7/26/2019 hidrologia informe
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UNIVERSIDAD NACIONAL
DE JAN
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA FORESTAL Y
AMBIENTAL - V
HIDROLIOGA
Prctica N !"# $M%&ici'( &% ca)&a*%+,
DOCENTE
I(. S/(ia M%&i(a Dia0
ALUMNOS#
C)1a+ C/(tr%ra+ A(t2/(3
D4a0 L*a5/A(t2/(3
Garc4a L'6%0 7%3*i
G)%rr%r/ B%c%rra Jar*i
G)%rr%r/ Ir%(% Fra(8*i(
La S%r(a C)1a+ 7ari(a
L*ata+ C)%9a L)i+
Li9ia A+t/c2a&/ H%(r3
L'6%0 V+:)%0E+ar
Mart4(%0 T/rr%+ Ja05i(
R);a+t/ Garc4a Pa)*
V+:)%0 Ar%&a L%3&3
V+:)%0 T/rr%+ Ja(%
JAN < PER=
"!>?
https://www.facebook.com/anthony.diazllamohttps://www.facebook.com/anthony.diazllamohttps://www.facebook.com/esgar.lopezvasquezhttps://www.facebook.com/anthony.diazllamohttps://www.facebook.com/anthony.diazllamohttps://www.facebook.com/esgar.lopezvasquez7/26/2019 hidrologia informe
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PR@CTICA N !"
I. TTULO# Medicin de caudales
II. INTRODUCCINLa medida del caudal en conducciones cerradas, consiste en la
determinacin de la cantidad de masa o volumen que circula por la
conduccin por unidad de tiempo. Los instrumentos que llevan a cabo la
medida del caudal se denominan, habitualmente, caudal metros o
medidores o medidores de caudal. Los medidores de caudal volumtrico
pueden determinar el caudal de volumen de fluido de dos formas:
directamente, mediante dispositivos de desplazamiento positivo, oindirectamente, mediante dispositivos de: presin diferencial, rea
variable, velocidad, fuerza, etc.
n la cuantificacin del caudal de a!ua que pasa por la seccin
transversal de un conducto "r#o, riachuelo, canal, tuber#a$ de a!ua%
tambin se le conoce como aforo caudal de a!ua. &ara cuantificar el
caudal de a!ua se puede utilizar la si!uiente formula:
Q=AV
'onde:
( )audal o !asto "m*+s$.
A( rea de la seccin transversal "m-$.
S( elocidad media del a!ua en la seccin hidrulica "m+s$.
III. OBJETIVOS
/ealizar la medicin del caudal que discurre en el r#o 0mo12, proveniente
de la microcuenca 0mo12 en la provincia de 3an.
)omparar los mtodos de medicin de caudal: mtodo del correntmetro
di!ital, mtodo del flotador, mtodo del vertedero.
IV. MARCO TERICO
IV.>. Ca)&a*
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4e denomina caudal al volumen de a!ua que circula por el cauce de
un r#oen un lu!ar 5 tiempo determinados. 4e refiere fundamentalmente al
volumen hidrulico de la escorrent#ade unacuenca
hidro!rficaconcentrada en el r#o principal de la misma. 4uele medirse en
m6+se! lo cual !enera un valor anual medido en m6 o en 7m6 "hectmetros
c2bicos: un 7m6 equivale a un milln de m6$ que puede emplearse para
planificar los recursos hidrol!icos 5 su uso a travs de embalses 5 obras
de canalizacin. l caudal de un r#o se mide en los sitios de aforo. l
comportamiento de r!imen fluvialde ese r#o. l caudal de un r#o
promediado a lo lar!o de una serie de a8os constitu5e lo que se
denomina r!imen fluvial de ese rio.
IV.". M%&ici'( &% ca)&a*%+
>. Mt/&/ &%* c/rr%(t'5%tr/ / 5/*i(%t%
n este mtodo, la velocidad del a!ua se mide por medio de un
instrumento llamado correntmetro que mide la velocidad en un punto
dado de la masa de a!ua. 9n tipo bien conocido es el denominado
molinete de oltmann.
;isten varios tipos de correntmetros, siendo los ms empleados los de
hlice de los cuales ha5 de varios tama8os% cuanto ms !randes sean loscaudales o ms altas sean las velocidades, ma5or debe ser tambin el
tama8o del aparato. )ada correntmetro debe tener un certificado de
calibracin en el que fi!ura la frmula necesaria para calcular la velocidad
del a!ua sabiendo el n2mero de vueltas o revoluciones de la hlice por
se!undo. stos correntmetros se calibran en laboratorios de hidrulica%
una frmula de calibracin, como la empleada en nuestro estudio, es la
si!uiente:
v=an+b
'onde:
https://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADohttps://es.wikipedia.org/wiki/Escorrent%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Cuenca_hidrogr%C3%A1ficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Cuenca_hidrogr%C3%A1ficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Cuenca_hidrogr%C3%A1ficahttps://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9gimen_fluvialhttps://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADohttps://es.wikipedia.org/wiki/Escorrent%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Cuenca_hidrogr%C3%A1ficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Cuenca_hidrogr%C3%A1ficahttps://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9gimen_fluvial7/26/2019 hidrologia informe
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9( velocidad del a!ua, e;presada en m+s.
(( n2mero de vueltas de la hlice por se!undo.
a( paso real de la hlice en metros.
b ( llamada velocidad de frotamiento en m+s.
)omo el correntmetro mide la velocidad en un punto determinado, para
obtener la velocidad media de un curso de a!ua se debe, en ciertos casos,
medir la velocidad en dos, tres o ms puntos, a diversas profundidades a lo
lar!o de una vertical 5 a partir de la superficie del a!ua.
Las profundidades en las cuales se mide las velocidades con el
correntmetro en funcin de la altura del tirante de a!ua d.
Tira(t% &% a)a & Pr/;)(&i&a& &% *%ct)ra&%*
C/rr%(t'5%tr/C5 cm >? d + -
>? & ?
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l mtodo del flotador se utiliza cuando no se tiene equipos de medicin 5
para este fin se tiene que conocer el rea de la seccin 5 la velocidad del
a!ua, para medir la velocidad se utiliza un flotador con l se mide la
velocidad del a!ua de la superficie, pudiendo utilizarse como flotador
cualquier cuerpo peque8o que flote: como un corcho, un pedacito
de madera, una botellita lastrada, ste mtodo se emplea en los si!uientes
casos:
0 falta de correntmetro.
;cesiva velocidad del a!ua que dificulta el uso del correntmetro.
&resencia frecuente de cuerpos e;tra8os en el curso del a!ua, que
dificulta el uso del correntmetro.
)uando peli!ra la vida del que efect2a el aforo.
)uando peli!ra la inte!ridad del correntmetro.
?l calculo consiste en
A 9
9 % K t
9 es la velocidad en m + s
%espacio recorrido en m del flotador
t tiempo en se!undos del recorrido %por el flotador
A rea de la seccin transversal
)audal
. Mt/&/ 9/*)5tric/ 5%&ia(t% 1a*&% ca(%ca
ste mtodo se aplica para tuber#a o canal abierto, cuando el vertimiento
presenta una ca#da de a!ua en la cual se pueda interponer un recipiente%
se requiere un cronmetro 5 un recipiente aforado "balde de @< o -< litros
con !raduaciones de @ L, o caneca de AA !alones con !raduaciones de @ a
A !alones$. 4e utiliza un balde para caudales ba1os o una caneca cuando
se deban mane1ar !randes caudales.
http://www.monografias.com/trabajos15/transformacion-madera/transformacion-madera.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/transformacion-madera/transformacion-madera.shtml7/26/2019 hidrologia informe
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l recipiente se pur!a dos o tres veces con porciones de apro;imadamente
@ L "para el balde$ o @< L "para la caneca$ del efluente, que se desechan.
Lue!o se coloca el recipiente ba1o la descar!a de tal manera que reciba
todo el flu1o% de manera simultnea se activa el cronmetro. 4e debe tenerun especial cuidado en el momento de la toma de muestra 5 la medicin
del tiempo, 5a que es un proceso simultneo donde el tiempo comienza a
tomarse en el preciso instante que el recipiente se introduce ala descar!a 5
se detiene en el momento en que se retira de ella.
4e toma un volumen de muestra cualquiera dependiendo de la velocidad
de llenado 5 se mide el tiempo transcurrido desde que se introduce a la
descar!a hasta que se retira de ella. l caudal para ese instante de tiempo
se calcula as#:
'onde
ca)&a* LKS
V 9/*)5%( L
T ti%56/ S
ste mtodo tiene la venta1a de ser el ms sencillo 5 confiable, siempre 5
cuando el lu!ar donde se realice el aforo !arantice que al recipiente lle!ue
todo el volumen de a!ua que sale por la descar!a% se debe evitar la
prdida de muestra en el momento de aforar, as# como represamientos que
permitan la acumulacin de slidos 5 !rasas. ste mtodo es de fcil
utilizacin en el caso de que el suelo donde se dispon!a la caneca sea
firme 5 no permite que esta se hunda o se mueva. 'entro de los principales
problemas que se pueden presentar es la manipulacin de las canecas por
su peso e;a!erado.
V. MATERIALES
V.>. P/t%(cia* 2)5a(/
0lumnos 'ocentes
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V.". Mat%ria*%+
Libreta de apuntes B Lapiceros )mara foto!rfica
)inta rafia 3alones
arilla de fierro o madera de - m
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inchas de A 5 A< m )orrentmetro di!ital
Calde de -A litros Dubo de a!ua de - m E -F
Glotadores de corcho )ronometro
VI. METODOLOGA
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L)ar &% %%c)ci'(: /#o 0mo12
M%t/&/*/4a &%* tra1a/#
ntre los mtodos ms utilizados para medir caudales de a!ua se encuentran
los si!uientes:
>. Mt/&/ &%* c/rr%(t'5%tr/
n este mtodo la velocidad del a!ua se mide por medio de un instrumento
llamado correntmetro que mide la velocidad en un punto dado de la masa
de a!ua. ;isten varios tipos de correntmetros, siendo los ms empleados
los de hlice de los cuales ha5 de varios tama8os, cuando ms !randes
sean los caudales o ms altas sean las velocidades, ma5or debe ser el
tama8o del aparato.
&rimer paso: Medicin del rea de la seccin transversal del r#o.sto consiste en dividir el ancho del rio, cada A< cm 5 medir la profundidad
en cada punto para lue!o calcular la velocidad mediante el correntmetro.l correntmetro se deber sumer!ir apro;imadamente el =
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Q=Q 1+Q 2+Q 3Qn
". Mt/&/ &%* ;*/ta&/r
l mtodo del flotador se utiliza en los canales 5 acequias 5 da solo unamedida apro;imada de los caudales. 4u uso es limitado debido a que los
valores que se obtienen son los estimados de caudal siendo necesario el
uso de otros mtodos cuando se requiere una ma5or precisin. n este
mtodo, de i!ual manera, se utilizan los valores promedio de las variables
determinadas. &asos:
a Pri5%r 6a+/: 4eleccionar el lu!ar adecuado4e selecciona en el r#o o canal un tramo uniforme, sin piedras !randes,
ni troncos de rboles, en el que el a!ua flu5a libremente, sin
turbulencias, ni impedimentos, que sea recto 5 de seccin transversal
uniforme, de alrededor de * metros de lar!o, donde el a!ua escurra
libremente.
1 S%)(&/ 6a+/: Medicin de la velocidadn el tramo seleccionado ubicar dos puntos, 0 "de inicio$ 5 C "de lle!ada$
5 medir la distancia, una persona se ubica en el punto 0 con el las bo5as
5 otra en el punto C con el relo1 o cronmetro. 4e medir el tiempo derecorrido del flotador del punto 0 al punto C. 4e recomienda realizar un
m#nimo de * mediciones 5 calcular el promedio. La velocidad de la
corriente de a!ua del r#o se calcula con base en la si!uiente:
v= Longitud (AB)tiemporecorrido
c T%rc%r 6a+/#Medicin del rea de la seccin transversal del r#o& C)art/ 6a+/#)lculo del )audal del r#o
)on los datos obtenidos se procede a calcular el caudal del r#o, I/, con
base en la si!uiente ecuacin:
'onde J es un factor de correccin relacionado con la velocidad. l valor
de J se debe seleccionar de acuerdo al tipo de r#o o canal 5 a la
profundidad del mismo, de conformidad con la tabla:
QR (m3/s) = K x Velocidad (m/s) x rea
(m2)
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. Mt/&/ 9/*)5tric/ 5%&ia(t% 1a*&%
ste mtodo se aplica para tuber#a o canal abierto, cuando el vertimiento
presenta una ca#da de a!ua en la cual se pueda interponer un recipiente% se
requiere un cronometro 5 un recipiente aforado "balde de @< o -< litros con
!raduaciones$.
l recipiente se pur!a dos o tres veces con porciones de apro;imadamente
de un litro "para el balde$ del afluente, que se desecha. Lue!o se coloca el
recipiente ba1o la descar!a de tal manera que reciba todo el flu1o% de
manera simultnea se activa el cronometro. 4e debe tener un especial
cuidado en el momento de la toma de muestra 5 la medicin del tiempo, 5a
que es un proceso simultneo donde el tiempo comienza a tomarse en el
preciso instante que el recipiente se introduce a la descar!a 5 se detiene en
el momento en que se retira de ella.
4e toma un volumen de muestra cualquiera dependiendo de la velocidad de
llenado 5 se mide el tiempo transcurrido desde que se introduce a la
descar!a hasta que se retire de ella.
l caudal para ese instante de tiempo se calcula as#:
Q=V
t
'onde:
( )audal, L+s
V ( olumen, L
T ( Diempo, s
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ste mtodo tiene la venta1a de ser el ms sencillo 5 confiable, siempre 5
cuando el lu!ar donde se realice al aforo !arantice que al recipiente lle!ue
todo el volumen del a!ua que sale por la descar!a% se debe evitar la
prdida de muestra en el momento de aforar, as# como represamientos que
permitan la acumulacin de los slidos 5 !rasas.
VII. PROCEDIMIENTO
VII.>. MTODO DEL CORRENTOMTRO
A. RELIADO EN EL CANAL &rimeramente sacamos las medidas del rea del canal, con dos 1alones%
donde se obtuvo el rea en m*"volumen$.
4e introdu1o el correntmetro en centro del canal, una profundidad de A>
cm ba1o la superficie de a!ua% donde se obtuvo la velocidad del a!ua
siendo unos m* +s
B. REALIADO EN EL RO &rimeramente se puso dos 1alones a ambos lados del r#o, donde el
ancho del rio fue de K m, 5 esa medida se dividi en varios se!mentos.
&ero se tom la medida a
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Lue!o se procedi a sacar las medidas de altura en los varios se!mentos 5
las velocidades respectivas con el correntmetro.
VII.". MTODO DEL FLOTADORA. REALIADO EN EL CANAL
n primer lu!ar sacamos las medidas del rea del canal, de @< m le
lar!o en una re!in recta. B se puso dos varas de madera en el anchodel canal a ambos e;tremos.
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4e!uidamente se prosi!ui a arro1ar las bolitas de corcho, con una
repeticin de @< veces. 'onde se obtuvo un promedio de velocidad de
todos los datos obtenidos.
B. REALIADO EN EL RO
4e prosi!ui a trazar el rea a traba1ar que fue un rectn!ulo de @< ; K
m, en cada esquina se puso un 1aln 5 se per#metro el rea con una
cinta rafia.
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4e!uidamente se prosi!ui a arro1ar las bolitas de corcho, con una
repeticin de @< veces. 'onde se obtuvo un promedio de velocidad de
todos los datos obtenidos.
VII.. MTODO VOLUMTRICO MEDIANTE BALDE
&rimeramente se ubic un rea donde el a!ua transcurr#a sobre una
superficie alta.
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9na vez ubicado el rea introducimos el tubo de - pul!as ; -m de lar!o,
5 el a!ua introducida en el tubo se tapaba con una mano en uno de sus
e;tremos cuando al ser retirada la mano del tuvo el a!ua sal#a con
ma5or fuerza hacia un balde. B un compa8ero, med#a el tiempo parapoder retirar el balde.
Dodo este proceso anterior se volvi a repetir unas @< veces para tener
un promedio del caudal del rio en ese instante de la toma de la medida.
VIII. CONCLUSIONES
4e obtiene un ma5or caudal con el mtodo del flotador,
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mucho ms prctico que el mtodo de los flotadores, dado que el tiempo
que demanda la determinacin del caudal con el primero es menor que
el empleado con el se!undo.
)on ambos mtodos se obtienen resultados relativamente similares, por
lo que se conclu5e que el mtodo de los flotadores constitu5e una buena
alternativa cuando no se cuente con un correntmetro para la
determinacin del caudal.
tras razones para no usar el correntmetro son cuando e;iste una
e;cesiva velocidad del a!ua, presencia de muchos cuerpos e;tra8os,
cuando peli!ra el operador, o corre ries!o de da8o el correntmetro.
&ara usar el mtodo de los flotadores necesitamos que la zona donde
vamos a medir sea recta para poder calcular las reas de manera ms
e;acta, as# tambin recomendamos la ma5or cantidad de flotadores para
tener una ma5or proporcin de datos.
VIII. RECOMENDACIONES
o s importante realizar las mediciones correctamente.
o Medir el tiempo desde el preciso instante en que el recipiente se
introduce a la descar!a 5 se detienen en el momento en que se retira deella.
o 4e debe evitar la prdida de la muestra en el momento de aforar.
o 4eleccionar el lu!ar adecuado para realizar la prctica que no conten!an
obstculos como piedras !randes, troncos de rboles, etc. 'onde el
a!ua escurra libremente para realizar las mediciones lo ms e;actas
posibles.
o s recomendable realizar un m#nimo de * mediciones 5 calcular el
promedio.
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o n el mtodo volumtrico mediante balde se debe toma un volumen de
muestra cualquiera dependiendo de la velocidad de llenado 5 se mide el
tiempo transcurrido.
o l correntmetro se deber sumer!ir apro;imadamente el =
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