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Introduccion Diseño Hidrologico
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9/29/2015
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DiseoHidrolgicoPerodoAcadmico:Septiembre2015 Marzo2016
No.Decrditos:2cdts
Ing.DiegoMoraSerrano,[email protected]
FacultaddeIngenieraCivilUniversidaddeCuenca
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Contenido Sesin ActividadTareaIntroduccin al Diseo Hidrolgico
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Lectura:Cap 13 Ven T Chow
Mediciones Hidrolgicas 3 Lectura:Cap 3 Fattorelli; Cap 6 Ven T Chow
Anlisis deFrecuencia 456
Lectura:Cap 4Fattorelli;Cap 12VenTChow
Ejercicios:ECQConstruccion deIDF,QDF
Modelacin 78910
Lectura:Cap 7 Fattorelli
Ejercicios:
WETSPRO
VHM
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Contenido Sesin ActividadTareaTrnsitodeCrecidas 11
1213
Cap 8, 9 Ven T Chow; Cap 8 Fattorelli
Hidrologa Urbana 1213
Cap 11 Fattorelli
Hidrologia de Riego 1415
Cap 13 Fattorelli
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Evaluacin
Actividad %
1er Parcial (L:5; P:10; T:10) 25%
2ndo Parcial (L:5; P:20) 25%
Exmen Interciclo (Cap 1,2 y 3) 20%
Exmen Final (T Escrito:20; Sustentacion:10) 30%
Total 100%
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Bibliografa BibliografaBsica
Fattorrelli S.,FernndezP.,DiseoHidrolgicoIIEdicin,WASAGN,ISBN:9789870527382
Ven Te Chow,Maidment David,MaysLarry.Hidrologaaplicada,McGrawHillInteramericana,S.A.,1994
Bibliografa Complementaria
MaysL.W.,WaterResourcesEngineering,FirstEdition,JohnWiley&Sons,Inc.2001
Linsey R.K.,Franzini J.B.,FreybergD.L.,Tchobanogous G.,WaterResourcesEngineering,FourthEdition,McGrawHillInc.,1992
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Captulo1IntroduccinalDiseoHidrolgico
Concepto: Eselprocesodeevaluacindelimpactodeloseventoshidrolgicosenunsistemaderecursoshidrulicos
Esladeterminacindelosvaloresdelasvariableshidrolgicasmsrelevantesparaunsistemaounproyecto
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Diseohidrolgico Diseohidrolgico Diseohidrulico
Eldiseohidrolgicoesfundamentalparaeldiseodeestructurashidrulicas(canales,captaciones,tanques,presas,diques,etc.)
Eneldiseohidrulico,apartedeldiseohidrolgicoseincluyenotrosfactores:estructuras,geotcnia,seguridad,saludpblica,economa,esttica,aspectoslegales,etc.
Enesesentidoeldiseohidrolgicodebeserrealizadoenarmonaconlosdemsfactores
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DiseoHidrolgico 1.ControldelAgua:
Drenaje Crecientes Reservorios Controldecontaminacin Controldesedimentos/salinidad
2.UsodelAgua Aguapotableeindustrial Aguaparariego Generacinhidroelctrica Recreacin Ambiental
EventosextremosdecortaduracinCaudalespicosdecrecidaoCaudalesmnimosdeunasequa
Hidrogramasdecaudalescompletosduranteunperododevariosaos
LatareadelHidrlogoencualquiercategoraesdeterminaruncaudaldeentradadediseo,transitarloatravsdelsistemayverificarquelosvaloresdecaudaldesalidaseansatisfactorios
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ValorLimiteEstimado: Cualesellmitesuperiordelaescalade
diseodeunavariable(caudal)?(infinito,finitoconunvalordeterminado).ElLSesdesconocidoperosepuedeutilizarunestimado
ValorLmiteEstimadoeslamximamagnitudposibledeuneventohidrolgicoenunlugardadoutilizandolamejorinformacinhidrolgicaposible.
LaincertidumbredelVLEdependedelacalidadyconfiabilidaddelainformacin,conocimientotcnicoyexactituddelanlisis.
Ejemplo:????PrecipitacinMximaProbable;CrecientemximaProbable
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VLEbasadoenprobabilidades: Metodo determinisitico:Sebasaenobservaciones.Esnecesarioregistroshidrolgicossuficientementelargosparallegaraunafrecuenciaadecuada.(Lasmagnitudesdeeventossonpequeasyaqueestanubicadasenunrangodeobservacionesfrecuentes)
Metodo probabilistico:manejandistribucionesdeprobabilidad.Sonmenossubjetivosyadecuadosparadeterminarnivelesdediseoptimos
Ladensidadpoblacional,condicionesdeterreno,importanciadelaobra,riesgos,entreotros,influyenenlaescaladediseohidrolgico
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Presaspequeas(area:0,2 4km2;altura:7 12m)
Presasmedianas(area:4 20km2;altura:12 30m)
Presasgrandes(area:>20km2;altura>30m)
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Diseoparausosdeagua:Eldiseoparausosdeaguaseformulademanerasimilarqueeldiseoparacontroldeaguas(crecidas),exceptoqueelproblemaesdeaguainsuficienteenlugardeaguaenexceso.Loseventosdesequaocurrenenlargosintervalosysonmenoresquelosdecrecidas.Esmsfcildeterminarlosnivelesdediseodesequasmedianteelanlisisdefrecuencias(unabasecomnparaeldiseoeslasequacrticaderegistro).Seconsideraundiseoexitososisepuedesuministrarlastasasrequeridasduranteelperodocrticoequivalente.
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NiveldeDiseno:Eslamagnituddeleventohidrologicoquedebeconsiderarseparaeldise;odeunaestructuraoproyecto.
NosiempreeseconomicodisenarutilizandoelValorLimiteEstimado.
Existen3formascomundeestimarlo:AproximacionempiricaAnalisisderiesgoAnalisishidroeconomico
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Aproximacionempirica En1900sedisenabaparacrecientesconunamagnitudde50a100%mayorquelamayorcrecienteregistradaenunperiodode25anos
Esuncriterioempirico Esarbitrario
LaprobailidaddequeeleventomasextremodelospasadosNanosseaigualadooexcedidounavezenlosproximonanospuedeestimarsecomo:
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Aproximacionempirica Adicionalmene,siunevento(p.e.unasequia)tieneunaduraciondemanos,elnumerodesecuenciasconlongitudmenlosNanosregistradosesNm+1,yenlosnanosproximosesnm+1.
Entonceslaprobabilidaddequeelpeorevento,abarcandolosperiodospasadosyfuturosenlosnanosfuturoses:
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Analisisderiesgos Especialmenteeneldisenodecontroldeaguas,sedebeincluirlosriesgos.
LaestructurapuedefallarsilamagnitudhidrologicacorrespondienteaunperiododeretornodedisenoT,seexcededurantelavidautildelaestructura
Elriesgohidrologicopuedecalcularseutilizando:
Dondeneslavidautildelaestructura Rrepresentalaprobabilidaddequeuneventox>=xTocurraporlomenosunavezennanos
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Incertidumbre LaincertidumbrepuedesertratadautilizandounfactordeseguridadFS,ounmargendeseguridadMS.
SielvalordadoporeldiseohidrologicoesLylacapacidadrealadoptadaparaelproyectoesC,entonces:
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Analisis HidroeconomicoElperodo deretorno dediseo sepuededeterminar por elanlisis hidroeconmico.Sedebedeterminar: Naturaleza probabilistica deunevento hidrolgico Dao que resultara si ste ocurre
Elcosto deuna obra aumenta si elperodo deretorno es alto,sinembargoelcosto delosdaosesperados disminuyen si sedisea conunperododeretorno alto.
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Un evento con perodo de retorno alto, genera mayor dao (Dao esperado).El dao esperado total sera el producto del dao de cada evento y la probabilidad de que este evento ocurra
La ec. Anterior se evaluar al dividir el rango de x>xT en intervalos y calcular el costo anual de daos esperado para eventos en cada uno de los intervalos (x i-1 < x < x i+1)
Entonces:
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Si se suman los costos de capital (de la obra) y los costos de los daos esperados anualmente, se puede encontrar el perodo de retorno de diseo que tenga los menores costos totales
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