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2º Curso Ingeniería Técnica en Obras Públicas

Enero de 2011

Dto. Ing. Nuclear y Mecánica de Fluidos San Sebastián E.U.P. Donostia

EXAMEN PARCIAL DE HIDRÁULICA E HIDROLOGÍA. 11 de Enero de 2011

HIDRÁULICA1.- (10%) Definición, expresión, ecuación de dimensiones en función de las

magnitudes fundamentales (M L T) y unidades en el Sistema Internacional, de lassiguientes variables físicas:

a) Viscosidad Absoluta. b) Módulo de Elasticidad Volumétrico.c) Tensión Superficial.d) Presión de vapor.e) Flujo volumétrico.

2.- (10%) La compuerta de la figura (cuya anchuraperpendicular al plano del papel es de b = 1 m) puedegirar alrededor del eje situado en 0. La presiónatmosférica es de 1 atm.

a) A la derecha de la compuerta hay agua (cuyonivel de lámina libre está enrasado con la partesuperior de la compuerta) y por encima delagua, la atmósfera. A la izquierda de lacompuerta hay aire a una presión absoluta de1 atm. Se pide calcular el momento de giro(módulo y sentido) que aparece sobre lacompuerta.

b) Mismas condiciones que en a), pero estando elaire situado a la izquierda de la compuerta auna presión absoluta de 1,2 atm y añadiendo por encima del agua una capa de

aceite (saceite = 0,8) de espesor H. Se pide calcular el valor de H que hace quela compuerta no gire.

Nota importante: dibujar los prismas de presiones acotados

Respuesta: M = 3,27·105 N·m, sentido horario; H = 6,77 m

3.- (15%) El cilindro de la figura, cuya anchuraperpendicular al plano del papel es de b = 1m,puede girar sobre un eje situado en 0. Su radio Res de 2m.

a) Si el agua está al nivel a), calcular cuál

debe ser la masa del cilindro para que semantenga estable en la posición quemuestra la figura.

b) Si el agua alcanzase el nivel b), calcular laresultante de la fuerza que ejerce el aguasobre el cilindro y su línea de acción.

c) En el caso b), ¿cuál sería el momentoresultante que aparecería sobre elcilindro?

Nota importante: dibujar los prismas depresiones acotadosRespuestas: Masa = 6,28·103 kg; Resultante = 1,33·105 N, α = 81,53 º, la línea deacción pasa por el centro del cilindro; Momento = 1,4·105 Nm, sentido horario.




Enero de 2011


4.- (15%) En la instalación de la figura,determinar:

a) Presión a la entrada de la bomba en

m.c.agua, m.c. líquido (s = 1.6), kg/cm

2

,Torr y bar.b) Caudal en l/s.c) Altura manométrica de la bomba en

m.c.agua, J/m3 y J/kg.d) Potencia del chorro de agua en kW.

Datos: diámetro de la tubería D = 200 mm;diámetro de la boquilla d = 75 mm.

Nota: Despréciense las pérdidas de carga.

Respuestas: P = -2,98 m.c.a, -1,86 m.c.l, -0,298 kg/cm2

; -219,12 Torr, -0,292 bar; Q =105,92 l/s; Hm = 32,6 m.c.a, 319487,3 J/m3, 319,48 J/kg; Potchorro = 30,397 kW

5.- LABORATORIO (15%)En el simulador de lluvia del laboratorio se han bombeado en toda su superficie (2m2), los siguientes caudales en función del tiempo:

t (min) 0-1 1-2 2-3 3-4Q (l/h) 500 600 750 600

Una vez que el agua escurre por el terreno o se infiltra en él, pasa al aforadordonde se mide el nivel del agua en la escala a lo largo del tiempo. Mediante elempleo de la curva de gasto del aforador (que se adjunta) se obtendrán loscaudales. Los citados niveles medidos se expresan en la siguiente tabla:

t (min) 0 1 3 4 5 6H (mm) 3 6 15 18 12 6

Obtener:a) Hietograma de la lluvia en I

(mm/h) – t (min).b) Hidrograma en Q (l/h) – t (min).c) Precipitación total en mm.d) Volumen total de la lluvia en

litros.

Respuestas: - Hietogramat(min) 0-1 1-2 2-3 3-4I(mm/h) 250 300 375 300

- Hidrogramat(min) 1 2 3 4 5 6Q(l/h) 0 50 300 440 24050

- Precipitación = 20.42 mm- Volumen lluvia = 40.84 litros Curva de gasto del aforador

S=1

0,9m

B

Hg

2,4m175mm

0,6m




Enero de 2011


EXAMEN PARCIAL DE HIDRÁULICA E HIDROLOGÍA. 11 de Enero de 2011

HIDROLOGÍA

Teoría (15%):

1.- Definir y explicar la Ley de Horton, razonando el proceso de infiltración que seproduce en el terreno a lo largo del tiempo. Según esta ley indicar cuál es el valor de la

infiltración en el instante inicial y para t=∞

2.- Concepto de evaporación. Explicar la Ley de Dalton y los factores que influyen enel valor de la evaporación.

Tiempo estimado: 20 minutos

Problema nº1.- ( 10% )

En el plano que se adjunta a escala 1/50.000 se dibuja el trazado de una nuevacarretera que cruza la regata Sagar en el punto A. Obtener:

a) Superficie de la cuenca de la regata en A en km 2.

b) Tiempo de concentración de la cuenca en A en horas, empleando la fórmulade Témez.

c) El máximo caudal para el que se deberá calcular el puente, mediante elmétodo de la Instrucción de carreteras, para un periodo de retorno de 100 años,sabiendo que la máxima precipitación diaria para este periodo de retorno es dePd(100)=180mm y el umbral de escorrentía es de P0= 20mm.


Respuestas: Superficie = 15.1 km2; Tiempo de concentración = 2.11 horas;Caudal máximo Q = 139.86 m3 /s




Enero de 2011





Enero de 2011


Problema nº2.- (10%)

En una estación meteorológica se han registrado en el pluviógrafo los

siguientes valores de la máxima precipitación diaria.

AÑO P24

1991 94

1992 122

1993 105

1994 62

1995 96

1996 117

1997 125

1998 138

1999 83

2000 74

2001 91

2002 66

2003 152

2004 74

Sabiendo que la desviación típica de esta serie es 28,47 mm, mediante elmétodo de Gumbel, obtener:

a) Máxima precipitación diaria para un periodo de retorno de 10 años

b) Máxima precipitación diaria para un período de retorno de 100 años


Respuestas: P24 (10) = 137.45 mm; P24(100) = 190.13 mm

NOTA IMPORTANTE: los problemas deben resolverse razonadamente,explicando los pasos que se han ido dando.




Mayo de 2011


EXAMEN FINAL DE HIDRÁULICA E HIDROLOGÍA. 17 de Mayo de 2011.HIDRÁULICA

1.- (10 %) Un globo presurizado que contiene helio (He) se ha diseñado para elevaruna carga determinada hasta una altitud de 40 km, donde la presión y la temperatura

atmosférica son 3 mbar y -25 ºC, respectivamente. El material del globo es poliéster (s= 1,28) y su espesor es de 0,015 mm. Para mantener la forma esférica del globo, seha presurizado hasta 0,45 mbar. Teniendo en cuenta las constantes de los gases delhelio y del aire (Raire = 287 Nm/kg K; RHelio = 2087,6 N m/kg K), se pide:

a) Diámetro máximo del globo si la tensión de tracción admisible del

material del globo (σadmisible poliéster) es 62 MN/m2.b) Densidad del aire y del helio a la altitud de 40 km.c) Si el diámetro del globo es de 83 m, calcular el empuje del aire sobre el

globo.d) Carga máxima que se puede elevar.

Dato: ∀esfera = 4/3·π·R3

Respuestas: Dmax = 82,67m; ρaire = 0,0042 kg/m3; ρHe = 0,000666 kg/m3; Empuje =12,32 kN; Carga max = 655,5 kg

2.- (10 %) Las descargas deaguas residuales depuradasdesde el canal que lastransporta hasta el mar estáncontroladas por una compuertarectangular AB, de 1,5 m delongitud, 2 m de anchura

normal al plano del dibujo y 400kg de peso. Esta compuerta seencuentra articulada en suarista superior A, como seindica en la figura, y cuandoestá cerrada tiene unainclinación de 60º respecto dela horizontal. Si el nivel delagua del lado del mar se considera constante, coincidente con el de la articulación A,determinar:

a) Reacción que aparecerá en el tope inferior B de la compuerta, sobre el cual se

apoya cuando está cerrada, en caso de que el canal esté vacío.b) Altura H que alcanzará el agua en el canal en el momento en que la compuerta

esté a punto de abrirse para descargar agua hacia el mar.Datos: γ agua del mar = 1025 kg/m3; γ aguas residuales = 1000 kg/m3

Respuestas: RB = 14028,8 N; H = 1,38 m

3.- (10 %) Se construye un modelo a escala 1/25 del espigón de un río, y se mantieneun flujo de agua a una velocidad de 2 m/s. La fuerza medida sobre el modelo es de 15N. Calcular la velocidad y la fuerza correspondientes al prototipo. ¿Qué tipo desemejanza se obtiene? Razonar la resolución.

MarCanal

B

A

60º

H




Mayo de 2011


Respuestas: Vp = 10 m/s; Fp = 2,344·105 N; Se obtiene la semejanza restringida deFroude.

4.- (15 %) Con los datos de la figura, mediante Hazen-Willians, determinar:

a) Expresión analítica de la curva característica de la instalación y representacióngráfica. Escala recomendada: A4 vertical; 1 cm = 0,5 l/s; 2 mca.b) Obtener gráfica y analíticamente el punto de funcionamiento (H, Q)c) Potencia consumida por la bomba (en kW) si el rendimiento de la misma es de

0.7. Si la bomba funciona durante 10 horas al día, calcular el consumoenergético diario de la misma y el coste. Precio de 1 kWh = 0,14 €.

d) Analizar si habrá problemas de cavitación. La presión de vapor absoluta delagua es de 0,4 mca.

Datos: Tubería de fundición; Laspiración=5m; Limpulsión= 500 m; D = 100 mm; Despreciar

las pérdidas menores. Curva característica de la bomba: Hb = 43- 0,04⋅⋅⋅⋅Q2 (Hb enm.c.a . y Q en l/s ).

Respuestas: Hi = 36 + 0,157·Q1,852; Punto de funcionamiento: Q = 6,64 l/s; H = 41,23mca; Pot consumida = 3,83 kW; Coste diario = 5,36 euros; No hay problemas decavitación, NPSHdisponible = 6,878 mca ; NPSHrequerido = 4,8 mca

5.- TEORÍA (15 %)1. Definición breve y concisa de:

•••• Tubo de Pitot. •••• Vertedero •••• Diafragma •••• Nº de Reynolds•••• Golpe de ariete

2. Flujo en canales: deducción de la expresión del caudal.

• Dibujar el esquema del canal, representando las fuerzas que intervienen en

el volumen de control.• Hipótesis de partida.

Z= 3

Z= 0

Z= 36

0

2

4

6

8

2 4 6 8 10

Q (l/s)

N P S H r e q u e r i d o

( m c a )




Mayo de 2011


• Deducción de la expresión del caudal. Significado de cada término de laexpresión.

6.- LABORATORIO (20%)

a) Medida de la presión mediante un manómetro diferencial.

A través del manómetrodiferencial del laboratorio,que muestra la figura, sedesea conocer la presióndel aire en el interior deldepósito que contienefusus.

En el laboratorio se hanmedido las siguientes

cotas, expresadas enmetros: h1 = 0,423, h2 =0,234, h3 = 0,069, h4 =0,156, h5 = 0,08 y h6 =0,417. La lectura delbarómetro de mercurio es754 mmHg. Datos:sHg=13,6; sfusus=0,82; sCl4C =1,52. Se pide:

• Deducir laexpresión de la presión manométrica y absoluta del aire del depósitopresurizado.

• Calcular la presión manométrica y absoluta del aire del depósitopresurizado en el sistema internacional.

• Calcular la presión manométrica del aire del depósito presurizado enmetros de columna de agua, metros de columna de mercurio, atmósferas,bar y kg/cm2.

Respuestas: Paire = -29040 Pa; Pabsaire = 71453,12 Pa; Paire / γ = - 2,96 mca; - 0,2178

mcHg;-0,2866 at; - 0,29 bar; -0,296 kg/cm2

b) Pérdidas de carga en tuberías. En el laboratorio se quiere medir de formaexperimental la pérdida de carga en una tubería y obtener la curva de pérdidasde carga en función del caudal. La tubería es de PVC, de 13 mm de diámetro y647 mm de longitud. Se pide:

- Dibujar el esquema de la instalación, indicando los elementosnecesarios.

- Datos que hay que tomar para obtener la curva hf - Q.- Se quiere comparar la medida experimental con el cálculo teórico a

través de la expresión de Darcy-Weisbach. Determinar la pérdida decarga correspondiente a un caudal circulante de 500 l/h.

Respuesta: hf = 0,08129 mca.




Mayo de 2011


EXAMEN FINAL DE HIDRÁULICA E HIDROLOGÍA. 17 de Mayo de 2011HIDROLOGÍA

Teoría (10%):

a) Métodos que existen para calcular la infiltración. Explicar los pasos adar para pasar de un Hietograma total al Hietograma neto ó útil.

b) Citar y comentar brevemente los tres métodos que existen paracalcular los caudales extraordinarios para diferentes períodos deretorno.


Problema (10%)La capacidad de desagüe (caudal máximo) del río que atraviesa una

determinada ciudad es de 150 m3 /s. La superficie de la cuenca de dicho río en estaciudad es de 30 km2, su longitud es de 5 km y el máximo desnivel de 500 metros. En

una estación meteorológica, situada en el centro de la cuenca, se ha registrado unalluvia fuerte. Descontada la infiltración el Hietograma neto de esta lluvia, en intervalosde 20 minutos, es la siguiente:

Obtener:a) Obtener las intensidades de la precipitación en cada intervalo.b) Tiempo de concentración empleando la fórmula de Témez (dar el resultado

con un decimal).c) El hidrograma unitario de esta cuenca para una duración de la lluvia unitaria

de 20 minutos, empleando las fórmulas de Témez.d) El hidrograma de la lluvia neta producida y decir si se produce

desbordamiento del río en la ciudad.

Respuestas: a) Hietograma en intensidades:

Intervalo Intesidad(min.) (mm/h)

-------------------------------0-20 620-40 1540-60 30

b) Tiempo de concentración: Tc = 1,6 horasc) Hidrograma unitario para tr=20 minutos

t(min.) 0 20 40 60 80 100 115-----------------------------------------------------------------------------------------

q(m3/s) 0 4,3 8,2 6,4 4,2 1,8 0

d) Hidrograma para la lluvia caída.

t(min.) 0 20 40 60 80 100 120 140 160--------------------------------------------------------------------------------------------------------

q(m3/s) 0 8,6 37,9 95,8 122,4 88,6 51 18 0

No se desborda el río pues el caudal máximo (122,4m3/s) es menor que la

capacidad del cauce (150 m3/s).Tiempo estimado: 15 minutos

Intervalo (minutos) 0-20 20-40 40-60 Precipitación (mm) 2 5 10




Mayo de 2011


EXAMEN FINAL DE HIDRÁULICA E HIDROLOGÍA. 17 de Mayo de 2011ALUMNOS CON EL PRIMER PARCIAL LIBERADO

1.- (10 %) Se construye un modelo a escala 1/25 del espigón de un río, y se mantiene

un flujo de agua a una velocidad de 2 m/s. La fuerza medida sobre el modelo es de 15N. Calcular la velocidad y la fuerza correspondientes al prototipo. ¿Qué tipo desemejanza se obtiene? Razonar la resolución.

2.- (20 %) Los depósitos A y B dela figura están conectados por lastuberías (1) y (2), dispuestas enparalelo. Las tuberías son defundición. Los diámetros son D1 =300 mm y D2 = 600 mm. Laslongitudes son L1 = 1500 m y L2 =3000 m. El fluido circulante es

petróleo crudo a 28 ºC (s = 0,86).

Despreciando las longitudes de lastuberías 3 y 4 y las pérdidas menores, se pide:

a) Caudal Q2 sí Q1 = 56 l/s.b) Diámetro de tubería del mismo material y L= 3000 m que podría sustituir a

aquellas dos (1) y (2), es decir, el diámetro de tubería que transporte el mismocaudal que las otras dos conjuntamente. Los diámetros de tubería disponiblesson: 600mm, 625 mm, 650 mm y 675 mm.

Respuestas: Q2 = 245,68 l/s; D = 650 mm.

3.- (25 %) Con los datos de la figura, mediante Hazen-Willians, determinar:

a) Expresión analítica de la curva característica de la instalación y representacióngráfica. Escala recomendada: A4 vertical; 1 cm = 0,5 l/s; 2 mca.

b) Obtener gráficamente el punto de funcionamiento (H, Q).

1

3

2

4

Z= 3

Z= 0

Z= 36

0

2

4

6

8

2 4 6 8 10

Q (l/s)

N P S H r e q u e r i d o

( m c a )

A

B




Mayo de 2011


c) Potencia que consume la bomba (en kW) si el rendimiento de la misma es de0.7. Si la bomba funciona durante 10 horas al día, calcular el consumoenergético diario de la misma y el coste del mismo. Precio de 1 kWh = 0.14€.

d) Analizar si habrá problemas de cavitación. La presión de vapor absoluta delagua es de 0,4 mca.

Datos: Tubería de fundición; Laspiración=5m; Limpulsión= 500 m; D = 100 mm; Despreciar

las pérdidas menores. Curva característica de la bomba: Hb = 43- 0,04⋅⋅⋅⋅Q2 (Hb enm.c.a . y Q en l/s ).

4.- (10 %) Golpe de ariete. Definición de tubería corta o cierre lento y tubería larga ocierre rápido. ¿Qué expresión se utiliza en cada caso para calcular la sobrepresión

generada por golpe de ariete, la de Micheaud (∆H = 2 ⋅ L⋅ V/g ⋅ T ) o la de Allievi ( ∆H = a ⋅ V /g )? ¿Qué indica cada término de la expresión? ¿En qué caso es mayor lasobrepresión?

5.- (15 %)a) Flujo en canales: deducción de la expresión del caudal.

• Dibujar el esquema del canal, representando las fuerzas que intervienen enel volumen de control.

• Hipótesis de partida.• Deducción de la expresión del caudal. Significado de cada término de la

expresión.

b) Una tubería de hormigón en bruto trabaja como canal, sin entrar en carga. Elcaudal circulante de agua es de 50 l/s y la pendiente es de 0,05 milésimas.

Calcular el diámetro de la tubería y el calado. Respuestas: D = 70 cm; h = 51,1 cm


a) Se quiere medir la velocidad de un flujo de aire que sale a través de unorificio. Para ello se utiliza un tubo de Pitot conectado a un manómetro en U,con líquido manométrico agua.

•••• Dibujar el esquema de la instalación.•••• Deducir la expresión de la velocidad.•••• Si la velocidad de salida del aire es 40 m/s, ¿Cuál es la lectura h en el

manómetro de agua?

Datos: Pat = 755 mmcHg; T= 15 ºC; Raire = 287 Nm/kg K

Respuesta: h = 9,938 cm

b) Describir con brevedad y claridad la forma de calibrar experimentalmente unaparato deprimógeno (diafragma o venturímetro). Dibujar el esquema de lainstalación. Enunciar las ecuaciones necesarias para la obtención de la expresióndel caudal. ¿Qué datos son necesarios tomar en el laboratorio? ¿De qué variable

depende el caudal?




Junio de 2011


EXAMEN FINAL DE HIDRÁULICA E HIDROLOGÍA. 21 de Junio de 2011HIDRÁULICA

1.- (10%) La presión manométrica en el punto A de la figura de -1,078 N/cm2. La

presión atmosférica es de 1 bar. Se pide:a) Presión manométrica en A en m.c.a, kg/cm2 y Pa.b) Presión absoluta en A, en atmósferas.c) Densidad relativa, densidad (S.I) y peso específico (S.I) del líquido B.

Respuestas: PA = -1,1 m.c.a.; -0,11 kg/cm2; -10.780 Pa; PAabs = 0,888 at; s = 1; ρ =

1000 kg/m3; γ = 9800 N/m3

2.- (10%) La figura muestra el dique de un astillero, quepuede considerarse estanco. Sus dimensiones son lassiguientes: la profundidad normal al plano del dibujo es de50 m, el ancho es de 10 m y la altura es de 30 m. El dique

se llena de agua (γ agua = 9800 N/m3) hasta una altura de15 m. Se pide:

a) Fuerza que soportan las paredes laterales yel fondo del dique. Dibujar previamente losprismas de presiones acotados.

Se introduce en el dique una barcaza de 300 Tn de peso.b) Determinar el volumen sumergido de la

barcaza.c) Suponiendo que la sección recta de la

barcaza que muestra la figura es simétrica,constante, y que en proa y en popa secierra en dos planos verticales, determinarel calado h de la barcaza. Longitud de la

barcaza 30 m.Respuestas: Flateral=55125 kN; Ffondo = 73500kN; ∀sumergido = 300 m3; h = 2,144 m.

Líquido B

A




Junio de 2011


3.- (15 %) Se desea estudiar la caída de presión de un fluido ( ν = 4,7·10-5 m2 /s) a lolargo de un canal de sección semicircular de diámetro D. Se sabe que dicha caída

depende de las siguientes variables: densidad del fluido circulante ρρρρ; velocidad mediadel flujo V; longitud del canal L; rugosidad de las paredes del canal εεεε; diámetro del

canal D; gravedad g; viscosidad absoluta del fluido µµµµ y calado h.∆p =f (ρ, V, L, ε, D, g, µ, h)

Aplicando el análisis dimensional:a) ¿Cuántos parámetros adimensionales intervienen en el fenómeno?b) Obtener dichos parámetros. Variables repetidas: ρρρρ, D y Vc) Determinar la viscosidad cinemática del fluido a utilizar en el ensayo del

modelo para obtener la semejanza absoluta. Dato: λ = Dprototipo /D´modelo= 10

Respuestas: 6; π1=∆p/ ρv2, π 2=L/D; π3 = ε /D, π 4=gD/v2; π5= ρDv/ µ; π6 = h/D;

υm=1,486·10-6 m2 /s.

4.- (25 %) La instalación de la figura toma agua de la red general en la acometida “O”

a una presión P0 / γ = 25 m.c.a, para llenar una piscina de 48 m3 de capacidad. Toda lainstalación, incluyendo el punto de acometida “O” y el de descarga “D”, se encuentraen una cota 0 m. La tubería es de PVC, de 25 mm de diámetro. Las válvulas A, B y Ccompletamente abiertas tienen un coeficiente de pérdidas de carga K = 4(adimensional) y la descarga D, KD= 2(adimensional). Se pide:

Mediante Darcy-Weisbach:

a) Caudal desaguado por la descarga Dsuponiendo que la bomba no ha sido

instalada.

Mediante Hazen- Williams:

b) Suponiendo que la bomba está funcionando, siendo su curva característica lasiguiente: Hb (m.c.a) = 15- 480000 Q2 (Q en m3 /s)

b1) Obtener la expresión analítica de la altura manométrica de la instalación Hmi =f (Q)b2) Obtener gráficamente el punto de funcionamiento de la instalación (H, Q)b3) Calcular el tiempo de llenado de la piscina.b4) Si el tiempo de llenado son 8 horas, los rendimientos de la bomba y del motor

eléctrico son ηbomba = 0,9; ηme = 0,75, respectivamente, y el precio del kWh = 0,14euros, calcular el costo del llenado de la piscina.

Datos: LAB = 10 m; LCD = 40 m.Escala recomendada: A4 vertical ; 1 cm = 2 m.c.a; 0,2 l/s.

Respuestas: Q = 1,483 l/s; Hi = -25 + 2,9638Q2 + 11,456Q1,852; P. F.: Q = 1,7 l/s; H =13,63 m.c.a.; tllenado = 7 h 50’ 35’’; Costo = 0,376 euros.

40m10m

O

A

D

CB




Junio de 2011


5.- TEORÍA (10%) Definición breve y concisa de los siguientes conceptos: a) Viscosidad.

b) Presión de vapor. c) Presión estática. Aparatos que miden la presión estática.

d) Presión total. Aparatos que mide la presión total. e) Presión dinámica.f) Flujo turbulento.g) Tubería lisa. h) Cota o altura piezométrica. i) Bernoulli o altura total.j) Diafragma.


Calibrado del vertedero en V.

En el canal hidrodinámico del laboratorio se ha colocado un vertedero de pareddelgada en V para calibrarlo.

• Dibujar esquemáticamente la instalación y enumerar los elementos deque consta.

• Describir con brevedad y claridad la forma de obtener el coeficiente delvertedero en el laboratorio.

• Datos necesarios para obtener el coeficiente del vertedero.

Ayuda: Expresión del caudal Q = Cd·2,36· tg ϕ /2·H5/2




Junio de 2011


EXAMEN FINAL DE HIDRÁULICA E HIDROLOGÍA. 17 de Mayo de 2011

HIDROLOGÍA

Teoría (10%):

c) Explicar los conceptos de año hidrológico, período de retorno,hietograma e hidrograma.

d) Explicar el mecanismo de la evapotranspiración. Citar y explicar lasfórmulas empíricas para calcular la evapotranspiración anual y lamensual. Explicar el significado de los parámetros que intervienen endichas fórmulas.


Problema (10%)

Se va a construir un polígono residencial cerca de un río. Para conocer la cota mínimaa la que se debe construir es preciso conocer previamente el caudal que tendrá dichorío para un período de retorno de 500 años.

Hallada la divisoria de la cuenca, se ha obtenido que la cuenca tiene 56 km 2 desuperficie, la longitud del cauce principal es de 9,5 km y el máximo desnivel es de1.100 metros.

En un pluviográfo cercano se conoce que la máxima precipitación diaria para unperiodo de retorno de 500 años es de 220 mm. También se sabe que el umbral deescorrentía del terreno de la cuenca es Po=15mm.

Utilizando el método de la Instrucción de Carreteras se pide:

a) Tiempo de concentración en horas, utilizando la fórmula de Témez.b) Intensidad de la lluvia pésima para T=500 años.c) Coeficiente de escorrentía.d) Caudal del río en la urbanización para T=500 años

Respuestas: Tc = 2.5 h; I = 50.4 mm/h; C = 0.78; Q = 733.82 m3 /s


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