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• Luis F. Villavicencio Alvarez

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“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TEMA EXAMEN TERCERA UNIDAD ASIGNATURA: HIDROLOGÍA

CICLO: VIII

DOCENTE: ING. EDGAR SPARROW ALAMO

ALUMNO: CAPCHA HERNÁNDEZ PAULO SERGIO 0201213014

Nuevo Chimbote, 10 de Septiembre del 2015

EXAMEN DE HIDROLOGÍA – 3RA UNIDAD

PREGUNTA 01: Calcule la escorrentía que se origina por una lluvia de 5 pulgadas en una cuenca de 404.7 ha (1000 acres). El grupo hidrológico de suelo es de 50% para el Grupo B y 50% para el Grupo C que se intercalan a lo largo de la cuenca. Se supone una condición antecedente de humedad II, el uso de suelo es: 40% de área residencial que es impermeable en un 30%. 12% de área residencial que es impermeable en un 65% 18% de caminos pavimentados con cunetas y alcantarillados de aguas lluvias 16% de área abierta con un 50% con cubierta aceptable de pastos y un 50% con una buena cubierta de pastos. 14% de estacionamientos, plazas, colegios y similares (toda impermeable). Usar el método del número de curva.

Solución: Como se trata de una cuenca hecha de varios tipos y usos de suelos (Grupo B y Grupo C), con una condición de antecedente de humedad II, se puede calcular un CN compuesto mediante el promedio ponderado. Los valores de CN para cada categoría se tomarán de la tabla B-6. A continuación un cuadro resumen de los CN pertenecientes a cada categoría:

GRUPO HIDROLÓGICO DE SUELO B

USO DE SUELO

C

%

CN

PRODUCTO

%

CN

PRODUCTO

Residencial (30% impermeable)

20

72

1440

20

81

1620

Residencial (65% impermeable)

6

85

510

6

90

540

Carreteras, cunetas y alcant.

9

98

882

9

98

882

Área cubierta aceptable de pastos

4

69

276

4

79

296

Área cubierta buena de pastos

4

61

244

4

74

316

Estacionamientos

7

98

686

7

98

686

4038

50

50

El CN ponderado será entonces:

4340

A partir del valor de CN obtenido, se determinará S y Pe:

(

)

(

)

Por lo tanto, la escorrentía originada en la cuenca es de 88.9 mm, para el caso de antecedentes de humedad II.

Pero si analizamos el mismo caso con condiciones de humedad antecedentes húmedas (AMC III), la precipitación efectiva resulta: (

( ) ( )

)

Luego, hallando la escorrentía:

(

)

(

)

Entonces, la escorrentía en la cuenca será: - Para CN(II) = 88.9 mm - Para CN(III) = 104.9 mm

PREGUNTA 02: Determinar el hidrograma sintético triangular para una cuenca con las siguientes características: Área = 15 km2, longitud del cauce principal= 5km, pendiente del cauce principal = 1%, precipitación en exceso de h pe = 70 mm. Solución: 1. Cálculo

del

tiempo

de

po base

concentración Tc = 0.000325 Tc = 0.000325 Tc = 1.35 hr

5. Caudal pico

2. La duración en exceso de = 2√ ⁄

de = 2√ de = 2.32 hr

3. El tiempo pico √ √

4. El tie m

6. Hidrograma calculado

triangular

PREGUNTA 03: Usando una serie de 30 años de datos de caudales, determine el caudal de diseño para periodos de retorno para 10, 20, 30, 50 y 100 años. Usar método de Gumbel.

Tabla 6.15: Caudales máximos de la estación Angostura para el periodo 1970 1999 Año

Caudal m3/s

Año

Caudal m3/s

1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984

1660 917 3800 1410 2280 618 683 934 779 921 876 740 1120 610 1150

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999

563 520 360 367 658 824 850 1230 522 581 557 818 1030 418 953

Sumatoria de caudales = 28748 Sumatoria de los cuadrados de los caudales = 40595065 Solución: 1. Cálculo del promedio de caudales Qm:

2. Cálculo de la desviación estándar de los caudales: √

(

)

3. Cálculo de los coeficientes ,̅ De la tabla 6.13, para N = 30 años, se tiene: ̅ y

4. Obtención de la ecuación del caudal máximo:

(

5. -

Cálculo del caudal máximo para diferentes T: Para T = 10 años: Qmax = 2023.30 m3/s Para T = 20 años: Qmax = 2441.22 m3/s Para T = 30 años: Qmax = 2685.69 m3/s Para T = 50 años: Qmax = 2993.68 m3/s Para T = 100 años: Qmax = 3411.60 m3/s

6. -

Cálculo de : Para T = 10 años: Para T = 20 años: Para T = 30 años: Para T = 50 años: Para T = 100 años:

)

= 1 – 1/10 = 0.90 = 1 – 1/20 = 0.95 = 1 – 1/30 = 0.97 = 1 – 1/50 = 0.98 = 1 – 1/100 = 0.99

7. Cálculo del intervalo de confianza: Como en todos los casos es mayor que 0.90, se utilizará la siguiente ecuación:

8. Cálculo del caudal de diseño:

-

Para T Para T Para T Para T Para T

= 10 años: Qd = 2023.30 + 678.34 = 2710.64 m3/s = 20 años: Qd = 2441.22 + 678.34 = 3128.56 m3/s = 30 años: Qd = 2685.69 + 678.34 = 3373.03 m3/s = 50 años: Qd = 2993.68 + 678.34 = 3681.02 m3/s = 100 años: Qd = 3411.60 + 678.34 = 4098.94 m3/s