Guía de autoevaluación. Ingeniería Agronómica

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Guía de autoevaluación.

Ingeniería Agronómica.    Mayo 2019

1. Determine la intensidad media de una tormenta que dura 80 minutos, teniendo una precipitación media anual de 1500mm, para un período de retorno de 5 años.

1. Calcule el tiempo de concentración en horas de una cuenca, cuya distancia máxima a la salida es de 2,000 metros, en un área de 2500 manzanas, la forma de la cuenca es rectangular.

1. Determine el caudal de una cuenca, si la lluvia cae con intensidad de 3,0 pulgadas por hora sobre 250 hectáreas, que tiene una pendiente de 7%, suelos franco-arcilloso y poca cobertura vegetal.

1. ¿Qué importancia tiene el coeficiente de escorrentía en la determinación del caudal?

El Coeficiente de Escorrentía es uno de los parámetros fundamentales de la Hidrología superficial, pues representa la porción de la precipitación que se convierte en caudal, es decir, la relación entre el volumen de Escorrentía superficial y el de precipitación total sobre un área (cuenca) determinada.

1. ¿Explique en qué consiste el método de Cook?

El método consiste en sumar varios números; cada uno de ellos representa el grado en que la escorrentía de una cuenca es influenciada por una característica particular.

1. Determine la escorrentía, usando el método USSCS, si en 20 hectáreas de una cuenca, llueve 2,7 pulgadas por hora, en suelo franco arcilloso con pendiente de 15%, el suelo tiene como cubierta de  pasto durante todo el año.

1. Repita el ejercicio 6, aplicando el método modificado para las condiciones africanas, que se parecen mucho a las nuestras, la cuenca tiene forma cuadrada.

1. Describa cuales son los elementos básicos a tener en cuenta para el diseño de los canales hidráulicos.

Trazo de canales: cuando se trata de trazar un canal o un sistema de canales es necesario recolectar la siguiente información básica:

-Fotografías aéreas, para localizar los poblados, caseríos, áreas decultivo, vías de comunicación, etc.

-Planos topográficos y catastrales.

-Estudios geológicos, salinidad, suelos y demás información que pueda conjugarse en el trazo de canales. Una vez obtenido los datos precisos, se procede a trabajar en gabinete dando un trazo preliminar, el cual se replantea en campo, donde se hacen los ajustes necesarios, obteniéndose finalmente el trazo definitivo.En el caso de no existir información topográfica básica se procede a levantar el relieve del canal, procediendo con los siguientes pasos:

a) Reconocimiento del terreno: se recorre la zona, anotándose todos los detalles que influyen en la determinación de un eje probable de trazo, determinándose el punto inicial y el punto final.

b) Trazo preliminar: se procede a levantar la zona con una brigada topográfica, clavando en el terreno las estacas de la poligonal preliminar y luego el levantamiento con teodolito, posteriormente a este levantamientos nivelará la poligonal y se hará el levantamiento de secciones transversales, estas secciones se harán de acuerdo a criterio, si es un terreno con una alta distorsión de relieve, la sección se hace a cada 5 m, si el terreno no muestra muchas variaciones y es uniforme la sección es máximo a cada 20 m.

c) Trazo definitivo: con los datos de (b) se procede al trazo definitivo, teniendo en cuenta la escala del plano, la cual depende básicamente de la topografía de la zona y de la precisión que se desea

1. Explique los factores variables que se toman en cuenta para el diseño de canales hidráulicos.

•        Estimar el caudal en un canal cuya sección transversal, pendiente, profundidad, etc. se conocen o pueden medirse. Se presenta en canales de irrigación, zanjas de drenaje y cursos de agua naturales.

•        Estimar la profundidad del agua en un canal determinado para un caudal dado. Se presenta en la previsión de la altura de crecidas, o en el cálculo de la profundidad necesaria en los canales de riego.

•         Diseñar un canal que pueda conducir lejos un determinado caudal de la manera más rápida posible. se presenta cuando es necesario desviar la escorrentía de edificios o estructuras amenazados.

•        En lugar de diseñar en función de la velocidad máxima (lo cual generalmente sólo es posible para canales revestidos), puede limitarse la velocidad a valores no erosivos, en canales de tierra. El problema implica entonces la elección de la sección y pendiente adecuadas, y es precisamente este problema el que se presenta con mayor frecuencia en el diseño de las obras de protección.

1. Calcule la velocidad de flujo en un canal, si su radio hidráulico es 16/101 con una pendiente de 0.25 y rugosidad igual a 0.025.

1. Explique cuál es la base del método de Durbach en el diseño de zanjas de desviación.

1. Usando datos del ejercicio 6, determine la forma que más ventajas ofrece, si el terreno tiene una longitud de 600m pendiente a bajo.

1. Utilizando la fórmula racional o de Ranser, determine el caudal de escorrentía de una cuenca con área de 1200 ha, para una precipitación media de 75mm/h, con suelo franco-arcilloso, ondulado 6.5% de pendiente, cubierto por pastizales,  

1. Utilizando la fórmula de Kirpich, determine el tiempo de concentración (tc), de una cuenca que tiene una distancia de salida de 22 km, unárea de 90 km y una pendiente de 4%.

1. En una superficie de 600ha, pendiente general de 1.5%, distancia mayor de recorrido 2.6 km, suelo con bajo nivel e infiltración, grupo hidrológico C, con los siguientes cultivos; sorgo 200ha, maíz 200ha, pastos gramíneas 200ha, intensidad máxima de precipitación 65 mm/h para un período de retorno de 10 años., si la lluvia se estableció por 25 minutos, determine: a) coeficiente de escorrentía, b) corrección de la intensidad de lluvia, c) el máximo caudal de escorrentía, d) El caudal pico, e) el tiempo de concentración.

1. Utilizando la curva número (CN), para un área de 300 h, en los que están establecidos 100 ha de maíz con 3% de pendiente, 50 ha de frijoles con 4 % de pendiente y 150 ha de pastizales con 7.5% de pendiente, sin obras de conservación de suelos, la precipitación máxima considerada es de 120mm en 24 horas, longitud de la cuenca 800m. Determine la escorrentía en mm o en m3/ha,  el tiempo de concentración (tc), el caudal, el caudal pico de la cuenca en el mes de octubre.

1. Utilizando el método de Cook, determine el caudal y  coeficiente  de escorrentíapara un área distribuida en 20ha cultivadas con sorgo pendiente 5%, suelo franco-arcilloso subsuelo compacto, sin obras de conservación de suelos; 30 ha con pastizaes (estrella), pendiente 2%, suelos arcilloso compacto y 20 ha de forestales, con pendientes de 15%, suelo franco-arcilloso.

1. Utilizando el método de Durbach, y una velocidad de flujo de 122cm/s, un factor de precipitación pluvial R=0.8; determine la profundidad y la anchura del canal.

1. Para un área de 10 ha, determine las dimensiones de un canal (en terrezas acanaladas), con pluviosidad d 90mm/h, menos una infiltración para suelos bueno, mediano y pobre de 40, 25 y 10 mm/h; que deja una diferencia de 50, 65 y 80 mm/h.

1. Si las dimensiones de la sección vertical de un canal son ver gráfico: Determine el radio hidráulico, la distancia superior externa, área de la sección, y cuales serían el  dimensiones para una sección parabólica.[pic 2]

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1. Determine la velocidad de flujo de un canal que presenta una constante de Manning de 0.025, un radio hidráulico igual a 1.5 y una inclinación 1 en 250.

1. El terreno donde se va a construir un canal presenta en el fondo arena gruesa u grava mediana entre mezclada, el canal tendrá forma rectangular de 1m x 6m, y una inclinación de 0.8 %. Determine la velocidad de flujo.

1. Utilizando el método de Durbach, en un área de 80 ha, con cultivos limpios, una pendiente de 2.0%, suelos franco-arenso. Determine la velocidad máxima admisible en el canal, su profundidad, el ancho; a) si se trata de un canal rectangular y b) si es de forma parabólica, dibuje el gráfico.

1. Para canales de desviación de tormentas,-utilizando la tabla 21 de la presentación- por el método de Durbach, si se tiene una pendiente de 0.4%, suelo arcillos, velocidad de flujo 1.120 m/s, para un ancho de fondo 1.83m, determine la profundidad mínima y máxima y el caudal, si el canal después de un tiempo se ha cubierto regularmente  de vegetación.

1. Enumere los elementos que son necesarios tener en cuenta en el diseño de terrazas acanaladas.

El diseño de una terraza acanalada es un caso especial del problema general del diseño de zanjas desviadoras para tormentas, pero aquí los posibles valores de las variables se hallan más limitados, y por ello el método es más sencillo. Los elementos necesarios que hay que tomar en cuenta en el diseño de terrazas acanaladas son el espacios entre terrazas, la longitud entre terrazas, la pendiente y el área de la sección transversal del canal, y estos actores serán examinados sucesivamente.

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