Examen Ingenieria Fluvial-Geometria Hidraulica y Calculos

Examen tipo Ingeniería fluvial Ej 3 T 15 años a Geometría hidráulica Lacey fts d50 3103 m A actual Qmax 50 m3s 50 328 ft3 981103 ft s Qmax 176573 ft3 s fl 159 d5012 01577 RH 042 Q13 fl13 10514 ft A 126 Q56 fl13 118448 ft2 RH Bh B2h RH B2h A A Bh B 118448 h 10514 B2h 118448 10514 118448 h 2h 1245258 h 21077 h 118448 h 1398 ft B 8419227 ft i 702 106 Para el futuro es igual pero Q Qactual Qb 50 20 70 m³s b Geometría hidráulica y Tbx JulienWargadalam Manning hmanning 02 Q033 d50012 i019 Actual Q 50 m³s h 20836 Manning calculamos m d50 0003 m i 702 106 m 1 ln122 h d50 01108 con la m calculamos h y B para geometría Tbx 0121 Q06 m5 d5006 m5 i05 m5 Tbx 463 103 Con la futura es igual pero cogiendo Q 70 m³s c Tensión crítica de inicio de movimiento Tbx Tcx Tcx 0047 Tbx Tb pg Δd50 No conocemos ρ No sé seguir 0047 Tb ρ 981 165 3 103 Examen ordinario 11122012 Ej 2 a hallar el nivel de bankfull con 4 elev 134 y 5 m y realizar gráfica Bh frente hmax hmax 1m 520 1L L 4 m A 25 4 1 2 27 m² B 25 4 29 m hmax AB 2929 Bhmax 29² 29 P1 1 29² 29 hmax 3 m 520 3L L 12 m A 25 3 123 2 93 m² B 25 12 37 m h 9337 Bhmax 37² 93 P2 3 37² 93 hmax 4 m 520 4L L 16 m A 25 4 16 4 2 132 m² B 25 16 41 m h 13241 Bh 41² 132 P3 4 41² 132 hmax 5 m 225 1L L 125 m A 25 5 20 5 2 1252 18125 m² B 375 m h 18125 375 Bh 575² 18125 P4 5 575² 18125 Bh El nivel de Bankfull será hmax 4m b d50 8 103 m h 4 m obtenido en apartado a mov incipiente B 41 m Seccioan ancha RH h i Qmax Ks 2 d50 n Ks16 81 g 23 103 16 81 98 00168 m13 s Tbx Tcx 0047 V 1n 1 RH23 i 124 Q04 d50 Tbx12 94855 104 Q04 Q bh 1n 1 RH23 h Q441 100168 94855 104 Q0412 Q23 Q 2458946 308 102 Q02 Q 757596 Q02 Q 250918 m³s i 10405 104 c En la margen izquierda x 30 m B 20 m hmax 3 m x 50 m d50 005 m β arc tg cos10405 104 sen4103 1 tg35 1 η0 sen10405 104 209229 φ85 Fl 0 k 0 Vl η0 sen10405 104 209229 1 004928 Sf θ arc tg 520 14036 Sf cos 14036 tg 35 sen14036 cos20923 η1 tg 35 2616 α i 10405 104 Sf 2616 Examen parcial 20122013 G 3 B h L350 m Δz04m i 04350 114103 R200 m θ 20 d50 43103 m φ 27 q 857 m2s Q qB a con Ksdso h Tb Tc V 81gd5016 i Rh23 qh 81gd5016 i h23 h q d5016 8198 i35 h 8574310316 8198 114103 35 h56m Tb ρghi 10009856114103 6082 N Tb Tc Tcx ρg Δd50 U0 Tcx 023dx 00541expdx02123 Tcx 0048356 dx3 g Δd503 v2 398165431033 11062 10873 Tc 0048356 1000 98 165 431033 33656 N Tc b dso Sf125 no curvatura FLFp K1 Podemos iterar empezando con un valor dso005 pejemplo o meter la fórmula en la calculadora Sf125 η001523 β6475 η1008417 dso05334 m c considerando curvatura ángulo Rozovskii Sf tg λ h R λ arc tgM56200 λ 1712 Sfλ0 es cuando R Sf λ0 125 Sf Sfλ04λ Usamos gráfica para halla ψ λ1712 y θφ 074 ψext092 Sf ext125092115 ψint108 Sf int125107135 Examen parcial 1 Julien h0133Q 13m2 d50 6m16m4 16m4 a Hallar h teniendo en cuenta la base Q dso i i124 Q 13m2 dso 56m4 6m56m4 Tbv Tbv i124 Q 13m2 dso 56m4 6m56m4 h 0133 Q 13m2 dso 6m16m4 i 6m56m4 16m4 13m2 6m46m5 16m4 dso 56m4 6m56m4 h 0133 i124 16m5 Q 13m2 13m26m5 dso 6m16m4 456m46m5 6m16m5456m46m5 36m230m6m 6m6m51 h0133 12416m5 Q 6m513m26m5 dso En termino independiente introducimos m 16 Manning h 0133 i 16m5 124 16 Q 23m23m26m5 d50 6m6m5 h 0198 i 16m5 Q 26m5 d50 6m6m5 b Manning h Q15 m3s d505103 m i3 m16 h 02 15033 5103019 3103017 h05371 m Gercacios varios 1er parcial hidrología Ej 1 Parcial Se pretende caracterizar el pozo de erosión profundidad d anchura B Depende de densidad ρ viscosidad υ caudal Q gravedad g tamaño sedimento dso desv granulométrica σg d90d10 longitud L y diámetro del tubo Ø a Hallar expresión para el calado y otra distinta para la anchura B ρ M L3 υ L2 T1 Q L3 T1 g L T2 dso L σg adm L L Ø l ρL3 M L L L2υ T B L ρ υ f π1 π2 π3 π4 π5 Grupos adimensionales π1 Q QL3 L2υ QLυ π4 σg π5 Ø ØL π2 g gL L3 υ2 g L3 υ π3 dso dsoL B L f QLυ gL3υ dsoL σg ØL ρØ3 M Ø L Ø3 Q T d Ø ρ Q f π1 π2 π3 π4 π6 π1 υ υ Ø3 Q υ Ø Q π3 dso dso Ø π5 σg π4 L L Ø d Ø L Ø Q g Ø5 Q2 dso Ø L Ø σg Ej 2 dso 005 m Ø 40º B 15 m 2H1V hacequía 15 m resguardo 025 m Lacequia 205 m desnivel 1 m Rmn 10 m a Usando Manning Qmax Δh resguardo h 125 m hmax 15 m x 12 x 25 m λ B h 2 12 h x B 05 2 x Δh 9 Δh Δh 2 1 3º Grado Ingeniería Civil Examen ordinario Ingeniería Fluvial Curso 20122013 11122012 Ciudad Real Parte I Teoría 4 puntos Duración 30 minutos Alumnoa DNI Responder únicamente dentro del espacio destinado a tal efecto en cada una de las cuestiones teóricas Para esta parte NO debe usarse material adicional alguno Cuestión 1 Explica al menos 4 propiedades que diferencien un torrenterambla de una rambla pura Cuestión 2 Dibuja la distribución de velocidades dentro de la sección transversal en el punto de inflexión de un meandro y en una sección aguas abajo de la misma Cuestión 3 Qué es la curva de caudales clasificados Qué información se puede obtener de ella Cuestión 4 Explica los tipos de caudal sólido en función de su modo de transporte Qué caudal sólido se utiliza en la teoría del régimen por qué Cuestión 5 Explica los tipos de desembocaduras que se pueden encontrar 3º Grado Ingeniería Civil Examen ordinario Ingeniería Fluvial Curso 20122013 11122012 Ciudad Real Parte II Ejercicios 6 puntos Duración 90 minutos Alumnoa DNI Para esta parte puede emplearse un formulario general de la asignatura Se puede emplear todo el papel adicional que se requiera si bien únicamente puntuarán aquellos ejercicios cuyo resultado escrito de forma clara en el recuadro destinado a tal efecto coincida con la solución del ejercicio propuesto Ejercicio 1 2 puntos La erosión local ds en una pila de puente en un río puede describirse mediante las siguientes variables Ettema et al 1998 ds fρ μ U h g d Uc B donde ρ densidad del fluido μ viscosidad dinámica U velocidad media h calado g aceleración de la gravedad d diámetro del material Uc velocidad crítica de inicio de movimiento B longitud característica de la pila Hallar utilizando análisis dimensional una expresión dimensionalmente correcta para la erosión en una pila de puente identificando números adimensionales importantes en hidráulica fluvial r NL3 θ L2 T1 U 4T h L g ug L T2 d L B L Uc 4T Grupos Característicos BU LUT T B L ρB3 ML3L3 M Grupos adimensionales hB dB Ejercicio 2 4 puntos Para la sección transversal de la figura Se pide a hallar el nivel de bankfull utilizando 4 elevaciones distintas 1 3 4 y 5m sobre el fondo para realizar la gráfica anchura de la lámina de aguaprofundidad media frente a profundidad máxima λ 4 m b Se sabe que el material de fondo de tamaño 3mm se encuentra en estado de movimiento incipiente cuando circula por el cauce el caudal dominante Considerando que la sección es muy ancha hallar la pendiente longitudinal y el caudal dominante según la relación de ManningStrickler con ks 2d50 m Ks16 811g 2d5016 811198 00168 A h 4 A 732 m2 Pl 4549 m RH APo 29016 V 1m RH5 015 7707 m1s Q vA 3 57946 m3s c En la margen izquierda localizada entre x 30m y x 50m se instala una escollera de tamaño d50escollera 5cm con un ángulo de rozamiento interno de 35º Se pide hallar el factor de seguridad de dicha escollera si el efecto de la fuerza ascensional es despreciable d50 5102 m Θ 946º Ø 35º μ 017 FL 0 M 0 K M 0 Δ 8 165 V 105 m2s d gΔd50 V2 12644391 τc 0175gRH5 gΔd50 001319 Zc 005866 μ0 τa τc 0022 4865 c β 4377º γ1 0155551966 SF 30345 Ej Clase 08092014 Para la seccion de la figura taller el nivel de bankfull para 4 elevaciones distintas 134 y sin Para hallar el nivel de bankfull se debe encontrar el punto de inflexion mínimo en la grafica Bh hmax donde B anchura de la seccion en superficie h profundidad media y hmax profundidad maxima La profundidad media puede hallarse como h AB con A Area transversal Asi para hmax1m dibujo 20m L1 L4m B29m A 25 x 1 12 L1 27 m² h A B 27 m² 29 m 093 m Bh 29m 093 m 3115 Dónde es el examen Los resultados pueden resumirse en la siguiente tabla hmaxm Área m² B m h m Bh 1 27 29 093 315 3 93 37 251 1472 4 132 41 322 1274 5 1813 575 356 1824 Que gráficamente es Por tanto el nivel de bankfull será el de hmax4m Ej Clase 09092014 Taller por analisis dimensional una expresion para la tension critica de inicio del movimiento Para la tension critica τc podemos escribir τcfρνgdsoρs donde ρdensidad fluido νviscosidad cinematic del fluido gaceleracion de la gravedad dsopercental 50 del sedimento ρsdensidad del sedimento cuyas unidades son τcM L1 T2 ρ ρs M L3 ν L2 T1 g L T2 dso L M Masa L Longitud T tiempo λ L F mg M L T 2 ks L 1er paso elegir n variable independientes con las cuales se pueda formar cualquier combinación de unidades n número de dimensiones M L T n 3 variable independientes elegidas dso dso L g dso12 g12 T ρ ρ dso3 M ρ Vg ρ g l12dso13 2o paso combinar dso g ρ para obtener grupo con las mismas unidades que la variable dependiente τc τc M L1 T2 ρ dso3 dso1 gdso es decir τc ρ g dso3 βΠ1 Π2 gdso ldso Aparecen 2 grupos adimensionales 5 variables independientes 3 dimensiones 3er paso adimensionalizar resto de variables ν βs con ρ g dso Π4 νdso2 dso12 g12 ν g dso3 Π2 βsρ Π2 Π2 1 βs ρρ Δ τc ρ g dso3 g νg dso3A Ei Clue 12092014 Partiendo de la expresión de JulienVergedeltan para el cañedo con base Q dso Zb obtener la expresión en base Q dso i la expresión de JV para el cañedo con Q dso Zb es h 0133 Q13mt2 dso6m16mt4 Zb16mt4 donde τb τbρgdso ρgh iρj dso hi1dso Sustituyendo h 0133 Q13mt2 dso6m16mt4 hi1dso16mt4 Operando h 0133 h16mt4Δ16mt4 Q13mt2 dso6mt16mt4 dso16mt4 i16mt4 h16mt4 0133 Δ16mt4 Q13mt2 dso6m6mt4 i16mt4 h6mt56mt4 0133 Δ16mt4 Q13mt2 dso6m6mt4 i76mt4 h 0133 Δ16mt46mt46mt5 Q23mt16mt43mt26mt5 dso6mt16mt5 i6mt146mt46mt5 h 0133 Δ16mt46mt46mt5 Q26mt5 dso6mt6mt5 i16mt5 Si en el término 0133 Δ16mt46mt46mt5 tomamos Δ 165 m 16 tenemos 0133 1651556 02 llegando a h 02 Q26m t5 dso6m6mt5 i16mt5 Ej clave 22042014 Ext 1314 E gD N B h μ ρ M 1º unidades E D B h L N T1 μ M L1 T1 ρ M L3 M M M masa L longitud T Tiempo 2º Elegir 3 ya que son 3 magnitudes las que intervnen variables independientes capaces de formar cualquier unidad D L N1 T D N ρ ρD3 M 3º Grupo dimensional con las mismas unidades que E D1 N0 ρ0 L E D g Π1 Π2 Π3 Π4 4º Adimensionalizar resto de variables con D N ρ Π1 BD Π2 hD Π3 μρD2 DN Π4 μρD3 5º Solución E D g BD hD μρND2 μρD3 b Si μ no influye dado que solo aparece en el grupo Π3 éste puede eliminarse del análisis E D g BD hD MρD3 2 Río Tajo L 500 m Δz 05 m i ΔzL 01 o 1o Río muy ancho Río h R 300 m Θ 20º sedimento cuarcítico Δ 165 dso 00023 m φ 35º q 42 m3s a si KS 2 dso h y τb τc por Mannings río muy ancho q v h 1n i12 h23 h 1n i12 h53 n KS16 81219 00161 m 13 h qn i1235 628 m dso 5818 τb ρ g h i 6157 Nm2 zc zcr ρ g Δ dso con zcr 023dso 0051 f 1 exp dso 081 z3 dso 3φ4 dso3 D2 b SF sin curvatura y fuerza aceleración nula k0 Ψλ 1 η0 τb ex τb z1 τb ρ g A dso ex 2 Proponemos dso ex 005 m incialmente dso ex m η0 SFfondo plano βº ρ1 SFfundo 005 15973 0626 SFf 010 07487 1251 020 03993 2504 39124 02529 14887 15 dso ex para SF 15 02 m c SF con curvatura Ψλ 0 λ aten 11 h R 1296 º Θ φ 057 Ψλ exterior 09 Ψλ interior 107 SFext 09 15 135 SFint 107 15 161 margen interior Θφ margen exterior