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DiseoHidrolgicoPerodoAcadmico:Septiembre2015 Marzo2016

No.Decrditos:2cdts

Ing.DiegoMoraSerrano,PhDdiego.mora@ucuenca.edu.ec

FacultaddeIngenieraCivilUniversidaddeCuenca

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Contenido Sesin ActividadTareaIntroduccin al Diseo Hidrolgico

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Lectura:Cap 13 Ven T Chow

Mediciones Hidrolgicas 3 Lectura:Cap 3 Fattorelli; Cap 6 Ven T Chow

Anlisis deFrecuencia 456

Lectura:Cap 4Fattorelli;Cap 12VenTChow

Ejercicios:ECQConstruccion deIDF,QDF

Modelacin 78910

Lectura:Cap 7 Fattorelli

Ejercicios:

WETSPRO

VHM

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Contenido Sesin ActividadTareaTrnsitodeCrecidas 11

1213

Cap 8, 9 Ven T Chow; Cap 8 Fattorelli

Hidrologa Urbana 1213

Cap 11 Fattorelli

Hidrologia de Riego 1415

Cap 13 Fattorelli

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Evaluacin

Actividad %

1er Parcial (L:5; P:10; T:10) 25%

2ndo Parcial (L:5; P:20) 25%

Exmen Interciclo (Cap 1,2 y 3) 20%

Exmen Final (T Escrito:20; Sustentacion:10) 30%

Total 100%

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Bibliografa BibliografaBsica

Fattorrelli S.,FernndezP.,DiseoHidrolgicoIIEdicin,WASAGN,ISBN:9789870527382

Ven Te Chow,Maidment David,MaysLarry.Hidrologaaplicada,McGrawHillInteramericana,S.A.,1994

Bibliografa Complementaria

MaysL.W.,WaterResourcesEngineering,FirstEdition,JohnWiley&Sons,Inc.2001

Linsey R.K.,Franzini J.B.,FreybergD.L.,Tchobanogous G.,WaterResourcesEngineering,FourthEdition,McGrawHillInc.,1992

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Captulo1IntroduccinalDiseoHidrolgico

Concepto: Eselprocesodeevaluacindelimpactodeloseventoshidrolgicosenunsistemaderecursoshidrulicos

Esladeterminacindelosvaloresdelasvariableshidrolgicasmsrelevantesparaunsistemaounproyecto

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Diseohidrolgico Diseohidrolgico Diseohidrulico

Eldiseohidrolgicoesfundamentalparaeldiseodeestructurashidrulicas(canales,captaciones,tanques,presas,diques,etc.)

Eneldiseohidrulico,apartedeldiseohidrolgicoseincluyenotrosfactores:estructuras,geotcnia,seguridad,saludpblica,economa,esttica,aspectoslegales,etc.

Enesesentidoeldiseohidrolgicodebeserrealizadoenarmonaconlosdemsfactores

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DiseoHidrolgico 1.ControldelAgua:

Drenaje Crecientes Reservorios Controldecontaminacin Controldesedimentos/salinidad

2.UsodelAgua Aguapotableeindustrial Aguaparariego Generacinhidroelctrica Recreacin Ambiental

EventosextremosdecortaduracinCaudalespicosdecrecidaoCaudalesmnimosdeunasequa

Hidrogramasdecaudalescompletosduranteunperododevariosaos

LatareadelHidrlogoencualquiercategoraesdeterminaruncaudaldeentradadediseo,transitarloatravsdelsistemayverificarquelosvaloresdecaudaldesalidaseansatisfactorios

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ValorLimiteEstimado: Cualesellmitesuperiordelaescalade

diseodeunavariable(caudal)?(infinito,finitoconunvalordeterminado).ElLSesdesconocidoperosepuedeutilizarunestimado

ValorLmiteEstimadoeslamximamagnitudposibledeuneventohidrolgicoenunlugardadoutilizandolamejorinformacinhidrolgicaposible.

LaincertidumbredelVLEdependedelacalidadyconfiabilidaddelainformacin,conocimientotcnicoyexactituddelanlisis.

Ejemplo:????PrecipitacinMximaProbable;CrecientemximaProbable

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VLEbasadoenprobabilidades: Metodo determinisitico:Sebasaenobservaciones.Esnecesarioregistroshidrolgicossuficientementelargosparallegaraunafrecuenciaadecuada.(Lasmagnitudesdeeventossonpequeasyaqueestanubicadasenunrangodeobservacionesfrecuentes)

Metodo probabilistico:manejandistribucionesdeprobabilidad.Sonmenossubjetivosyadecuadosparadeterminarnivelesdediseoptimos

Ladensidadpoblacional,condicionesdeterreno,importanciadelaobra,riesgos,entreotros,influyenenlaescaladediseohidrolgico

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Presaspequeas(area:0,2 4km2;altura:7 12m)

Presasmedianas(area:4 20km2;altura:12 30m)

Presasgrandes(area:>20km2;altura>30m)

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Diseoparausosdeagua:Eldiseoparausosdeaguaseformulademanerasimilarqueeldiseoparacontroldeaguas(crecidas),exceptoqueelproblemaesdeaguainsuficienteenlugardeaguaenexceso.Loseventosdesequaocurrenenlargosintervalosysonmenoresquelosdecrecidas.Esmsfcildeterminarlosnivelesdediseodesequasmedianteelanlisisdefrecuencias(unabasecomnparaeldiseoeslasequacrticaderegistro).Seconsideraundiseoexitososisepuedesuministrarlastasasrequeridasduranteelperodocrticoequivalente.

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NiveldeDiseno:Eslamagnituddeleventohidrologicoquedebeconsiderarseparaeldise;odeunaestructuraoproyecto.

NosiempreeseconomicodisenarutilizandoelValorLimiteEstimado.

Existen3formascomundeestimarlo:AproximacionempiricaAnalisisderiesgoAnalisishidroeconomico

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Aproximacionempirica En1900sedisenabaparacrecientesconunamagnitudde50a100%mayorquelamayorcrecienteregistradaenunperiodode25anos

Esuncriterioempirico Esarbitrario

LaprobailidaddequeeleventomasextremodelospasadosNanosseaigualadooexcedidounavezenlosproximonanospuedeestimarsecomo:

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Aproximacionempirica Adicionalmene,siunevento(p.e.unasequia)tieneunaduraciondemanos,elnumerodesecuenciasconlongitudmenlosNanosregistradosesNm+1,yenlosnanosproximosesnm+1.

Entonceslaprobabilidaddequeelpeorevento,abarcandolosperiodospasadosyfuturosenlosnanosfuturoses:

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Analisisderiesgos Especialmenteeneldisenodecontroldeaguas,sedebeincluirlosriesgos.

LaestructurapuedefallarsilamagnitudhidrologicacorrespondienteaunperiododeretornodedisenoT,seexcededurantelavidautildelaestructura

Elriesgohidrologicopuedecalcularseutilizando:

Dondeneslavidautildelaestructura Rrepresentalaprobabilidaddequeuneventox>=xTocurraporlomenosunavezennanos

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Incertidumbre LaincertidumbrepuedesertratadautilizandounfactordeseguridadFS,ounmargendeseguridadMS.

SielvalordadoporeldiseohidrologicoesLylacapacidadrealadoptadaparaelproyectoesC,entonces:

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Analisis HidroeconomicoElperodo deretorno dediseo sepuededeterminar por elanlisis hidroeconmico.Sedebedeterminar: Naturaleza probabilistica deunevento hidrolgico Dao que resultara si ste ocurre

Elcosto deuna obra aumenta si elperodo deretorno es alto,sinembargoelcosto delosdaosesperados disminuyen si sedisea conunperododeretorno alto.

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Un evento con perodo de retorno alto, genera mayor dao (Dao esperado).El dao esperado total sera el producto del dao de cada evento y la probabilidad de que este evento ocurra

La ec. Anterior se evaluar al dividir el rango de x>xT en intervalos y calcular el costo anual de daos esperado para eventos en cada uno de los intervalos (x i-1 < x < x i+1)

Entonces:

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Si se suman los costos de capital (de la obra) y los costos de los daos esperados anualmente, se puede encontrar el perodo de retorno de diseo que tenga los menores costos totales

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