Hidraulica para Ingenieros

LA CUENCA HIDROGRÁFICA\n\nDEFINICIÓN\n\nSe denomina cuenca hidrológica el área limitada por un contorno al interior del cual las aguas lluvias que caen se dirigen hacia un mismo punto, ya sea de salida o de interés particular (área de colección).\n\nSOCIAL\n\nBIOFISICO ECONOMICO\n\nMayor detalle y profundidad en manejo: Curso Cuencas Hidrográficas.\n\nGENERALIDADES\n\nCartografía:\n• Escala\n• Antigüedad\n\nPartes De La Cuenca\n\n• Parte Alta o Recepción\n• Garganta\n• Lecho o Cono de Deyección\n\n¿Cómo se puede definir una cuenca hidrográfica de una forma práctica? ¿Cuáles son los partes fundamentales de una cuenca hidrológica? Justifique o define cada de sus partes.\n\nHIDROLOGÍA HENRY JIMÉNEZ E. Características Fisiográficas de la cuenca\n\n• Posición y orientación\n• Forma\n• Tipo y uso del suelo\n• Pendiente\n• Elevación\n• Tiempo de concentración\n• Red de drenaje.\n\nEVALUACIÓN DE LA CUENCA\n\nTrazado Del Parteaguas:\n\nSitio de cierre ➔ Importancia\nInformación UNIVERSIDAD DEL VALLE\nFACULTAD DE INGENIERÍA\n\nPARTEAGUAS\n\nESCALA: 1: 200.000\n\nHIDROLOGÍA HENRY JIMÉNEZ E. Escala Recomendada Según el Área Cuencas\n\nEscala\n1 : 5000\n1 : 10000\n1 : 25000\n1 : 50000\n1 : 100000\n1 : 200000\n\nÁrea de la Cuenca\n\n(Km²)\n\n1\n100\n1000\n5000\n10000\n25000 Nombre Según el Área de las Cuencas\n\nÁrea (Km2)\n< 5.0\n5.0 - 20.0\n20.0 - 100.0\n100.0 - 300.0\n> 300\n\nNombre\nUnidad\nSector\nMicrocuenca\nSubcuenca\nCuenca Divisoria topográfica\n\nFijo de B hacia A\n\nNivel freático\n\nRocas madre\n\nDivisoria de aguas\n\nDivisoria geológica\n\nFijo de A hacia B\n\nNivel freático\n\nRocas madre \n\nUNIVERSIDAD DEL VALLE\nFACULTAD DE INGENIERÍA\nEIDENAR\n\nCURVAS ISOCRONAS\n\nEsc. 1:200.000\n\nN\n\nHIDROLOGÍA HENRY JIMÉNEZ UNIVERSIDAD DEL VALLE\nFACULTAD DE INGENIERÍA\nEIDENAR\nELEVACION MEDIA\n\nMétodo De Las Intersecciones\n\nCálculo de la elevación media de la cuenca del río Cañaveralejo por el método de las intersecciones:\n\nCoordenada de Elevación\nla intersección (m)\n\nI-F 1723\nI-G 1725\nI-H 1825\n2-E 1604\n2-F 1617\n2-G 1640\n2-H 1747\n\n∑ Ecotas\nEm = ----\nn\n\nDonde:\n\nEm: Elevación media de la cuenca en metros\n∑Ecotas: Sumatoria de las cotas.\nn: Número de intersecciones\n\na) Determinar cuál es la elevación media de la cuenca en metros, usando el método pantcho más fresco mdrde \nHIDROLOGÍA HENRY JIMÉNEZ. Metodo Área - Elevación\n\nEste método inicia con la medición del área de las diferentes franjas de terreno, delimitada por las curvas de nivel consecutivas y la división de aguas.\n\nEm = ∑ A1 * e1\nAt\n\nDonde:\n\nEm: Elevación media de la cuenca en metros\nA1: Área de cada franja, en km2 o en m2 de acuerdo al tamaño de la cuenca.\ne1: Promedio de las curvas de nivel que delimitan cada franja, en metros.\nAt: Área total de la cuenca en km2 o en m2\n\na) Diga una breve explicación del de los diferentes métodos que tienen muchas y dado en clase para determinar la elevación media de un cuenca hidrográfica, explique, justifique o defina, diga como deben usar uno u otro. UNIVERSIDAD DEL VALLE\nFACULTAD DE INGENIERÍA\nEIDENAR\n\nMETODO AREA ELEVACION\n\nN\n\n1800\n\n1600\n\n1400\n\n1200\n\n1000\n\n∑ ei * Ai\nEm = ---------\nAt\n\nHIDROLOGÍA HENRY JIMÉNEZ Elevación (m)\n2000\n900\n50\n100\nArea sobre C.N. inferior (%) Cálculo de la Elevación Media. Método Área - Elevación. Cuenca Río Cañaveralejo\nA1 x e1\n665.00\n1312.50\n3133.75\n318.75\n2092.50\n1341.25\n968.75\n1093.75\n23.125\nElevación Promedio (m)\n950\n1050\n1150\n1350\n1450\n1550\n1650\n1750\n1850\nCurvas de Nivel\n900 - 1000\n1000 - 1100\n1100 - 1200\n1200 - 1300\n1300 - 1400\n1400 - 1500\n1500 - 1600\n1600 - 1700\n1700 - 1800\n1800 - 1900 UNIVERSIDAD DEL VALLE\nFACULTAD DE INGENIERÍA\nEINAR\nEfecto De La elevación En C.H. :\nq\n(lts/seg/Km2)\n30\n20\n10\nH (m)\n0\n500\n1000\n1500\n2000\n2500\n3000\nTEMP.\n(°C)\n30\n20\n10\nH (m)\n0\n1000\n2000\n3000\nHIDROLOGÍA - HENRY JIMÉNEZ UNIVERSIDAD DEL VALLE\nFACULTAD DE INGENIERIA\nUIDENAR\n\nPENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA\nHIDROGRAFICA\n\nCálculo de la Pendiente Media de la cuenca por el Método de Alvord.\n\nCurvas de nivel\tLongitud (Km)\n1000\t5.00\n1100\t1.50\n1200\t8.10\n1300\t1.40\n1400\t4.10\n1500\t3.00\n1600\t2.60\n1700\t2.40\n1800\t1.00\n1900\t\n2000\t\n\nD: Diferencia de nivel entre curvas consecutivas\nL: Longitud total de las curvas de nivel\nA: Area total de la cuenca\n\nS_m = 0,10 km * 29,10 km = 0,2487\n11.7 km²\n\nS_m = 24,87 % ELEVACION (m.s.n.m)\n\n1.800\n1.700\n1.600\n1.500\n1.400\n1.300\n1.200\n1.100\n1.000\n950\n\n0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100\n% DEL TOTAL SOBRE LA COTA FIGURA No. 1\n(CURVAS DE NIVEL)\n\n10 20 30 40 50 60 70 80 90 100\n\nELEVACION (m.s.n.m.) Cálculo de la Curva Hipométrica Cuenca Río Cañaveralejo\n\n% Área Sobre % del Curva de Nivel Curva Inferior Total\n100.00 94.08 83.40 38.10 24.85 16.84 11.81 6.47 1.13\n5.98 10.68 22.29 13.25 7.91 5.34 5.34 1.13 0.125\n\nElevación (m) Promedio\n950 900 - 1000\n1000 1000 - 1100\n1150 1100 - 1200\n1250 1200 - 1300\n1350 1300 - 1400\n1450 1400 - 1500\n1550 1500 - 1600\n1650 1600 - 1700\n1750 1700 - 1800\n1850 1800 - 1900 UNIVERSIDAD DEL VALLE\nFACULTAD DE INGENIERÍA\nEIDENAR\n\nRED DE DRENAJE\n\n1 1 1 1 1 1\n3 2 3 2\n3 2\n3 2\n1 1\n\nPam lo aglufar ded cuencas hidrográficas\nindicadas en la figura indique cuales son\nlos ríos principales (4), terciario (3), secundario (2)\ny primario (1). Cítiplque s Respuest y Bique? PENDIENTE DEL CAUCE\nPartiendo de un perfil topográfico del río principal se puede estimar por alguno de los siguientes métodos:\nMétodo de los Valores Extremos\nConsiste en determinar el desnivel H entre los puntos más elevados y bajo del mismo río en estudio y luego dividirlo entre la longitud del mismo cauce L es:\n\nS = H/L\n\nEste método puede ser empleado en cauces de poca longitud o de muy poca variación altitudinal, en donde el perfil del río casi coincide con la recta que une los puntos extremos.\n\n- Digo cuáles son los diferentes métodos utilizados en el cálculo de pendiente de cauce. Explique, defino y luego indique cuáles son los, ventajas y desventajas. Método de Taylor – Schwarz\nTratando de ajustar una rasante al perfil del río, los proponentes de este método sugieren subdividir el río en tramos de igual longitud L cada uno con pendiente uniforme. Se obtiene que:\n\nS = [\n\n n n n\n\n 1 + 1 + ... + 1 \n\n √S1 √S2 √Sn\n\n] 2\n\nSiendo:\nn: Número de tramos de igual longitud en que se ha subdividido el río.\nS1, S2, ..., Sn: Pendiente de cada tramo del río, las cuales se estiman por valores extremos.\nSe comprende que entre mayor sea el número de tramos en que se subdivida el cauce principal, mejor será la estimación de su pendiente media. Método de Compensación de Áreas\nEste método busca reducir la desviación que se presenta entre el perfil del río y la recta que une los puntos extremos; mediante una línea trazada desde el punto más bajo de ella e igualmente delimitada por el perfil del río en su parte inferior, deben ser iguales.\nIgual expresión que en el método anterior se emplea en este caso; considerando solo lo que el desnivel H será entre el punto más bajo, la longitud de la corriente principal de agua. ALTITUD SOFRE EL RÍO (m)\nLONGITUD DEL RÍO (cm)\n CALCULO DEL TIEMPO DE CONCENTRACIÓN (Tc)\nEl tiempo de concentración se ha definido como el lapso entre el inicio de la precipitación y el momento en que toda el área de drenaje contribuye a el escurrimiento superficial.\nEl tiempo de concentración se calcula mediante fórmulas que toman en cuenta fundamentalmente la longitud y la pendiente del cauce principal, también se encuentran fórmulas que relacionan esta última variable con el tamaño de la superficie drenada. Las fórmulas empíricas más utilizadas son las siguientes:\n• Fórmula de Kirpich\n• Fórmula de Guaire\n• Fórmula del Bureau of reclamation (EE.UU)\n¿Cúales son los diferentes fórmulas empíricas o métodos ultimos para determinar el tiempo de concentración (Tc)? Detone, Explique? Indique las ventajas y Fórmula de Guaire\nTc = 0.355 ( A / √S ) 0.595\nDonde:\nTc = es el tiempo de concentración, en horas\nL = es la longitud del cauce principal, en Kilómetros\nH = es la diferencia de cotas de los puntos extremos, en metros\nS = es la pendiente media de la cuenca, en m/km\nA = es el área de la cuenca, en kilómetros cuadrados\nFórmula del Bureau of reclamation (EE.UU)\nTc = ( 0.886 L3 / H ) 0.385\nDonde:\nTc = es el tiempo de concentración, en horas\nL = es la longitud del cauce principal, en kilómetros\nH = es el desnivel, en metros. Fórmula de Kirpich (1940)\n\nTc = 0.0195 K^0.77\n\nDonde:\n\nK = L / √S\n\nS = H / L\n\nS = es la pendiente del cauce principal, en metro sobre metro\nTc = es el tiempo de concentración, en minutos\nL = es la longitud máxima de recorrido del agua en metros\nH = es la diferencia de altura entre el punto más remoto y el punto de salida del agua, en metros.