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H 2.2
REPUBLICA DE COLOMBIA
MINISTERIO DE AGRICULTURA
INSTITUTO COLOMBIANO DE HIDROLOGIA, METEOROLOGIA Y ADECUACION DE TIERRAS
AFOROS ANGULARES
BOTE CAUTIVO
filMat:Irslitutg Hidrologli
Idecuzdún f18 Tierras
BIBLIOIECh
I' , J., .1 /"'" 1 ' 111 .1111 1 111 f ( ■ 1 v , r
MI II 01./ AD; < 1 1 '9 I( "1 111 1111'r
SUBDIRECCILIN DE ESTUDIOS E INVESTIGACIONES
DIVISION DE REDES
SECCION DE INSTALACICJN Y OPERACION DE ESTACIONES
AFOROS ANGULARES - BOTE CAUTIVO
Bogotá. 0.E.. agosto de 1988
CONTENIDO GENERA L
H H I DROLOGI A M M ETEOROLOGIA
I DATOS DE CAMPO I PRECIPITACION
I EMPLAZ AMIENTO DE ESTACIONES
HIDROMETR ICAS i ME O ILION DE PRECIPITACION
2 AFOROS
3
I AFOROS L 10 UIDOS 2 TEMPERATURA
2 AFOROS ANGULARES
BOTE CAUTIVO I TEMPERATURA Y HUMEDAD
3 S EDIM E NTOLOGIA
3 VIENTO
HIDROTOPOGRAFIA 1 VIENTO EN SUPERFICIE
4
I TOPOGRAFIA PARA HIDROMENSORES
4 RADIACION SOLAR
ESTRUCTURAS I ASPECTOS M ETEOROLOGICOS DE LA RADIACION SOLAR
5
I FA 8 R I CACION DE ESTRUCTURAS
5 PRESION ATMOSFERICA
INSTRUMENTAL u Id E DICION DE LA PRESION
ATMOSFERICA
i LIMNIMETROS, MAXIMETROS Y
L I M MIGRA Fo
2 MOLINETES, CONTADORES Y
MALACATES 6 EVAPORACION
I E VAPOTRANSPIRACION
H. HIDROLOGIA
2. AFOROS
2. 'M'oros angulares- bote cautivo.
Elaboró:
Mario Bacca Miranda
Revisó:
Guillermo Alberto Ardila Hernández
Jorge Enrique Avila Gómez
Dibujos:
Clara Inés Jordán Rodríguez
Bogotá. D.E., agosto de 1988
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCION 1
1. GENERALIDADES 2
• . -?. METODO ANGULAR TEODOLITO 3
2.1 PROCEDIMIENTO 3
- METODO ANGULAR SEXTANTE 6
3.1 PROCEDIMIENTO 6
4. AFOROS CON EL SISTEMA BOTE CAUTIVO 8
r: EJERCICIO 11
INTRODUCCION
El presente trabajo pretende dar a conocer desde un punto de
vista teórico, una idea general de la metodologla a emplearse
en la ejecución de las diversas modalidades de aforo en
grandes ries; donde no es posible aplicar las formas
tradicionales de medición.
Esta instrucción se complementa con un ejercicio que
familiarizará al cursista con las fases del método, cálculos y
obtención de resultados.
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1. GENERALIDADES
La ejecución de aforos en grandes rios, con anchuras mayores a
200 - 250 mts., cuyas estaciones están desprovistas de puentes
o tarabitas de longitud considerable; requiere de sistemas de
medición distintos a los enunciados en temas anteriores.
Los métodos angulares como su nombre lo indica, se basan en el
cálculo de ángulos que definirá la distancia de una vertical
cualquiera respecto de una base de referencia.
2
2. METODO ANGULAR TEODOLITO
El método 17.fln5i5te Trl disponer de Un bote con motor fuera de
sl:bre el cual so montará el equipo hidrumótrico en su burda
totalidad; por medios topográficos el bote se localizará en
diverso puntos a lo laroo de la sección de M'ores; dichos
puntos corresponden a las verticales de medición, en las
cuales se tomarán parámetros tales como profundidad,
velocidades puntuales, etc.
2.1 PROCEDIMIENTOS:
- Determinar sección dr aforos, en lo posible normal a la
corriente.
- Definir por medies topográficos: taquimetria, trianoulación
o distanciómetro el ancho de la sección entre dos puntos
fijos ubicados en las dos orillFks.
- Determinar le base de medición paralela al rlo, longitud
mlnima: un tercio del ancho de la sección. Esta base
3
forMerá en lo posible un ángulo de 90 grados con la recta
que define la sección de aforos, facilitando así cálculos
posteriores; en el extremo más alejado de la base se situará
el tránsito.
Definir e] número de verticales de medición, y su distancia
a un punto fijo de referencia P. R.
Calcular utilizando función tangente los ángulos que
determinarán la posición del bote para cada una de las
verticales. Cada uno de estos ángulos se medirán utilizando
Teodolito, y estará formado por la linea base y la visual a
la embarcación.
Una vez posicionado el bote con el motor en marcha; se
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mantendrá en el punto predeterminado mediante la visual del
Teodolito y un alineamiento establecido en una de les
orillas y en la sección de aforos, posteriormente se
procederá a la toma de profundidad y velocidades. (Ver
figura 1).
Las operaciones enunciadas se facilitan utilizando seNales
con banderolas, no obstante, para grandes rios es necesario
disponer de equipos de radio portátiles WALKIE TALKIE.
Banderolas
Alineamiento
tr— á /4 (AV
PR .«
ANCHO DEL RIO DURANTE EL AFORO
Bote
(A2)
( A3) r--- D2 ( B ) Sección de
A foros
Di Distancia PRA Orilla Izquierda
D2 Distancia entre
vert icol y vertical
D3 Distancio entre
PR y I ° Verticol
A Angulo 90°
Distancio Angulo
Di '4 1
D2 is 2
D 3 c<i 3 1 1
' D n "In
CO
RR
IEN
TE
(C)
Posición del Teodolito
DETERMINACION DE ANGULOS DIR
EC
CIO
N D
E
AA!
AC - Arco Tangente/1
5
ANCHO SECCION AFOROS 1
GRAFICA ILUSTRATIVA PARA UN TIPO DE AFORO
ANGULAR TEODOLITO
BASE 90 ° CON S ECCION DE AFOROS
Fig . N°1
- La serie de mediciones requiere el concurso del siguiente
personal.
- Un operador del Teodolito
- Un operador para motores fuera de borda
- Un aforador y anotador.
3. METODO ANGULAR-SEXTANTE
Es una variación simplificada del sistema anterior, la
posición del bote para cada una de las verticales de medición
se determina desde la embarcación por medio de un sextante,
' instrumento náutico para medir ángulos horizontales y
verticales -ayudado por banderolas situadas en puntos de
control en las orillas y base de referencia, cuya posición es
previamente determinada.
3.1 PROCEDIMIENTO
Como en el caso anterior es necesario:
- Definir con anticipación el ancho de la sección, la longitud
de la base de referencia, el ángulo formado, el número de
verticales y la distancia o espaciamiento entre éstas.
- Conocidos los datos anteriores se entrará a calcular
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utilizando función tangente los diversos ángulos que
identifican cada vertical.
- Cada ángulo se llevará al sextante y de acuerdo a un método
de aproximación. Coincidencia de los puntos de control, y
desplazamiento del bote se determinará el punto de medición
de profundidades y velocidades, además de la distancia
respecto del P. R hasta cubrir la totalidad, de la sección de aforos.
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4. AFOROS CON EL SISTEMA BOTE CAUTIVO
La instalación de tarabitas y puentes hidrométricos en todas
las estaciones resulta costosa, contribuye además a
obstaculizar la navegación fluvial.
Por tanto se recurre a instalaciones de tipo transitorio que
eliminan estos inconvenientes.
El sistema de bote cautivo consiste en tender un cable de una
orilla a otra del cauce; el dimetro y resistencia del misma
dependurZm do la longitud, velocidad de la corriente y
dimensiones del bote, este irá orientado contra la corriente y
sujeto al cable mediante una cuerda de longitud considerable
que permita disminuir las turbulencias, durante las
mediciones.
El avance de la embarcación se logra aprovechando el empuje
que el agua ejerce sobre los costados al colocarse en forma
oblicua a la dirección de la corriente. La distancia entre
verticales se controla mediante una cuerda adicional,
abscisada para tal fin, tal como lo indica la figura 2.
Cable de Sujeción Posición para mediciones
Posición de avance
Apoyos
Margen Izquierda
Molinete
Hilo de Distancia (obscisado)
Sentido de la corriente
Margen derecho
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A p oyos
Y Molinete Escandallo
Coble de Sujeción
Cable de Retención
,Hilo de Distancias •
Malacate
Poleo
Sentido de lo corriente
A FOROS CON BOTE CAUTIVO
Figura 2
5. EJERCICIO
Calcular: el ancho de la sección, la longitud de la base de
referencia y definir una tabla de ángulos que se utilizarán
para el posicionamiento de un bote en un aforo tipo angular-
teodolito; dados los siguientes parámetros:
- Lecturas taquimbtricas para el cálculo del ancho de la
sección.
Hilo superior : 3,667
Hilo medio : 2,097
Hilo inferior : 0,523
- Veinte (20) verticales de medición, sabiendo que la
distancia de los puntos de referencia a las orillas
izquierda y derecha es de 30 y 15 mts., respectivamente.
- La base
I a sección de aforos forman un ángulo de
grados.
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Desarrollo del ejercicio propuesto
a. Ancho de la sección.
Por taquimetria tenemos:
diferencia hilo superior - hilo medio
3,667 - 2,097 = 1,570
diferencia hiln medjo - hilo interior
2,097 - 0,523 = 1,574
diferencia: 1,574 - 1,570 = 0,004 aceptablo
Ancho: hilo superior - hilo inferior
- 0,523 = 3,144
3,144 * 100 (constante instrumento) = 314,40 m.
b. base de referencia.
Longitud aproximada = 1/3 del ancho
= 314,40 /3 = 100,00m
c. Tabla de ángulos dadas la distancia izquierda y derecha, 30
y 15 m. rspectivamente,
Ancho total de la sección entre puntos: 314,40 m.
Ancho de orilla izquierda a derecha = 314,4 - [30 +15]
= 269,40 m.
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CALCULO DE CUALQUIER ANGULO
Ej: Angulo N° 1 y 14 • •
E o o
3.5 - 0.435 tgl‘ 1 00
o r c tg 0.435 -z 23 ° 30'
t g. o< 14 - 219 - 2.19 I00
a re tg 2.19: 65 ° 27'
Se solici tan 20 verticales de medición sobre ancho útil
269,40 / 20 = 13,47 = 13,5 m. entre cada vertical de
medición.
No.. DISTANCIA PARA TEODOLITO
1 30±13,5 43,5 23 30'
.4-13,5 57,0 29 41'
3 70,5 35 11'
4 84,0 40 01'
5 97,5 44 16'
6 111,0 47 59'
7 124,5 51 13 '
8 138,0 54 04'
9 151,5 56 34"
10 165,0 58 46'
11. 178,5 60 44"
:1.2 192,0 62 29'
13 205,5 64 03'
14 219,0 65 27"
15 ,,, .. ,-....),:: , .“., 66 43"
1.6 246 „ O 67 7
17 259, 5 68 55'
18 273,0 é.:)9 5 2 '
19 286,5 70 45 ,
20 7.00
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