Taller 1 obras hidráulicas

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OBRAS HIDRÁULICAS:
TALLER I

Presentado por:
ING. CARLOS JULIÁN MALDONADO

Presentado a:
ING. GERMÁN ACERO

ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA JULIO GARAVITO
ESPECIALIZACIÓN EN RECURSOS HIDRÁULICOS Y MEDIO AMBIENTE
OBRAS HIDRÁULICAS
BOGOTA D.C., FEBRERO 3 DE 2011

Ejercicio 6.3.1. Una medición de caudales arrojó los resultados de Distancia desde la banca, profundidad y velocidaddurante el aforo. Calcular el caudal.
R/Se determina el ancho sección, se determina el área (Ancho x profundidad) y se calcula del caudal en ft3/s (Q=V x A).
Número de medición | Distancia desde la banca (pies) | Ancho (pies) | Profundidad (pies) | Velocidad (pies/s) | Área (pies2) | Caudal (pies3/s) |
1 | 0 | 15 | 0.0 | 0.00 | 69.4 | 0.0 |
2 | 30 | 30 | 18.5 | 0.55 | 555.0 | 305.3 |
3 | 60 |25 | 21.5 | 1.70 | 537.5 | 913.8 |
4 | 80 | 20 | 22.5 | 3.00 | 450.0 | 1,350.0 |
5 | 100 | 20 | 23.0 | 3.06 | 460.0 | 1,407.6 |
6 | 120 | 20 | 22.5 | 2.91 | 450.0 | 1,309.5 |
7 | 140 | 20 | 22.5 | 3.20 | 450.0 | 1,440.0 |
8 | 160 | 20 | 22.0 | 3.36 | 440.0 | 1,478.4 |
9 | 180 | 20 | 22.0 | 3.44 | 440.0 | 1,513.6 |
10 | 200 | 20 | 23.0 | 2.70 | 460.0 | 1,242.0 |
11 | 220 | 20 | 22.0| 2.61 | 440.0 | 1,148.4 |
12 | 240 | 20 | 22.5 | 2.15 | 450.0 | 967.5 |
13 | 260 | 20 | 23.0 | 1.94 | 460.0 | 892.4 |
14 | 280 | 20 | 22.8 | 1.67 | 456.0 | 761.5 |
15 | 300 | 20 | 21.5 | 1.44 | 430.0 | 619.2 |
16 | 320 | 20 | 19.2 | 1.54 | 384.0 | 591.4 |
17 | 340 | 20 | 18.0 | 0.81 | 360.0 | 291.6 |
18 | 360 | 20 | 14.7 | 1.10 | 294.0 | 323.4 |
19 | 380 | 25 | 12.0 | 1.52 |300.0 | 456.0 |
20 | 410 | 35 | 11.4 | 1.02 | 399.0 | 407.0 |
21 | 450 | 30 | 9.0 | 0.60 | 270.0 | 162.0 |
22 | 470 | 35 | 5.0 | 0.40 | 175.0 | 70.0 |
23 | 520 | 50 | 2.6 | 0.33 | 130.0 | 42.9 |
24 | 570 | 47.5 | 1.3 | 0.29 | 61.8 | 17.9 |
25 | 615 | 22.5 | 0.0 | 0.00 | 7.3 | 0.0 |
| Total | 615 | Totales | 8,928.9 | 17,711.3 |

Ejercicio 6.3.2. Elaborar una gráfica de Velocidad vs.Distancia hasta la banca, para la información dada en el problema 6.3.1. Elabore una gráfica de velocidad vs. Profundidad de flujo.

Ejercicio 6.3.3. La altura de lámina de agua observada en una medición de caudal en el río Colorado en Austin es de 11.25pies. Si el caudal medido fue 9.730pies3/s., calcular la diferencia de porcentaje entre el caudal dado por la curva de calibración y el caudalobtenido en esta medición.
R/ Usando los datos:
Altura de estación (pies) | Caudal (cfs) | Altura de estación (pies) | Caudal (cfs) |
1.5 | 20 | 10 | 8,000 |
2 | 131 | 11 | 9,588 |
2.5 | 307 | 12 | 11,300 |
3 | 530 | 13 | 13,100 |
3.5 | 808 | 14 | 15,000 |
4 | 1,130 | 15 | 17,010 |
4.5 | 1,498 | 16 | 19,110 |
5 | 1,912 | 17 | 21,340 |
6 | 2,856 | 18 | 23,920 |
7 | 3,961 | 19 |26,230 |
8 | 5,212 | 20 | 28,610 |
9 | 6,561 | | |

Se grafica la curva de calibración y se obtiene la ecuación de tendencia:
Altura=-6x10-17Q4+4x10-12Q3-1x10-7Q2+0.0016Q+2.0516

De esta ecuación se obtiene:
Para Altura de Estación de 11.25pies, el caudal será de 9.643,7569cfs.
Considerando que:
9.730,0000cfs – 100%
9.643,7569cfs – X (Porcentaje alcanzado)

Por tanto:X=9.643,7569cfs x 100%9.730cfs =99.11%

La diferencia en el porcentaje es de: 100% - 99.11%= 0.89%

Ejercicio 6.3.4. La pendiente de fondo del canal del rio Colorado en Austin es 0.03%. Determine, para la información del ejemplo 6.3.1., cual es el valor del coeficiente n de Manning que daría los mismos caudales de la información mostrada.
R/ Usando la ecuación de Manning
V=1.49 x R2/3 x S1/2nDonde:
V = Velocidad, ft/s = 17.711ft3/s / 8.929ft2 =1.98ft/s
R = Área mojada/Perímetro mojado
S = Pendiente = 0.03%=0.0003ft/ft
n = Coeficiente de Manning

Para conocer el valor de R, se tiene el Área mojada=8.928,9ft2 y se determina el Perímetro mojado usando la gráfica de sección del canal y un programa gráfico.

El valor del Perímetro mojado es de 621.7315ft.
Por tanto el valor del...
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