El tiempo de concentración resultante se determina mediante la suma de los tiempos de desplazamiento de cada uno de los cálculos (Caudal de plano, Caudal superficial, Caudal de canal).
Tt = Tsheet flow + Tsheet concentrated flow + Tchannel flow
Caudal del plano
Parámetros
Coeficiente de rugosidad Manning: valor de rugosidad n de Manning.
Longitud de caudal: longitud de la ruta de caudal del plano.
Lluvia de 24 horas durante 2 años: profundidad de la lluvia para el evento de 24 horas del período de retorno de dos años.
Talud de terreno: talud de la línea de gradiente hidráulico.
Cálculo
Para un caudal de plano inferior a 300 pies, utilice la solución cinemática de Manning (Overtop y Meadows 1976) para calcular Tt:
donde:
Tt = tiempo de desplazamiento (horas)
n = coeficiente de rugosidad Manning
L = longitud del caudal (pies)
P2 = lluvia de 24 horas durante 2 años (in)
s = talud de la línea de gradiente hidráulico (talud de terreno, pies/pies)
tc = tiempo de concentración (h)
Esta forma simplificada de la solución cinemática de Manning se basa en las siguientes condiciones: (1) caudal uniforme estático superficial, (2) intensidad constante de exceso de lluvia (la parte de una lluvia disponible para la escorrentía), (3) duración de las lluvias de 24 horas y (4) efecto menor de infiltración en el tiempo de desplazamiento.
Caudal concentrado superficial
Parámetros
Longitud de caudal: longitud de la ruta de caudal superficial.
Talud del curso del agua: talud de la línea de gradiente hidráulico.
Velocidad media: velocidad media.
Cálculo
El tiempo de desplazamiento (Tt) es la relación entre la longitud y la velocidad del caudal:
donde:
Tt = tiempo de desplazamiento (horas)
L = longitud del caudal (pies)
V = velocidad media (pies/s)
Caudal del canal
Parámetros
Área de caudal de sección transversal: área de caudal de la sección transversal.
Perímetro mojado: el perímetro mojado en el área del caudal.
Coeficiente de rugosidad Manning: valor de rugosidad n de Manning.
Longitud de caudal: longitud de la ruta de caudal del canal.
Cálculo
La ecuación de Manning es la siguiente:
donde:
V = velocidad media (pies/s)
r = radio hidráulico (pies) y es igual a a/pw
a = área de caudal de sección transversal (ft2)
pw = perímetro mojado (pies)
s = talud de la línea de gradiente hidráulico (talud de terreno, pies/pies)
n = coeficiente de rugosidad Manning para el canal abierto
Los valores n de Manning para el caudal de canal abierto se pueden obtener de libros de texto estándar como Chow (1959) o Linsley et al. (1982). Una vez calculada la velocidad media mediante la ecuación 3, T t para el canal, se puede calcular el segmento mediante la ecuación 2.