Ejercicios Obras Hidraulicas

8/18/2019 Ejercicios Obras Hidraulicas

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Obras Hidráulicas

Unidad II

Ejercicios


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Ejercicio 1

La figura muestra en escala reducida la línea de aguas máximas expuestas de

un embalse. El viento de diseño, medido sobre la tierra, es de 80 Km./hr. La

presa es de tierra con pendiente de talud 3:1 y protegido con asfalto. Se

desea calcular el borde libre necesario sabiendo que la profundidad promedio

del embalse es de 36 m.


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Figura


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El primer paso es calcular el F efectivo. Para ello, se elige en el

embalse un lugar (A), no necesariamente en la presa, pero cercano a

ella, de donde de acuerdo con la dirección del viento se pueda

seleccionar un F máximo representativo. Nótese que si el punto A se

hubiese ubicado en la presa, el F máximo no seria representativo del

embalse. Finalmente, como se ve en la tabla siguiente, se calcula el F

efectivo.


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)cos(

)cos(*

i

ii F


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La velocidad del viento ha sido medida sobre el la tierra, luego sobre

el agua, de acuerdo con la tabla 4.9, será (valor de relación

interpolando) para F = 2.76 Km.


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Sobre elevación debido a la marea

SM = V2

7,5 Fm = 2.02 cm

62.770 D


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Ascenso sobre el talud del dique

96.0**005.0 47.006.1

F Vv Hp

El cálculo de hp, la cual es la altura promedio de las olas más alta, se hace a

través de diversos procedimientos, el mas común ha sido desarrollado por el

BEACH EROSION BOARD el cual plantea la siguiente ecuación:

De la misma manera se puede determinar a través de la figura 4.21 entrando

con Vv = 91.2 km/hr y F = 2.76 km, se halla hp igual a 0.96 m y 25 min. Como

tiempo mínimo de duración del viento


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La tabla 4.10 permite calcular el valor de hd el cual representa el valor de la

altura de diseño de la ola. Dado que la presa es de tierra se eligió una relación

de hd/hp alta e igual a 1.40, lo que genera:

mhd

hphd

35.196.0*40.1

40.1/


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La figura 4.23 permite conocer el valor de T a partir de F y Vv,

obteniéndose como resultado:

.3.3 sT


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Una vez determinado el período podemos determinar la longitud de la

onda, mediante la ecuación del período de un péndulo

m Lo

mT g T L

g

LT

g

LT

17

17*56.1*2

*

**2**2

2

2

2

De la siguiente figura se obtiene el valor de ht (altura total del borde libre) ,

siendo ho igual a hd, superficie lisa (asfalto) y pendiente 3 en 1 (0.33). (hd /Lo

= 1.35/17 = 0.08)


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Con ho, Lo y la pendiente aguas arriba, obtenemos la relación ht/ho del

siguiente gráfico

De la siguiente figura se obtiene el valor de ht (altura total del borde libre) ,

siendo ho igual a hd, superficie lisa (asfalto) y pendiente 3 en 1 (0.33). (hd /Lo

= 1.35/17 = 0.08)


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Lo que genera una relación de ht / ho = 1.35


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Ht = 1.35 * Ho = 1.35*1.35 = 1.823 m

Altura Total = S + Ht

Altura Total = 1.823 + 0.0202 = 1.8427 m

Sin embargo, por seguridad se colocará el mínimo de 2.00m.


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1 2 3 4 5 6 7 8

t(hr) Qe(m3/seg) 2S1/Dt-Qss 2S1/Dt+Qss Qs Qe-Qs DS (m

3*106)

0,0 10 0 0 0 10 0 0

1,0 200 189,00 210 10,5 189,5 99,75 0,359

2,0 400 663,80 789,00 62,6 337,4 263,45 0,948

3,0 210 1026,80 1273,80 123,5 86,5 211,95 0,763

4,0 150 1107,40 1386,80 139,7 10,3 48,40 0,174

5,0 50 1050,60 1307,40 128,4 5,15 0,019

6,0 10 906,80 1110,60 101,9

7,0 10 770,40 926,80 78,2

QsQe


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Tamiz

(mm)

5.0

2.0

1.0

0.5

0.1

0.05

0.01

0.005

Rango

pasante

(%)

100

100

100

90

100

70

90

60

70

40

50

20

30

10

15

3

Si el material impermeable de una presa tiene el rango

granulométrico mostrado

¿Cuál rango granulométrico recomendaría Ud. para el filtro-

dren?,


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