Universidad Militar “Nueva Granada” TALLER Nº 3 HIDROLOGIA
Presentado a: LISANDRO NUÑEZ Tutor hidrología UMNG
Presentado por: ANA CLEMENCIA ROJAS. CÓD. 7301293.
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Universidad Militar Nueva Granada Facultad de Estudios a Distancia Programa de Ingeniería Civil 2013.
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TALLER Nº 3
TALLER Nº 3 1. A partir del siguiente registro de precipitaciones máximas de la estación Caña veralejo en el Valle del Cauca, determine las curvas de intensidadduración frecuencia para periodos de retorno de 1 año, 10 años, 25 años, 50 años y 100 años.
Año
Precipitaciones máximas (mm). Estación Cañaveralejo Duración (min) 120 20 min 30 min 40 min 50 min 60 min 90 min min
150 min
180 min
1985
15
20
36
39.7
39.7
40
35.6
50.8
55.5
1986
22
30
34.5
51
34.8
38.7
56.3
54.7
46.8
1987
33
37
54
34.8
41.5
31.8
51.8
70.2
69.5
1989
18
43
34
40.5
66.4
50.5
45.9
40
57
1990
20.5
23.5
50
34
40.5
63
70.2
36
51.8
1991
30
30.5
40
50
54
56.3
53.3
55.2
71.9
1992
20
37
29.5
66.4
34
35.4
45.5
46.7
46.2
1993
20
27
39
41.5
51
53
40
56.3
55.8
1994
32
30
40
47
47
44.4
54.9
68.9
55.5
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TALLER Nº 3
i = P1(cm) t1(hi)
Para el año 1985 P1= 55.5 mm = 5.55cm T= 180 min =3 hr i = P1(cm) = 5.55 cm = 1.85 cm/hr t1(hi) 3 hr
Para el año 1986 P1= 56.3 mm = 5.63cm T= 120 min = 2 hr i = P1(cm) = 5.63 cm = 2.815 cm/hr t1(hi) 2 hr
Para el año 1987 P1= 70.2 mm = 7.02 cm T= 150 min = 2.5 hr i = P1(cm) = 7.02 cm = 2.808 cm/hr t1(hi) 2.5 hr
Para el año 1989 P1= 66.4 mm = 6.64 cm T= 60 min = 1 hr i = P1(cm) = 6.64 cm = 6.64 cm/hr t1(hi) 1 hr
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Para el año 1990 P1= 70.2 mm = 7.02 cm T= 120 min = 2 hr i = P1(cm) = 7.02 cm = 3.51 cm/hr t1(hi) 2 hr
Para el año 1991 P1= 71.9 mm = 7.19 cm T= 180 min = 3 hr i = P1(cm) = 7.19 cm = 2.396 cm/hr t1(hi) 3 hr
Para el año 1992 P1= 66.4 mm = 6.64 cm T= 50 min = 0.833 hr i = P1(cm) = 6.64 cm = 7.971 cm/hr t1(hi) 0.833 hr
Para el año 1993 P1= 56.3 mm = 5.63 cm T= 150 min = 2.5 hr i = P1(cm) = 5.63 cm = 2.252 cm/hr t1(hi) 2.5 hr
Para el año 1994 P1= 68.9 mm = 6.89 cm T= 150 min = 2.5 hr i = P1(cm) = 6.89 cm = 2.756 cm/hr t1(hi) 2.5 hr
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Intensidades (cm). Estación Cañaveralejo Año
Duración (horas) 0,33
0,50
0,67
0,83
1,00
1,50
2,00
2,50
1985
4,5
4
5,4
4,764
3,97
2,66666667
1,78
2,032
1,85
1986
6,6
6
5,175
6,12
3,48
2,58
2,815
2,188
1,56
1987
9,9
7,4
8,1
4,176
4,15
2,12
2,59
2,808
2,31666667
1989
5,4
8,6
5,1
4,86
6,64
3,36666667
2,295
1,6
1990
6,15
4,7
7,5
4,08
4,05
4,2
3,51
1,44
1,72666667
1991
9
6,1
6
6
5,4
3,75333333
2,665
2,208
2,39666667
1992
6
7,4
4,425
7,968
3,4
2,36
2,275
1,868
1,54
1993
6
5,4
5,85
4,98
5,1
3,53333333
2
2,252
1,86
1994
9,6
6
6
5,64
4,7
2,96
2,745
2,756
1,85
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3,00
1,9
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50 45 40
1993
35
1992
30
1991 1990
25
1989
20
1987
15
1986
10
1985 5
#REF!
0 0,33 hr 0,5 hr 0,666 hr
0,833 hr
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1 hr
1,5 hr
2 hr
2,5 hr
3 hr
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A la relación de las intensidades horarias con respecto a la intensidad de 24 hr, se le denomina parámetro k, el cual es calculado para cada duración y período de retorno. Dicho parámetro queda establecido como:
Donde: Id = Intensidad de precipitación horaria. I24 = Intensidad de precipitación para una duración de 24 horas.
2. Se planea construir un embalse en el rio Simijaca con el propósito de suministrar agua al acueducto local y a un distrito de riego de pequeña escala. El acueducto suministrará agua a una población estimada de 1140 habitantes con un consumo promedio de agua de 3,8 m 3 hab/mes y el distrito de riego irrigara un área de 300 hectáreas en hortalizas.
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Habitantes: 1140
Rata de crecimiento: Se tiene una rata de crecimiento del 4% para la zona de Santander.
Periodo de Diseño: se calcula un periodo de Diseño de 30 Años. POBLACIÓN FUTURA: Se emplea el siguiente método geometrico del que formula es: PF=Pa(1+r) ex n PF= población futura Pa= Población Actual r= Rata de crecimiento n= Periodo de Diseño PF = 1140Hab (1+0.04)ex30 = 3697 hab PF = 3697 hab
CONSUMO: Dotación Neta Mínima: La dotación minima neta es el volumen necesario para satisfacer las necesidades de un habitante sin tener en cuenta las perdidas que se presenten en el sistema de acueducto. Tomando 3,8 m 3 hab/mes = 0.1266m 3 hab/dia = 126.66L/hab.dia.
Dotación Bruta. Corresponde al valor de la dotación neta minima ajustada a las perdidas promedio calculadas que serian de un 30%. Db=
Dn = 126.66L/hab.dia = 180.9523L/hab.dia (1-P/100) 1-0.3
Caudal de Diseño= El caudal de Diseño que tomaremos para este estudio será el caudal máximo diario (QMD) tomando en el año horizonte del periodo de diseño. Tomaremos las siguientes variables para el estudio.
Caudal medio, Es el caudal promedio que tomaremos para este estudio y nos sirve de base para calcular el caudal máximo diario y el caudal máximo horario. Este caudal se expresa en litros por segundo. Qpr promedio = Consumo total (L/hab.d)*Poblacon Futura (hab) 86400 Qpr promedio = 180.9523L/hab.dia * 3697 hab = 7.74283 L/seg.=0.00744283L/seg 86400 dia/seg.
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Caudal Máximo Diario: Es la demanda máxima que se presenta en un día del año, representa el día de mayor consumo en el año y se calcula de acuerdo a la siguiente formula.
K1 y k2 =variaciones dependiendo de habitantes Qmd= 1.3 Qpr Qmd = 1.3 * 7.74283 L/hab.dia = 10.0656 L/seg
Caudal Máximo Horario : Corresponde a la demanda máxima que se presenta en una hora durante un año completo y se calcula. QMH=1.8 x Qpr QMH =1.8 x 7.74283 L/seg = 13.9370 L/seg.
Los caudales medios mensuales del rio en el sitio de la construcción de la presa y la Información climatológica media mensual para los últimos 30 años, así como la demanda de agua para el acueducto y el distrito de riego se muestran a continuación: Mes ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO
JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE
Caudal
Precipitación
Evapotranspiración
Demanda (Mm3)
(m3/s)
(mm/mes)
(mm/mes)
Riego
Acueducto
0.316 0.209 0.318
17 55 118
135 127 133
1.61 1.51 1.56
0.042 0.042 0.042
1.250 1.217 0.660
306 426 433
114 111 97
1.28 1.20 1.03
0.042 0.042 0.042
0.243 0.182 0.261
397 359 315
107 114 115
1.16 1.26 1.29
0.042 0.042 0.042
0.938 1.636 0.876
311 186 47
117 110 121
1.31 1.26 1.44
0.042 0.042 0.042
A. Teniendo en cuenta el caudal y la demanda elabore la gráfica para la curva de masa y la demanda determinando el volumen útil del embalse.
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PRECIPITACION (mm) 500 450 400 350 300 250 200 PRECIPITACION (mm)
150 100 50 0
B. El sitio para la construcción de la presa ya fue seleccionado teniendo en cuenta los aspectos técnicos, topográficos, geológicos, ambientales, sociales y de presupuesto, y su ubicación se muestra en el plano en AutoCAD. De acuerdo al volumen útil calculado y teniendo en cuenta que la producción media anual de sedimentos en la cuenca del río Simijaca hasta el sitio de presa es de 76.024 t/año, equivalente a un volumen de sedimentos de 47.515 m 3/año, determine la altura de la presa para una vida útil del embalse de 30 años.
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C. Teniendo en cuenta el espejo de agua generado por la presa, efectúe el balance hídrico mensual del embalse. Se adjunta el plano topográfico.
Profe será posible un día más de plazo para terminar el taller
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