UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERUCARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

SEMESTRE ACADEMICO 2008-II

PRIMER EXAMEN PARCIAL DE HIDROLOGIA GENERAL

(Duración 02 Hrs)1. Describa las ecuaciones de los métodos empleados para determinar la precipitación pluvial media en una

cuenca (01 puntos).2. Describa los tipos de precipitaciones (01 punto).3. Indique las ecuaciones para determinar la evapotranspiración y describa cada uno de los términos (01

punto).4. Indique los factores más importantes que afectan la velocidad o tasa de infiltración (01 punto).5. Escriba las ecuaciones de Horton y Green y Ampt y describa cada uno de los términos (01 punto).6. El cuadro siguiente muestra la información de precipitación mensual de una Estación de SENAMHI ubicado

en la cuenca del Mantaro. Se pide completar la información faltante, graficar el histograma y determinar: valor central, rango, desviación estándar, coeficiente de variabilidad.Suponiendo que la muestra tiene una distribución normal estime los valores respecto a la media para 50%, 68% y 95% de probabilidad realice las interpretaciones sobre la precipitación. (05 puntos).

7. En la zona de Jaén (San Martín) se tiene una cuenca de 320,000 Km2. En 8 estaciones ubicadas dentro y fuera de la cuenca se ha medido la precipitación anual cuya información se indica en la tabla adjunta. Calcular la precipitación utilizando los métodos: aritmético; polígono de Thiessen e Isoyetas; e indicar a su parecer cual es el mas representativo. (05 puntos).

8. En la Estación de Lunahuana (Cañete) ubicada a una latitud Sur de 15° el registro de las temperaturas maximas y minimas mensuales y los factores de latitud para el periodo 1,987 – 2007 es como sigue: Enero (20.5 C°, 24.10 C°; 1.12); Febrero (23.60 C°, 26.80 C°; 0.98); Marzo (24.50 C°, 27.15 C°; 1.05); Abril (23.18 C°, 25.20 C°, ; 0.98); Mayo (22.85 C°, 24.15 C°; 0.98); Junio (22.75 C°, 25.60 C°; 0.94); Julio (22.45 C°, 23.75 C°; 0.97); Agosto (22.60 C°, 23.95 C°; 1.00); Setiembre (22.90 C°, 24.45 C°; 1.00); Octubre (22.95 C°, 23.60 C°; 1.07); Noviembre (23.15 C°, 24.15 C°; 1.07); Diciembre (23.30 C°, 24.15 C°; 1.12). Utilizando el método de Thornthwaite estimar la evapotranspiracion potencial mensual y diaria; considere 10 hrs de radiación solar (05 puntos).

Uncp, 09 de Octubre del 2008.Ing. Abel Muñiz P. Profesor del Curso.

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERUCARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

SEMESTRE ACADEMICO 2008-II

PRIMER EXAMEN PARCIAL DE HIDROLOGIA GENERAL

(Duración 02 Hrs)1. Describa las ecuaciones de los métodos empleados para determinar la precipitación pluvial

media en una cuenca (01 puntos).PROMEDIO ARITMÉTICO.

Donde: P : Precipitaciones anuales observadas en diferentes puntos de la cuenca

POLÍGONOS THIESSEN.

Donde: P : Precipitaciones anuales observadas en diferentes puntos de la cuencaai : Área encerrada por los polígonos.

CURVAS ISOYETAS:

Donde: P : Precipitaciones anuales observadas en diferentes puntos de la cuencaai : Área encerrada entre cada 2 isoyetas.

De los tres métodos, el más preciso es el de las isoyetas.

MÉTODO DE THIESSEN MEJORADO.-El método clásico de Thiessen se puede mejorar asignándole un peso a cada estación, de modo que la precipitación media en toda la cuenca se evalué en la forma simple:

Donde:P : Precipitación media en la cuenca, en láminas de aguaPi : Precipitación media en la cuenca, en láminas de aguapi : El peso de cada estación

2. Describa los tipos de precipitaciones (01 punto).

a) PRECIPITACIONES CONVECTIVAS. Son causadas por el asenso de aire calido más liviano

que el aire frío de los alrededores. Las diferencias de temperatura pueden ser sobre todo el

resultado de calentamientos diferenciales en la superficie o en la capa superior de la capa de

aire. La precipitación conectiva es puntual y su intensidad puede variar entre aquella

correspondiente a lloviznas ligeras y aguaceros.

b) PRECIPITACIONES OROGRÁFICAS. Resulta del asenso del aire cálido hacia una cadena

de montañas. Las regiones que queden del otro lado de las montañas pueden sufrir la

ausencia de lluvias; puesto que todas las nubes son interceptadas y precipitadas en el lado

de que ellas proviene.

Es el caso de la selva alta de nuestro país, la región mas lluviosa donde las nubes proviene

de la selva baja.

c) PRECIPITACIONES CICLÓNICAS. Se producen cuando hay un encuentro de nubes de

diferentes temperaturas: las mas calientes son impulsadas a las partes más altas donde

precipitan.

En la naturaleza, los efectos de estos tres tipos de enfriamiento están interrelacionados y la

precipitación resultante no puede identificarse como de un solo tipo.

3. Indique las ecuaciones para determinar la evapotranspiración y describa cada uno de los términos (01 punto).

Método de Thornthwaite:

e : Evapotranspiración potencial mensual, en mm por mes de 30 días de 12 horas de duración.

T : Temperatura media mensual, en ºC, en el mes considerado.i : Índice térmico mensual

I : Índice térmico anual

a : Coeficiente que depende de Ia = 0.016 I +0.5

Método de Blaney – Criddle:

u = k . p (8.12 + 0.457 t) = k. fu : Uso consuntivo mensual, en mm.k : Coeficiente empírico mensual, según el tipo de cultivo y su estado de desarrollo.p : Porcentaje de iluminación mensual con respecto a la anual.t : Temperatura media mensual, en °C.

4. Indique los factores más importantes que afectan la velocidad o tasa de infiltración. Características físicas de la textura del suelo Carga hidráulica o lámina sobre la superficie del suelo Contenido de materia orgánica y carbonatos en el suelo Contenido de humedad del suelo (inicial y a saturación) Grado de uniformidad en el perfil del suelo Acción microbiana en el suelo Temperatura del suelo y del agua Cobertura vegetal Uso del suelo Cantidad de aire atrapado en el suelo Lavado del material fino Compactación

5. Escriba las ecuaciones de Horton y Green y Ampt y describa cada uno de los términos (01 punto).

MÉTODO DE HORTON (1940).

(Ec.4.14)

Donde:

fp : Capacidad de infiltración (mm/h)k : Factor de proporcionalidad llamado también 'parámetro de decrecimiento'.

fc : Capacidad de infiltración final fo : Capacidad de infiltración inicial (Para t=0).t : Tiempo transcurrido desde el inicio de la infiltración. (En minutos).

El volumen infiltrado (F) en milímetros correspondiente a cualquier tiempo t, es igual a:

ECUACIÓN DE GREEN Y AMPT (1911).

(Ec. 4.15)

Donde:f : Velocidad de infiltración (mm/h)Ks : Conductividad hidráulica a saturación (mm/h).M : Déficit de humedad inicial, correspondiente a la diferencia entre el máximo contenido

de agua a saturación natural y la humedad inicial del suelo.F : Lámina infiltrada (mm)

Hf = ho + S

Donde:ho : Tirante de agua encharcada sobre la superficie. S : Potencial del frente de humedecimiento o cabeza de succión del frente mojado.

6. El cuadro siguiente muestra la información de precipitación mensual de una Estación de SENAMHI ubicado en la cuenca del Mantaro. Se pide graficar el histograma y determinar: valor central, rango, desviación estándar, coeficiente de variabilidad.Suponiendo que la muestra tiene una distribución normal estime los valores respecto a la media para 50%, 68% y 95% de probabilidad realice las interpretaciones sobre la precipitación. (05 puntos).

SOLUCION:

VALOR CENTRAL: El valor central es igual 690.74 mm.

RANGO: El rango es igual a 897.06-517.40 = 379.66 mm

DESVIACIÓN ESTANDAR: La desviación estándar es igual a 145.94 mm

COEFICIENTE DE VARIABILIDAD: Es igual a 145.94/690.74 x 100 = 21.13%.

Es de esperar una precipitación anual comprendida entre 593.45 y 788.03 mm con un 50% de probabilidad.

Es de esperar una precipitación anual comprendida entre 544.80 y 836.68 mm con un 68% de probabilidad.Es de esperar una precipitación anual comprendida entre 398.86 y 982.62 mm con un 95% de probabilidad.

7. En la zona de Jaén (San Martín) se tiene una cuenca de 320,000 Km2. En 8 estaciones ubicadas dentro y fuera de la cuenca se ha medido la precipitación anual cuya información se indica en la tabla adjunta. Calcular la precipitación utilizando los métodos: aritmético; polígono de Thiessen e Isoyetas; e indicar a su parecer cual es el mas representativo. (05 puntos).

SOLUCION:

METODO DEL PROMEDIO ARITMETICO:

X = 2313.75 mm.

METODO DEL POLIGONO DE TIESSEN:

X = 2306.10 mm.

METODO DE LAS ISOYETAS:

X = 2304.55 mm

El mas representativo es P= 2304.55 mm. (isoyetas).

8. En la Estación de Lunahuana (Cañete) ubicada a una latitud Sur de 15° el registro de las temperaturas maximas y minimas mensuales y los factores de latitud para el periodo 1,987 – 2007 es como sigue: Enero (20.5 C°, 24.10 C°; 1.12); Febrero (23.60 C°, 26.80 C°; 0.98); Marzo (24.50 C°, 27.15 C°; 1.05); Abril (23.18 C°, 25.20 C°, ; 0.98); Mayo (22.85 C°, 24.15 C°; 0.98); Junio (22.75 C°, 25.60 C°; 0.94); Julio (22.45 C°, 23.75 C°; 0.97); Agosto (22.60 C°, 23.95 C°; 1.00); Setiembre (22.90 C°, 24.45 C°; 1.00); Octubre (22.95 C°, 23.60 C°; 1.07); Noviembre

(23.15 C°, 24.15 C°; 1.07); Diciembre (23.30 C°, 24.15 C°; 1.12). Utilizando el método de Thornthwaite estimar la evapotranspiracion potencial mensual y diaria; considere 10 hrs de radiación solar (05 puntos).

Uncp, 09 de Octubre del 2008.Ing. Abel Muñiz P. Profesor del Curso.