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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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