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• Luis Anthoni Mucha López

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

DURACION (2 HORAS)

ALUMNO: MUCHA LOPEZ LUIS ANTHONI

HIDROLOGIA GENERAL

INGENIERIA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

INGENIERIA CIVIL

1. Responda las siguientes preguntas teóricas:(01 puntos)

a. Escriba una ecuación que exprese la determinación de la transitividad de un suelo con diversos estratos.

Respuesta:

La transmisibidad se obtiene de la siguiente manera 𝑇 = 𝐾1 ∗ 𝑒1 + 𝑘2 ∗ 𝑒2 + 𝑘3 ∗ 𝑒3 + ⋯ … … … . . +𝐾𝑛 ∗ 𝑒𝑛 Donde: T:transmisibidad

ei:espesor de cada estrato b. Realice un comentario sobre los métodos de generación de caudales (empíricos, probabilísticos, estocásticos), e indique en qué casos se emplean estos.

Respuesta:

METODOS EMPIRICOS Dentro de ello tenemos la formula racional que que permite hacer estimaciones de los caudales máximos de escorrentía usando las intensidades máximas de precipitación. Formulándose que Q es directamente proporcional a la lluvia para un tiempo de duración igual al tiempo de concentración. METODOS PROBABILISTICOS O ESTADISTICOS Se basa en considerar que el caudal máximo anual es una variable aleatoria que tiene una cierta distribución  para su uso se requiere tener como datos, el registro de caudales máximos anuales cuanto mayor sea el tamaño de registro mayor será también la aproximación del cálculo del caudal de diseño el cual se calcula para un determinado periodo de retorno.  Tenemos tres principales métodos GUMBEL, NASH, LEVEDIEV

METODOS ESTOCASTICOS O HIBRIDOS

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Los Eventos Hidrológicos, tales como aguaceros, caudales, niveles de embalse, etc. son Eventos Estocásticos. Se caracterizan porque de un lado tienen un patrón medio de comportamiento a largo plazo, y por el otro el pronóstico de sus magnitudes en un momento dado tiene un mayor o menor grado de incertidumbre. El patrón medio corresponde a lo que se denomina la Tendencia General o Componente Determinística y la incertidumbre constituye la Componente Aleatoria del evento APLICACIONES:  En sistemas que proveen de agua los acueductos.  En las centrales hidroeléctricas que utilizan los ríos como fuente de suministro.

c. Indique el procedimiento a seguir para la determinación de caudales de diseño en obras viales (cunetas y alcantarillas )

Respuesta: o o o

o o

Obtener intensidades máximas de precipitación Determinar el área de la cuenca Obtener el tiempo de concentración que es: el tiempo que demora en trasladarse una partícula de agua del punto más remoto de la cuenca hasta el punto de desagüe Encontrar los valores de coeficiente de escorrentía Aplicar la siguiente relación:

𝑄 =𝐶∗𝐼∗𝐴

𝑐𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑖𝑎

d. Realice un comentario para los diferentes escenarios de demanda y disponibilidad de agua en una cuenca.

Respuesta: En un proyecto, puede ocurrir entre la demanda y la disponibilidad del agua para un determinado periodo lo siguiente: o o

Que la disponibilidad de agua sea mayor o igual que la demanda en este caso se puede realizar una derivación directa. Que la disponibilidad de agua sea menor que la demanda en este caso para satisfacer esta demanda se debe regular o almacenar.

e. Indique las hipótesis asumidas para la construcción del hidrograma unitario.

Respuesta: Las siguientes hipótesis constituyen las teorías de la teoría del hidrograma unitario. I. II.

La lluvia neta es de intensidad uniforme en el periodo t1 horas. La lluvia neta esta uniformemente distribuida en toda el área de la cuenca.

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III. IV.

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Los hidrogramas generados por tormentas de la misma duración tienen el mismo tiempo base a pesar de ser diferentes las láminas de lluvia neta. Las ordenadas de escorrentía directa de hidrogramas de igual tiempo base son proporcionales a las láminas de escorrentía directa representadas por los hidrogramas.se conoce como principio de proporcionalidad.

2. Se evalúa un flujo horizontal mediante una columna de medio poroso no homogéneo, que tiene una conductividad hidráulica que varía continuamente de acuerdo a la siguiente expresión: k(x)=km exp (-x/L), donde km es la conductividad en x=0 y L es la longitud de la columna. Para km=0.019cm/s, L=1.30 m y una diferencia de presión de 3.00m a lo largo de la columna. Se pide determinar:

a. Velocidad del flujo SOLUCIÓN:

K(x) = Km exp(−x/L),

Si: x=0 → K(0) = Km exp(−0/L),  K(0) = Km exp(−1),  K(0) = 0 Cm/s

Si: x=3 → K(3) = Km exp(−3/L),

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 

o o o

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K(0) = 0.019 exp(−3/1.3), K(0) = 9377.93 cm/s

V=√𝑔 ∗ 𝑦 V=√9.81 ∗ 3 V=5.425𝑚/𝑠

b. Dibujar la distribución de presiones a lo largo de la columna

3. El terreno ocupado por un complejo habitacional es de 50 has, 15% comprende pistas y zonas de parqueo (C=0.95), 10% áreas verdes (C=0.30), 5% zonas cultivables (C=0.60) y 70% edificios y almacenes (C=0.95). Según el plano topográfico se observa que el largo del terreno del complejo (500mx1000m) se encuentra entre las curvas de nivel 350.00 y 360.00 m.s.n.m. Según las curvas IDF se conoce que para un periodo de retorno de 50 años y duraciones de 30 y 15 minutos las intensidades son de 10 y 15 mm/h respectivamente. Se desea determinar: 2. Calculo de la intensidad maxima (Imax):

15

15

12.62

15.79457488

30

10

Calculo del tiempo de concentracion: Tc = 0.0195 ( L3/H )0.385

12.62 min

3. Calculo del caudal por la formula racional Q = CIA/360

15

-5

17.3837246

-0.333333333

100

1.83 m3/seg.

b.- Calculo de dimensiones del canal Datos: Q=

1.83

S=

0.005

z= nc=

0.75 0.015

nm=

Se inicia asumiendo valores para solera y velocidad para el canal: b=

2.5 m

y=

1.56 m

Q=AxR^(2/3)xS^(1/2)/n

Resolviendo por tanteos b=

2.5m

perimetro=

2.7997m

y=

1.0187m

A=

1.033m2

T=

1.778m

v=

1.82m/s

4. para el análisis de ideogramas en un micro cuenca se tiene un área de 40km2 y 2 horas de tiempo de concentración. Se pide determinar los hidrogramas para precipitaciones de 10mm/h de intensidad neta de lluvia y duraciones de 1, 2 y 4 horas.

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