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7/26/2019 E_Hidrometria.ppt

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Unidad 2:Medicion y

Anlisis HidrolgicoPIENSA UNI

Ing. Miguel Blanco Che!

"e#rero del 2$%&


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Es'udios Hidrolgicos

( Hidro)e'ria( Consis'e en la )edicin de las aria#les

hidrolgicas asociadas al *lu+o de agua en las

corrien'es de agua:( Nieles de agua

( ,elocidad del *lu+o

( Caudal

( Sedi)en'os


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Hidro)e'r-a

( Medicin de Nieles.( Se lla)a niel de un r-o a la eleacin de la

suer*icie del agua en una seccin dada con

resec'o a un origen de re*erencia ar#i'rario.( /os nieles del rio se )iden con dos 'ios de

ins'ru)en'os:

( /i)n-)e'ro:es una regla graduada 0ue secoloca en el cauce del r-o ara hacer las)ediciones de la al'ura de agua.


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Hidro)e'r-a

( Medicin de Nieles.( /i)nigra*o: es un ins'ru)en'o 0ue sire ara

regis'rar de *or)a con'inua el niel del agua en

el r-o1 or )edio de un gra*ico 0ue lo'ea elniel con'ra el 'ie)o.

( /as lec'uras del li)ni)e'ro las hace una

ersona 'res eces al dia1 y el alor ro)ediocorresonde al niel )edio del dia.

( /a *igura )ues'ra a)#os ins'ru)en'os.


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Hidro)e'r-a


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Hidro)e'r-a

( A*oros( A*orar es el rocedi)ien'o )edian'e el

cual se o#'iene el caudal de una corrien'e.

( Eis'en arias '3cnicas de )edicin decaudal:

( M3'odo del reciien'e 4olu)3'rico5.

( M3'odo 6rea 7 ,elocidad.( M3'odo seccin de con'rol.( M3'odo seccin 7 endien'e.


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A*oros: M3'odo del 8eciien'e

( Consis'e en desiar 'odo el caudala )edir hacia un #alde o #arril y)edir el 'ie)o 0ue 'o)a llenarlo.

( Co)o se conoce el olu)en del

reciien'e y el 'ie)o de llenado1el caudal se calcula co)o:

( 9 ,ol ; onde:

( A area de la seccion 'ransersal del *lu+o 4)25

( , )ed elocidad )edia del *lu+o 4);s5( 9 caudal 4)?;s5


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A*oros: M3'odo del 6rea7,elocidad( a5M3'odo del "lo'ador

( /a seccin 'ransersal de la corrien'e se o#'iene )idiendo lasro*undidades del agua en la seccin 'ransersal a di*eren'esdis'ancias desde la orilla i!0uierda y lo'eando los un'os1 luego secalcula el rea or lani)e'r-a.

( El rea se )ide en dos secciones a una dis'ancia dada y se

ro)edian ara u'ili!arla co)o el rea de la seccin.


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A*oros: M3'odo del 6rea7,elocidad

( Una serie de eda!os de )adera son crono)e'radosara )edir el 'ie)o en 0ue recorren la longi'ud en'relas secciones 'ransersales e're)as en el r-o.

( Se ro)edian los 'ie)os )edios


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( #5 M3'odo del Moline'e Hidrulico( Para o#'ener la elocidad se u'ili!an aara'os

lla)ados Moline'es Hidrulicos1 0ue sonaara'os 0ue dan la elocidad local del agua a

'ra3s de la )edida del n@)ero de reolucionesor )inu'o de su h3lice.( /a h3lice es i)ulsada or el )oi)ien'o del

agua1 girando alrededor de un e+e el cual or

)edio de i)ulsos el3c'ricos er)i'e regis'rar eln@)ero de reoluciones n en de'er)inadoin'eralo de 'ie)o1 o#'eniendo as- lasreoluciones or segundo N n ; '.


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( #5 M3'odo del Moline'e Hidrulico( Es'e alor se relaciona con la elocidad delagua 4,5 0ue se 0uiere hallar con la ecuacindel )oline'e en ar'icular1 0ue 'iene la *or)a

general:( , a # N D);s

( N n@)ero de reoluciones or segundo

( , elocidad en );s.( A y # son *ac'ores 0ue roorciona el *a#rican'e

del ins'ru)en'o.


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( /a *igura )ues'ra dos 'ios de )oline'es hidrulicos :

( >e H3lices

( >e Coas

( Son a)lia)en'e u'ili!ados ara )edir la elocidad del*lu+o en r-os e0ue=os y grandes con errores del 2F.


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( El a*oro u'ili!ando )oline'es hidrulicos se hacede la siguien'e *or)a:

( Se diide la seccin 'ransersal del r-o en uncier'o n@)ero de er'icales 4lla)adas doelas5.

( Se de'er)ina en cada er'ical el er*il de laselocidades or )edio del )oline'e.


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( Se halla la elocidad )edia de cada er*il( Se calcula el rea de cada er*il 1 lla)ados

doelas1 co)o el roduc'o de su ancho 'ri#u'arioor su ro*undidad )edia.

( Se calcula el caudal de cada doela co)o elroduc'o de su elocidad )edia ,i y su rea Ai.

( El caudal de la seccin del r-o ser la su)a delos caudales de cada doela

( 9 'o'al 0 i Ai G ,i


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( Para o#'ener la elocidad )edia de cada er*ilo doela en los r-os con e0ue=a ro*undidadse ro)edian las elocidades o#'enidas a $.2$y $.$ de la ro*undidad del r-o )edidas desdela suer*icie del agua.

( Es'e )3'odo se reco)ienda cuando ar-e)ucho la elocidad en la er'ical o cuandoeis'en 'iran'es % ).

( Para rios ro*undos se )iden las elocidadesen 'res o cua'ro un'os en la er'ical de cadadoela.


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A*oros: M3'odo de Seccin de Con'rol

( Una seccin de con'rol de una corrien'e sede*ine co)o a0uella en la 0ue eis'e unarelacin @nica en're el 'iran'e de agua y elgas'o.

( El 'iran'e de agua se re*iere a la ro*undidadde es'a en la seccin.

( /as )as co)unes son las 0ue roducen un

'iran'e cri'ico y los er'ederos.( Es'e )3'odo se u'ili!a ara caudales

e0ue=os a )edios.


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( Una seccin de con'rol seu#ica donde un ca)#io dadoen el caudal se 'raduce en unca)#io arecia#le en el

'iran'e de agua en dichaseccin.( El )edidor1 una regla de )adera

graduada1 de#er es'ar u#icadodonde sea accesi#le ara leerlo

y no es'e eues'o a da=os.( Se de#e o#'ener una 'a#la

donde se relacione caudales y'iran'es de la seccin.


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( Un er'edero es una es'ruc'ura hidrulica si)ilar a un)uro de #a+a al'ura a lo ancho de un r-o o canal.

(


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( /os er'ederos se u#ican sie)re erendicular alsen'ido de la corrien'e y en el un'o donde la corrien'esea uni*or)e1 li#re de re)olinos.

( /a dis'ancia en're el *ondo del lecho del r-o y la cres'a

del er'edero aguas arri#a de es'e de#er ser al )enosdos eces la al'ura )i)a a )edirse 4carga deler'edero5.

( /a cres'a del er'edero de#er ser lo su*icien'e )en'eal'a ara er)i'ir 0ue el agua caiga li#re)en'e de+andoun esacio li#re #a+o el chorro de agua.

( /as cres'as de er'ederos rec'angulares y 'rae!oidalesde#ern es'ar a niel.


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A*oros: M3'odo de Seccin7Pendien'e

( Es'e )3'odo se u'ili!a ara es'i)ar el caudal)i)o 0ue se resen'o duran'e una aenidarecien'e en un r-o donde no se cuen'a con a*oros.

( Se re0uiere con'ar sola)en'e con 'oogra*-a de un'ra)o del cauce y las )arcas del niel )i)o delagua duran'e el aso de la aenida.

( Se #asa en la alicacin del la ecuacin de energ-a

eseci*ica a dos secciones de un 'ra)o del r-o enco)#inacin con la ecuacin del *lu+o uni*or)e yer)anen'e de Manning.


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( /a ecuacin resul'an'e es :

( >onde:

( 9 caudal 4)?;s5

( / longi'ud del 'ra)o 4)5

( g aceleracin de la graedad 4);s25

( A%y A2 Secciones 'ransersales % y 2 4)25

( JK 4L%K%57 4L2K25

( L%y L2 Niel del *ondo de las secciones 'ransersales

( K%y K2 'iran'e del agua en las secciones 'ransersales

( # 2 si A% A21 # si A% A2

( O coe*icien'e de conduccin )edio en el 'ra)o

=

2

2

2

1

1111

AAbgLK

LY

Q


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( O A 8h2;?G %;n

( n coe*icien'e derugosidad del canal 4n

de Mannig5.( /a *igura )ues'ra el

es0ue)a del 'ra)odel r-o donde sealica es'e )3'odo.


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8elacin Niel Caudal

( Cura de Caudales( Una e! 0ue se han reali!ado su*icien'es a*oros

en una seccin de un r-o1 con caudales #a+os1

)edios y al'os1 se o#'iene el regis'ro de nielesdel agua y su caudal asociado1 el ar 4h1951 conlos cuales es osi#le lo'ear la cura nielcon'ra caudal.

( Esa cura se lla)a Cura de >escarga1reresen'a la relacin del niel y el caudal arala seccin de a*oros del r-o.


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A*oros: Cura de Caudales

( /a *igura )ues'ra una cura de descarga ara unaseccin de a*oros.

( /a cura es del 'io ara#lica de grado n.


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( /a ecuacin de la cura de caudales es :( 9 a 4h7#5n

( >onde a y # son ar)e'ros de cali#racin1 h elniel del agua 4)5 o lec'ura de )ira y 9 el caudal

4)?

;s5.( Alicando logari')os a a)#os lados de la ecuacinse o#'iene:

( /og 9 log a n log 4h7#5

( 0ue se uede eresar co)o( K ) n 0ue es la ecuacin de una l-nea

rec'a con K log 9 1 ) log a y log 4h7#5.


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( K ) n ( /os alores de ) y n se de'er)inan or correlacinlineal con los ares de da'os 4h 1 95.

( /uego se encuen'ra a an'ilog 4)5 y se sus'i'uyen en la

ecuacin original:

( 9 a 4h7#5n

( Una e! o#'enida la ecuacin de la cura de cali#racin1es osi#le calcular el caudal en el r-o conociendo slo elniel del agua h sus'i'uy3ndola en la )is)a.

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