Solucion de examen de hidrologia
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Solucion de examen de hidrologia Solucion de examen de hidrologia Document Transcript

  • CON EL ESCUDO O SOBRE EL ESCUDO, VENCER O MORIR EN EL CAMPO DE BATALLA 5 de enero de 2013 CURSO: HIDROLOGIA GENERAL SOLUCION DEL 1º EXAMEN DE HIDROLOGIASOLUCIONADO POR:ROQUE CHARCA, RosandCODIGO: 103291DOCENTE: Ing. MELLADO VARGAS, Zenón PUNO – PERU 2013 ROQUE CHARCA, ROSAND - VI SEMESTRE
  • CON EL ESCUDO O SOBRE EL ESCUDO, VENCER O MORIR EN EL CAMPO DE BATALLA 5 de enero de 2013 Dedicado a una persona divertida y muy especial para mí y que siempre estará presente en mi corazón... Dana1. Se tiene la información de las características fisiográficas y relieve de la microcuenca del rio Churuchama – Provincia de Lampa - PunoSolución AREAS % AREAS COTAS AREA ENTRE % ACUMULADAS ENTREm.s.n.m. COTAS Km2 ACUMULADAS Km2 COTAS 3800 4000 77,25 77,25 43,51% 43,51% 4200 25,55 102,8 14,39% 57,90% 4400 22,25 125,05 12,53% 70,43% 4600 29,5 154,55 16,62% 87,05% 4800 17,5 172,05 9,86% 96,91% 5000 5,5 177,55 3,09% 100,00% 177,55 100,00%Datos complementariosPerímetro de la micro cuenca 63.60 Km.Longitud del rio principal 34.25 Km.Longitud total de los ríos 132.34 Km.Número total de los ríos 25 unidadesLado mayor 24.68 Km.Lado menor 7.19 Km.a) Determinar la forma de la cuenca estableciendo:coeficiente de compacidad ROQUE CHARCA, ROSAND - VI SEMESTRE
  • CON EL ESCUDO O SOBRE EL ESCUDO, VENCER O MORIR EN EL CAMPO DE BATALLA 5 de enero de 2013Es el cociente que existe entre el perímetro de la cuenca respecto al perímetro deun círculo del área de la misma cuenca. √ √Si la cuenca es de forma circular. Este coeficiente nos dará luces sobre laEscorrentía y la forma del hidrograma resultante de una determinada lluvia caídasobre la cuenca.Si cuenca regularSi cuenca irregular, ( grande, menos susceptible a inundaciones) La microcuenca es menos susceptible a √inundaciones.Factor de formaFue definido por Horton, como el cociente entre el ancho promedio de la cuencay su longitud del cauce principal: Dónde: (Km) (Km2) que se define como la distancia entre la salida y el punto mas alejado, cercano a la cabecera del cauce principal, medida en línea recta. Entonces tenemos:b) Densidad de drenaje:Horton (1945) definió la densidad de drenaje de una cuenca como el cocienteentre la longitud total (Lt) de los cauces pertenecientes a su red de drenaje y laSuperficie de la cuenca (A): ROQUE CHARCA, ROSAND - VI SEMESTRE
  • CON EL ESCUDO O SOBRE EL ESCUDO, VENCER O MORIR EN EL CAMPO DE BATALLA 5 de enero de 2013c.- Determinar la pendiente de la cuenca por el criterio de Alvord siendo lalongitud total de las curvas de niveles dentro de la cuenca de 134.39 Km. Dónde:Sc = pendiente promedio de la cuenca, adimensional.D = intervalo o desnivel constante entre curvas de nivel, en Km. Para nuestro casoD=200m=0.2KmLn = longitud total de las curvas de nivel dentro de la cuenca, en Km.A = área o tamaño de la cuenca, en Km2.2. Anemómetros instalados a 8 y 100m de altura registran velocidadespromedio del viento de 5 y 10m/s respectivamente. Calcule las velocidadespromedio a 30 y 60m de altura utilizando:a) la ecuación de perfil de velocidad logarítmica para calcular la velocidadpromedio del viento a una altura intermedia.b) utilizando la ecuación del perfil de la ley exponencial. Para k=0.4SoluciónPara calcular la velocidad promedio del viento ̅ a una altura intermedia ,cuando las velocidades promedio ̅ y ̅ a alturas y son conocidas, es: ̅ ̅ ̅ ̅DATOS: ̅ =5 ̅a) Para hallamos la velocidad promedio ̅ ( ) ̅ ( )Para hallamos la velocidad promedio ̅ ( ) ̅ ( )b) En meteorología el perfil de ley exponencial se expresa usualmente como: ROQUE CHARCA, ROSAND - VI SEMESTRE
  • CON EL ESCUDO O SOBRE EL ESCUDO, VENCER O MORIR EN EL CAMPO DE BATALLA 5 de enero de 2013 ̅ ̅a) Para hallamos la velocidad promedio ̅ ̅ ̅a) Para hallamos la velocidad promedio ̅ ̅ ̅3. La precipitación anual media registrada en 6 estaciones pluviométricas son lassiguientes: 890, 983, 1123, 940, 1050, y 1200 mm. La cuarta estación por defectoestuvo paralizada por un periodo de 2 meses habiendo registrado en eseperiodo de paralización una tormenta con los datos siguientes: 84, 95, 110, x,100 y 120 mm. Estimar la precipitación durante la tormenta para la cuartaestación.SoluciónComo la tormenta es un conjunto de lluvias que obedecen a una mismaperturbación meteorológica y de características bien definidas, además paranuestro caso tuvo una duración de dos meses, entonces si los datos faltantes sonlluvias podemos aplicar el método de Weather Bureau o el método de laregresión normalizada:1.- Verificar si la precipitación normal anual de las estaciones índices está dentrodel 10% con la estación con datos diarios faltante:2. Si la precipitación media anual (o mensual) de cualquiera de las estacionesauxiliares difiere en más de un 10% de la medida en la estación incompleta, eldato faltante será determinado por el método de la regresión normalizada. ROQUE CHARCA, ROSAND - VI SEMESTRE
  • CON EL ESCUDO O SOBRE EL ESCUDO, VENCER O MORIR EN EL CAMPO DE BATALLA 5 de enero de 2013El dato faltante anual o mensual Px será igual a: * + DondeNOTA: Cuando el método es aplicado para estimar datos mensuales, los valoresde corresponden al mes que se estiman. Entonces tenemos estecuadro de resumen y aplicamos en la fórmula: precipitacion lectura en elESTACION media anual Delta % periodo de registro periodo de dos (mm) meses (mm) A 890 -50 -5,32% 01/01/2000 - 01/01/2001 84 B 983 40 4,57% 01/01/2000 - 01/01/2001 95 C 1123 183 19,47% 01/01/2000 - 01/01/2001 110 D 940 01/03/2000 - 01/01/2001 x E 1050 110 11,70% 01/01/2000 - 01/01/2001 100 F 1200 260 27,66% 01/01/2000 - 01/01/2001 120 [ ]“1 milímetro de agua de lluvia equivale a 1litro de agua por m²”4. Cuál es la densidad en kg/m3 dea) aire seco a 35ºC a una presión de 850 milibares yb) Aire húmedo con humedad relativa de 70% y a la misma temperatura y presiónSolucióna) Calculamos la densidad de aire secob) Calculamos la densidad de aire húmedo a la misma temperatura y presión ROQUE CHARCA, ROSAND - VI SEMESTRE
  • CON EL ESCUDO O SOBRE EL ESCUDO, VENCER O MORIR EN EL CAMPO DE BATALLA 5 de enero de 2013 ; calculamos para una Entonces [ ]De las dos respuestas podemos decir que: La densidad del aire húmedo es menorque la del aire seco en las mismas condiciones de presión y temperatura, lo cuales muy cierto.5. ¿Cuál es el objetivo de la Hidrología, mencionar 03 proyectos donde seaplican estudios hidrológicos indicando que datos o informaciones serequieren?SoluciónOBJETIVO DE LA HIDROLOGIA: Está ligado íntimamente en la planificación diseñoy operación de proyectos hidráulicos en base a los estudios de los fundamentoshidrológicos como la radiación solar; vientos que circulan; y su ocurrencia como laprecipitación, infiltración dentro de un área hidráulica.APLICACIONES DE LA HIDROLOGIA:1. NAVEGACION:  Obtención de datos y estudios sobre construcción y mantenimiento decanales navegables.2. ESTUDIO Y CONSTRUCCION DE OBRAS HIDRAULICAS:  Fijación de las dimensiones hidráulicas de obras de ingeniería, tales como puentes, etc.  Proyectos de presas  Establecimiento de métodos de construcción.3. DRENAJE:  Estudio de características de nivel freático ROQUE CHARCA, ROSAND - VI SEMESTRE
  • CON EL ESCUDO O SOBRE EL ESCUDO, VENCER O MORIR EN EL CAMPO DE BATALLA 5 de enero de 2013  Examen de las condiciones d alimentación y de escurrimiento natural del nivel freático: precipitación, hoya de contribución y nivel de agua de las corrientes6. ¿Indicar y describir la clasificación de los cauces de las corrientes en funcióndel transporte del agua?SoluciónLa clasificación en función al transporte de agua en una cuenca tenemos:1. PERENNES.-Corrientes con agua todo el tiempo, el nivel del agua subterráneamantiene una alimentación continua y no desciende nunca debajo del lecho delrio.2. INTERMITENTES: Corrientes q escurren en estación de lluvia y se secan duranteel verano, el nivel de agua freática se conserva por encima del nivel del lecho delrio solo en estación lluviosa, en verano el escurrimiento cesa u ocurre solamenteinmediatamente después de las tormentas.3. EFIMEROS: Existen apenas durante o inmediatamente después de los periodosde precipitación y solo transportan escurrimientos superficiales.7. ¿Cómo está conformado sistema hidrológico global y mencionar ladistribución del agua en la tierra?SoluciónUn sistema hidrológico se define como una estructura o volumen en el espaciorodeado por una frontera, que acepta agua y otras entradas, opera con ellasinternamente y las produce como salidas, para analizar el sistema hidrológicointegralmente, los agrupamos en tres subsistemas, así: ROQUE CHARCA, ROSAND - VI SEMESTRE
  • CON EL ESCUDO O SOBRE EL ESCUDO, VENCER O MORIR EN EL CAMPO DE BATALLA 5 de enero de 2013Subsistema de agua atmosférica (A): que contiene los procesos de precipitación,Evaporación, intercepción y transpiración.Subsistema de agua superficial (B): que contiene los procesos de flujo superficial,Escorrentía superficial y, nacimientos de agua subsuperficial y subterránea yEscorrentía hacia ríos y océanos.Subsistema de agua subsuperficial (C): que contiene los procesos de infiltración,Recarga de acuíferos, flujo subsuperficial y flujo de agua subterránea, el flujoSubsuperficial ocurre en la capa de suelo cercana a la superficie, mientras que elFlujo de agua subterránea lo hace en estratos profundos de suelo y roca.CLASIFICACION DEL AGUA EN LA TIERRA:Total de agua: de aguaAgua en mares y Océanos 97%Agua en los glaciares y Polares 2.4%Aguas subterráneas 0.54%Aguas superficiales 0.06%Aguas atmosféricas 0.01%8. ¿Qué es precipitación, indicar las formas y su medición?Solución ROQUE CHARCA, ROSAND - VI SEMESTRE
  • CON EL ESCUDO O SOBRE EL ESCUDO, VENCER O MORIR EN EL CAMPO DE BATALLA 5 de enero de 2013PRECIPITACION: Se define precipitación a toda forma de humedad, queoriginándose en las nubes, llega hasta la superficie terrestre.FORMAS DE PRECIPITACION:• Llovizna: consiste en pequeñas gotas de agua, con diámetro variable entre 0,1 y0,5 mm, con velocidad de caída muy baja. Por lo general, la llovizna precipita delos estratos bajos de la atmósfera y muy rara vez sobrepasa el valor de 1mm/h deintensidad.• Lluvia: consiste en gotas de agua líquida, con diámetro mayor a 0,5 mm. Lalluvia se identifica según su intensidad q puede ser ligera, moderada, fuerte. • Escarcha: es una capa de hielo, generalmente transparente y suave, quecontiene bolsas de aire. Se forma en superficies expuestas, por el congelamientode agua superenfriada que se ha depositado en ella, por llovizna o lluvia.• Nieve: está formada por cristales de hielos blancos o traslúcidos de formacompleja y aglomerados. Estos conglomerados pueden formar copos de nieveque pueden llegar a tener varios centímetros de diámetro. La densidad de la nievefresca varía, por lo general, una capa de nieve acumulada de 125 a 500 mm,representan una lámina de agua líquida de 25.0 mm.• Granizo: es precipitación en forma de bolas o trozos irregulares de hielo, que seproduce por nubes convectivas, la mayoría de ellas de tipo cúmulo-nimbus. Elgranizo puede ser esférico, cónico o de forma irregular y su diámetro varía entre 5a más de 125 mm.• Bolas de hielo: están compuestas de hielo transparente o traslúcido. Pueden seresféricas o irregulares, y cónica, por lo general, tienen menos de 5 mm dediámetro.MEDICION DE LA PRECIPITACION: 1. PLUVIOMETROS SIMPLES: En principio cualquier recipiente abierto de paredesverticales puede servir de pluviómetro, porque lo q interesa es retener el aguallovida para luego medirla, en el Sistema métrico se mide en mm y decimos demm. Pero es necesario q estos instrumentos estén normalizados.2. PLUVIOMETROS REGISTRADORES (PLUVIOGRAFOS): Los pluviómetros simplessolo registran la cantidad de lluvia caída, y no dicen nada acerca de la intensidad qella adquiere en el transcurso de la precipitación, lo cual se consigue con lospluviógrafos. La intensidad de lluvia es un parámetro importante para el diseñode obras hidráulicas, de ahí su importancia de los pluviógrafos.3. PLUVIOMETROS TOTALIZADORES: Se utilizan cuando hay necesidad de conocerla pluviometría mensual o estacional de una zona de difícil acceso, donde solo seva unas pocas veces al año. ROQUE CHARCA, ROSAND - VI SEMESTRE