DISEÑO DE OBRAS    HIDRAULICAS1   UNIDAD 2: HIDROLOGIA-EJEMPLOS
DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS HIDROLOGIA-CAUDALLa medición práctica del caudal líquido para asípoder diseñar las diversas Ob...
DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Obtencion de Precipitaciones y Periodo deRetorno: La estimación d...
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DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO CONTINUACION DEL EJEMPLO          Nº 1:Si ahora en otra estación ...
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DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO  Metodo de Gumbel: La distribución Gumbel se    utiliza para el c...
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DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS BIBLIOGRAFIA Roca, Vila (1978) INTRODUCCION A LA  MECANICA DE LOS FLUIDOS. Editorial  Limusa....
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DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS-UNIDAD 2- HIDROLOGIA-EJEMPLOS

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DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS-UNIDAD 2- HIDROLOGIA-EJEMPLOS

  1. 1. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS1 UNIDAD 2: HIDROLOGIA-EJEMPLOS
  2. 2. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS HIDROLOGIA-CAUDALLa medición práctica del caudal líquido para asípoder diseñar las diversas Obras Hidráulicas, tiene Hidráulicasuna importancia muy grande, ya que de estasmediciones depende muchas veces el buenfuncionamiento del sistema hidráulico como untodo, y en muchos casos es fundamental paragarantizar la seguridad de la estructura. Existendiversos procedimientos para la determinación delcaudal instantáneo, entre las que se presentan elbasado en la geometría de la sección y la velocidadmedia del flujo, en la velocidad media de un flujo yaquellos basado en la dilución de trazadores. 2 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  3. 3. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Obtencion de Precipitaciones y Periodo deRetorno: La estimación de la lluvia con undeterminado periodo de retorno se realiza a partir delos valores de lluvia diarias, entre otras cosas porqueel número de estaciones que realizan medidas diariastienen mayor densidad. La designación de los periodosde retorno a las lluvias se hace mediante cálculosestadísticos, y el modelo que utilicemos y la forma deestimar sus parámetros serán determinantes a la horade obtener los resultados. 3 ING. WILLIAM LOPEZ
  4. 4. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Obtención de Precipitaciones y Periodode Retorno: Los cálculos se puedenrealizar con los datos de precipitaciones,caudales máximos anuales instantáneosobtenidos de una estación meteorológica, alos cuales ha sido necesario aplicar unaserie de métodos estadísticos para el cálculode los caudales de avenida. En nuestro casohemos aplicado el método de Gumbel y laestimación bien sea estadística o decorrelación. 4 ING. WILLIAM LOPEZ
  5. 5. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO EJEMPLO Nº 1:Estime la lluvia para el año 1980 en laestación X a partir de la data obtenidade tres estaciones cercanas aplicando elmétodo de los valores normales. 5
  6. 6. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO 6
  7. 7. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO SOLUCION:Aplicamos la formula pertinente para elcaso de valores normales: Px = 1/n (Xm Valor Buscado/Xm Valorregistrado)* Valor registrado; por lo quetenemos entonces que P1980 = 1/3[(955,6/1212,8)*1453,9 +(955,6/1043,6)*1098,2 +(955,6/1002,8)*1165,1] = 1087,2 mm 7
  8. 8. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO CONTINUACION DEL EJEMPLO Nº 1:Si ahora en otra estación Y ubicada en lazona donde se encuentran las anteriorestiene una lluvia media de 1210 mm en elperiodo de 9 años comprendido entre1978 y 1986. Se desea compensar esamedia a la media de 14 años utilizandoigualmente el método de los valores 8normales.
  9. 9. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO SOLUCION:Aplicamos la formula pertinente para elcaso de valores normales: Px = 1/n (Xm Valor Buscado/Xm Valorregistrado)* Valor registrado; por lo quetenemos entonces que P14 años = 1/3[(1210/1213,8)*1212,8 +(1210/966,7)*1043,6 +(1210/923,7)*1002,8] = 1276,2 mm 9
  10. 10. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS HIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO VENTAJAS: Se utiliza en caso de no disponer de estaciones adyacentes En vez de promediar las precipitaciones de las estaciones indices con la proporcion normal anual de la estacion en estudio sobre la correspondiente a cada estacion, se procede solo con los datos de la estacion en estudio. En lugar de tomar los datos de estaciones adyacentes que no existen, se toman los datos de los meses restantes dentro del mismo año. 10
  11. 11. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS HIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO METODO DE CORRELACION LINEAL (MINIMOS CUADRADOS): Permite el calculo de los datos faltantes estableciendo una relación entre una estación y otra y una estación y un grupo de ellas o su promedio. Para el trazado de la línea de tendencia o ajustada se requiere un periodo común de registro para ambas variables. 11
  12. 12. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO 12
  13. 13. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Metodo de Gumbel: La distribución Gumbel se utiliza para el cálculo de valores extremos de variables meteorológicas (entre ellas precipitaciones y caudales máximos) y es uno de los métodos más empleados para el estudio de las precipitaciones máximas en 24 horas. El "valor máximo" que se quiere determinar para un determinado período de retorno se determina por medio de la expresión:    Xt = ms + Kt*S. Donde:   • Xt = Valor máximo (caudal o precipitación) para un periodo de retorno.• ms = Media de la muestra.• Kt = Factor de frecuencia. 13• S = Desviación típica ING. WILLIAM LOPEZ de la muestra.
  14. 14. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Metodo de Gumbel: El valor de la variable Kt se estima a partir del conocimiento del período de retorno en años y del número de años disponibles en la serie. K = (Yt –my)/Sy.• Yt : variable de Gumbel para el período de retorno T, se determina a partir del valor del período de retorno. Yt = -ln ln ( ). Ver Ejemplo Modelo 14 ING. WILLIAM LOPEZ
  15. 15. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Crecida del Rio Crecida del Rio Año Año Arauca (metros) Arauca (metros) 1934 1,55 1959 3,18 1935 1,95 1960 2,14 1936 1,95 1961 2,05 1937 1,58 1962 2,2 1938 2,07 1963 2,63 1939 2,07 1964 1,54 1940 3,02 1965 2,05 1941 2 1966 2,7 1942 2 1967 2 1943 1,78 1968 1,98 1944 1,99 1969 1,9 1945 1,84 1971 2,07 1946 2,05 1972 2,41 1947 2 1973 2,48 1948 2 1974 2,11 1949 1,71 1975 2,22 1950 2,02 1976 2 1951 2,17 1977 2,14 1952 1,93 1978 2,11 1953 1,82 1979 2,11 1954 2,02 1979 1,95 1955 1,85 1980 2,11 1956 1,85 1981 2,14 1957 2,07 1982 2,18 15 1958 2,57 1983 3,45 ING. WILLIAM LOPEZ
  16. 16. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Periodo de Variable Reducida Crecida del Rio N° Año Retorno (i/n+1)= Arauca (metros) xi (pi) a=(1/1-pi) yi=-ln(lna) ln xi 1 3,45 1983 0,020 1,020 3,922 1,238 2 2,18 1982 0,039 1,041 3,219 0,779 3 2,14 1981 0,059 1,063 2,803 0,761 4 2,11 1980 0,078 1,085 2,505 0,747 5 2,11 1979 0,098 1,109 2,271 0,747 6 1,95 1979 0,118 1,133 2,078 0,668 7 2,11 1978 0,137 1,159 1,913 0,747 8 2,14 1977 0,157 1,186 1,768 0,761 9 2 1976 0,176 1,214 1,639 0,693 10 2,22 1975 0,196 1,244 1,522 0,798 11 2,11 1974 0,216 1,275 1,415 0,747 12 2,48 1973 0,235 1,308 1,316 0,908 13 2,41 1972 0,255 1,342 1,223 0,880 14 2,07 1971 0,275 1,378 1,137 0,728 15 1,9 1969 0,294 1,417 1,055 0,642 16 1,98 1968 0,314 1,457 0,977 0,683 17 2 1967 0,333 1,500 0,903 0,693 18 2,7 1966 0,353 1,545 0,832 0,993 19 2,05 1965 0,373 1,594 0,763 0,718 20 1,54 1964 0,392 1,645 0,697 0,432 21 2,63 1963 0,412 1,700 0,634 0,967 22 2,2 1962 0,431 1,759 0,572 0,788 23 2,05 1961 0,451 1,821 0,511 0,718 24 2,14 1960 0,471 1,889 0,453 0,761 16 25 3,18 1959 0,490 1,962 0,395 1,157 ING. WILLIAM LOPEZ
  17. 17. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASHIDROLOGIA-MEDICION Y CALCULO Periodo de Variable Reducida Crecida del Rio N° Año Retorno (i/n+1)= Arauca (metros) xi (pi) a=(1/1-pi) yi=-ln(lna) ln xi 26 2,57 1958 0,510 2,040 0,338 0,944 27 2,07 1957 0,529 2,125 0,283 0,728 28 1,85 1956 0,549 2,217 0,228 0,615 29 1,85 1955 0,569 2,318 0,173 0,615 30 2,02 1954 0,588 2,429 0,120 0,703 31 1,82 1953 0,608 2,550 0,066 0,599 32 1,93 1952 0,627 2,684 0,013 0,658 33 2,17 1951 0,647 2,833 -0,041 0,775 34 2,02 1950 0,667 3,000 -0,094 0,703 35 1,71 1949 0,686 3,188 -0,148 0,536 36 2 1948 0,706 3,400 -0,202 0,693 37 2 1947 0,725 3,643 -0,257 0,693 38 2,05 1946 0,745 3,923 -0,313 0,718 39 1,84 1945 0,765 4,250 -0,369 0,610 40 1,99 1944 0,784 4,636 -0,428 0,688 41 1,78 1943 0,804 5,100 -0,488 0,577 42 2 1942 0,824 5,667 -0,551 0,693 43 2 1941 0,843 6,375 -0,616 0,693 44 3,02 1940 0,863 7,286 -0,686 1,105 45 2,07 1939 0,882 8,500 -0,761 0,728 46 2,07 1938 0,902 10,200 -0,843 0,728 47 1,58 1937 0,922 12,750 -0,934 0,457 48 1,95 1936 0,941 17,000 -1,041 0,668 49 1,95 1935 0,961 25,500 -1,175 0,668 17 50 1,55 1934 0,980 51,000 -1,369 0,438 ING. WILLIAM LOPEZ
  18. 18. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS BIBLIOGRAFIA Roca, Vila (1978) INTRODUCCION A LA MECANICA DE LOS FLUIDOS. Editorial Limusa. México. Bolinaga, Juan. (1999). PROYECTOS DE INGENIERIA HIDRAULICA. Tomo I. Fundación Polar. Caracas. Venezuela. http://es.wikipedia.org/wiki/Canal_(hidr%C3%A 18 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  19. 19. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICASBIBLIOGRAFIA http://es.wikipedia.org/wiki www.geovirtual.cl/Geoestructural http://edafologia.fcien.edu.uy/archivos/EROSION.pdf http://www.aplicaciones.info/naturales/natura05.htm GUEVARA PÉREZ, Edilberto / CARTAYA DI LENA, Humberto. (1991). “Hidrología para Ingenieros”. Editorial McGraw Hill. Segunda Edición. México MONSALVE SAENZ, GERMÁN. (1999). “Hidrología en la Ingeniería”. Alfaomega Grupo Editor, S.A. Segunda Edición. Bogota, Colombia. http://www.bing.com/search?q=Limnigrafo&src=IE-SearchBox&F http://www.slideshare.net/hidrologia/3-la-precipitacin 19 ING. WILLIAM LOPEZ
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