosas y variadas cuencas aforadas.
Respecto a la Instrucción de Drenaje Superficial 5.2-IC, modifica la obtención de la Precipitación Máxima Diaria, aplicándole un Factor Reductor de Lluvia, debido a la variabilidad espacial de las precipitaciones en cuencas de tamaño mayores a 1 km2, e introduce un Coeficiente de Uniformidad, dejando de aplicar la mayoración del 20% que se realizaba en la Instrucción de Drenaje Superficial 5.2-IC.
Para el resto del procedimiento, se respeta lo indicado en dicha Instrucción.
El límite de aplicación de este método está impuesto por el Tiempo de Concentración y la Superficie de la cuenca a estudio.
El caudal de referencia Q en el punto en el que desagüe una cuenca o superficie se obtendrá mediante la fórmula:
Cada uno de los parámetros que la componen a su vez, hay que calcularlo según se indica en la Instrucción, teniendo en cuenta las particularidades propuestas por Témez.
El esquema de trabajo, se puede resumir en el siguiente esquema:
Realizamos para ello un Ejemplo práctico.
Mediante un análisis topográfico del Modelo Digital del Terreno, determinamos los límites de la cuenca vertiente.
Suponemos que nuestra Área es de 150 Km2.
Para calcular el Tiempo de Concentración de la Cuenca en horas, determinamos primeramente;
- Longitud del cauce principal en kilómetros. Ej. L = 1,2 Km.
- Pendiente Media del cauce en tanto por uno.
Si la Cota superior es la 180 m y la inferior 120 m, tenemos;
El valor del tiempo de Concentración es,
Nota: En el caso que el tiempo de concentración fuese inferior a 30 minutos o el agua circulara por la plataforma de la calzada, consultar el apartado 2.4. y la figura 2.3 de la Instrucción.
La estimación de la Máxima Precipitación Diaria (Pd), para el periodo de retorno considerado, en mm, se puede calcular tomando como base, cualquiera de los procedimientos habituales.
Se recomienda tomar los datos de la Agencia Española de Meteorología (AEMet).
A falta de esta información, se recomienda utilizar la publicación “Máximas Lluvias Diarias en la España Peninsular”, publicado por el Ministerio de Fomento, en 1999.
En nuestro caso, hemos obtenido una precipitación diaria de 220 mm.
Una vez obtenido el valor de la precipitación, le aplicaremos el Factor Reductor de la Lluvia Diaria. Tomaremos;
Por tanto, la Precipitación Máxima Diaria final, se reduce hasta obtener el valor de;
Tal y como indica el apartado 2.3 de la Instrucción, Id es la Intensidad Media Diaria para el Periodo de Retorno considerado e igual a Pd/24 en mm/h.
Por tanto, la Intensidad Media Diaria será de:
Esta Intensidad Media corresponde al Periodo de Retorno considerado en el cálculo de las precipitaciones y un tiempo igual al de Concentración, en mm/h.
El único valor que nos falta es la relación entre la Intensidad horaria y diaria, que lo tomaremos de la figura 2.2 de la Instrucción.
En nuestro caso su valor será de 8.
Por tanto, obtenemos una intensidad media,
El Umbral de Escorrentía corresponde con el valor mínimo a partir del cual la precipitación produce escorrentía. Esto es, se debe cumplir que la lluvia caída Pd sea mayor que el valor del umbral de escorrentía (Pd > P0) o la relación Pd/P0 > 1
Para determinarlo, recurriremos a las tablas contenidas en la Tabla 2.1 de la Instrucción.
|
USO DE LA |
PENDIENTE |
CARACT. |
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 |
|
|
Cultivo en |
> 3 |
R |
23 |
13 |
8 |
6 |
|
N |
25 |
16 |
11 |
8 |
||
|
< 3 |
R/N |
28 |
19 |
14 |
11 |
|
|
Cereales de |
> 3 |
R |
29 |
17 |
10 |
8 |
|
N |
32 |
19 |
12 |
10 |
||
|
< 3 |
R/N |
34 |
21 |
14 |
12 |
|
|
Rotación de |
> 3 |
R |
26 |
15 |
9 |
6 |
|
N |
28 |
17 |
11 |
8 |
||
|
< 3 |
R/N |
30 |
19 |
13 |
10 |
|
|
Rotación de |
> 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 |
> 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 |
Muy
clara |
40 |
17 |
8 |
5 |
|
|
Clara |
60 |
24 |
14 |
10 |
||
|
Media |
34 |
22 |
16 |
|||
|
Espesa |
47 |
31 |
23 |
|||
|
Muy
espesa |
65 |
43 |
33 |
|||
|
Rocas |
> 3 |
3 |
||||
|
< 3 |
5 |
|||||
|
Rocas |
> 3 |
2 |
||||
|
< 3 |
4 |
|||||
|
Firmes granulares sin pavimento |
2 |
|||||
|
Adoquinados |
1,5 |
|||||
|
Pavimentos bituminosos u hormigón |
1 |
|||||
Usos del Suelo: Se recomienda utilizar Sistemas de Información Geográfica para determinar correctamente los usos.
Pendiente (%): Se puede determinar fácilmente mediante el análisis del Modelo Digital del Terreno y aplicaciones de SIG.
En el caso de bancales, la Instrucción recomienda tomar una pendiente inferior al 3%.
Características Hidrológicas del suelo: “N” corresponde con cultivos según las curvas de nivel, y “R” según las líneas de máxima pendiente.
En caso de desconocimiento, se recomienda tomar “R”, ya que corresponde con un valor del umbral de escorrentía menor, lo que nos sitúa del lado de la seguridad.
Grupo de Suelo: Corresponde a una clasificación básica de los tipos de suelo en función del porcentaje de Arena, Arcilla y Limos.
Una vez determinada estas cantidades, mediante ensayos y reconocimiento de campo, podemos determinar el tipo de suelo mediante la siguiente figura 2.6 de la Instrucción.
Para cada cuenca, se determinará un valor medio del Umbral de Escorrentía. Este valor medio se puede calcular realizando una media ponderada entre los valores del umbral con cada parcela o área que componga la cuenca.
Si de los 150 Km2, hemos determinado los Umbrales de Escorrentías en tres subáreas, con los siguientes valores,
|
Subárea |
Área (Km2) |
Po (mm) |
|
I |
50 |
15 |
|
II |
40 |
11 |
|
III |
60 |
17 |
El Umbral de Escorrentía Medio será:
Una vez calculado, debemos corregirlo, con el Mapa del Coeficiente Corrector del Umbral de Escorrentía, según se indica en la Figura 2.5.
En nuestro ejemplo, tomaremos un valor de β=3.
Por tanto, en Umbral de Escorrentía queda;
Según se indica en el apartado 2.5 de la Instrucción, “Si no se requiere gran precisión, podrá tomarse simplificadamente un valor conservador de P0 (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”.
Para comprobar que se producen Escorrentías, comprobaremos que la Precipitación Máxima Diaria Areal es mayor que el Umbral de Escorrentías;
Aplicando el Coeficiente de Escorrentía;
La Instrucción indica que “Las cuencas heterogéneas deberán dividirse en áreas parciales cuyos coeficientes de escorrentía se calcularán por separado, reemplazando el término C·A por Σ(C·A)”.
Finalmente, debemos corregir el valor del Tiempo de Concentración. Aplicamos para ello, el Coeficiente de Uniformidad.
En nuestro ejemplo, para un tiempo de concentración de 0,61 horas, hemos obtenido un valor de K=1,037. Lo que indica, que aumentamos el valor del caudal final en un 3,7%.
El Caudal de Referencia lo obtenemos sustituyendo los valores previamente calculados.
