Este documento presenta la solución de un examen de Hidrología General. Contiene 8 preguntas sobre temas como la forma y densidad de drenaje de una cuenca, cálculo de velocidades de viento, estimación de precipitación faltante, clasificación de cauces, sistema hidrológico global y distribución del agua, formas de precipitación y su medición. Las respuestas incluyen fórmulas, cálculos, tablas y definiciones.

1. CON EL ESCUDO O SOBRE EL ESCUDO, VENCER O MORIR EN EL CAMPO DE BATALLA 5 de enero de 2013
ROQUE CHARCA, ROSAND - VI SEMESTRE
CURSO: HIDROLOGIA GENERAL
SOLUCION DEL 1º EXAMEN DE HIDROLOGIA
SOLUCIONADO POR:
ROQUE CHARCA, Rosand
CODIGO: 103291
DOCENTE: Ing. MELLADO VARGAS, Zenón
PUNO – PERU
2013

2. CON EL ESCUDO O SOBRE EL ESCUDO, VENCER O MORIR EN EL CAMPO DE BATALLA 5 de enero de 2013
ROQUE CHARCA, ROSAND - VI SEMESTRE
1. Se tiene la información de las características fisiográficas y relieve de la micro
cuenca del rio Churuchama – Provincia de Lampa - Puno
Solución
Datos complementarios
Perímetro de la micro cuenca 63.60 Km.
Longitud del rio principal 34.25 Km.
Longitud total de los ríos 132.34 Km.
Número total de los ríos 25 unidades
Lado mayor 24.68 Km.
Lado menor 7.19 Km.
a) Determinar la forma de la cuenca estableciendo:
coeficiente de compacidad
COTAS
m.s.n.m.
AREA ENTRE
COTAS Km2
AREAS
ACUMULADAS
Km2
% AREAS
ENTRE
COTAS
%
ACUMULADAS
3800
4000 77,25 77,25 43,51% 43,51%
4200 25,55 102,8 14,39% 57,90%
4400 22,25 125,05 12,53% 70,43%
4600 29,5 154,55 16,62% 87,05%
4800 17,5 172,05 9,86% 96,91%
5000 5,5 177,55 3,09% 100,00%
177,55 100,00%
Dedicado a una persona divertida y muy especial para mí y
que siempre estará presente en mi corazón... Dana

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Es el cociente que existe entre el perímetro de la cuenca respecto al perímetro de
un círculo del área de la misma cuenca.
√ √
Si la cuenca es de forma circular. Este coeficiente nos dará luces sobre la
Escorrentía y la forma del hidrograma resultante de una determinada lluvia caída
sobre la cuenca.
Si cuenca regular
Si cuenca irregular, ( grande, menos susceptible a inundaciones)
√
La microcuenca es menos susceptible a
inundaciones.
Factor de forma
Fue definido por Horton, como el cociente entre el ancho promedio de la cuenca
y su longitud del cauce principal:
Dónde:
(Km)
(Km2)
que se define
como la distancia entre la salida y el punto mas
alejado, cercano a la cabecera del cauce
principal, medida en línea recta.
Entonces tenemos:
b) Densidad de drenaje:
Horton (1945) definió la densidad de drenaje de una cuenca como el cociente
entre la longitud total (Lt) de los cauces pertenecientes a su red de drenaje y la
Superficie de la cuenca (A):

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c.- Determinar la pendiente de la cuenca por el criterio de Alvord siendo la
longitud total de las curvas de niveles dentro de la cuenca de 134.39 Km.
Dónde:
Sc = pendiente promedio de la cuenca, adimensional.
D = intervalo o desnivel constante entre curvas de nivel, en Km. Para nuestro caso
D=200m=0.2Km
Ln = longitud total de las curvas de nivel dentro de la cuenca, en Km.
A = área o tamaño de la cuenca, en Km2.
2. Anemómetros instalados a 8 y 100m de altura registran velocidades
promedio del viento de 5 y 10m/s respectivamente. Calcule las velocidades
promedio a 30 y 60m de altura utilizando:
a) la ecuación de perfil de velocidad logarítmica para calcular la velocidad
promedio del viento a una altura intermedia.
b) utilizando la ecuación del perfil de la ley exponencial. Para k=0.4
Solución
Para calcular la velocidad promedio del viento ̅ a una altura intermedia ,
cuando las velocidades promedio ̅ y ̅ a alturas y son conocidas, es:
̅ ̅ ̅ ̅
DATOS: ̅ =5 ̅
a) Para hallamos la velocidad promedio ̅
̅
( )
( )
Para hallamos la velocidad promedio ̅
̅
( )
( )
b) En meteorología el perfil de ley exponencial se expresa usualmente como:

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̅
̅
a) Para hallamos la velocidad promedio ̅
̅
̅
a) Para hallamos la velocidad promedio ̅
̅
̅
3. La precipitación anual media registrada en 6 estaciones pluviométricas son las
siguientes: 890, 983, 1123, 940, 1050, y 1200 mm. La cuarta estación por defecto
estuvo paralizada por un periodo de 2 meses habiendo registrado en ese
periodo de paralización una tormenta con los datos siguientes: 84, 95, 110, x,
100 y 120 mm. Estimar la precipitación durante la tormenta para la cuarta
estación.
Solución
Como la tormenta es un conjunto de lluvias que obedecen a una misma
perturbación meteorológica y de características bien definidas, además para
nuestro caso tuvo una duración de dos meses, entonces si los datos faltantes son
lluvias podemos aplicar el método de Weather Bureau o el método de la
regresión normalizada:
1.- Verificar si la precipitación normal anual de las estaciones índices está dentro
del 10% con la estación con datos diarios faltante:
2. Si la precipitación media anual (o mensual) de cualquiera de las estaciones
auxiliares difiere en más de un 10% de la medida en la estación incompleta, el
dato faltante será determinado por el método de la regresión normalizada.

6. CON EL ESCUDO O SOBRE EL ESCUDO, VENCER O MORIR EN EL CAMPO DE BATALLA 5 de enero de 2013
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El dato faltante anual o mensual Px será igual a:
* + Donde
NOTA: Cuando el método es aplicado para estimar datos mensuales, los valores
de corresponden al mes que se estiman. Entonces tenemos este
cuadro de resumen y aplicamos en la fórmula:
[ ]
“1 milímetro de agua de lluvia equivale a 1litro de agua por m²”
4. Cuál es la densidad en kg/m3
de
a) aire seco a 35ºC a una presión de 850 milibares y
b) Aire húmedo con humedad relativa de 70% y a la misma temperatura y presión
Solución
a) Calculamos la densidad de aire seco
b) Calculamos la densidad de aire húmedo
a la misma temperatura y presión
ESTACION
precipitacion
media anual
(mm)
Delta % periodo de registro
lectura en el
periodo de dos
meses (mm)
A 890 -50 -5,32% 01/01/2000 - 01/01/2001 84
B 983 40 4,57% 01/01/2000 - 01/01/2001 95
C 1123 183 19,47% 01/01/2000 - 01/01/2001 110
D 940 01/03/2000 - 01/01/2001 x
E 1050 110 11,70% 01/01/2000 - 01/01/2001 100
F 1200 260 27,66% 01/01/2000 - 01/01/2001 120

7. CON EL ESCUDO O SOBRE EL ESCUDO, VENCER O MORIR EN EL CAMPO DE BATALLA 5 de enero de 2013
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;
calculamos
para una
Entonces
[ ]
De las dos respuestas podemos decir que: La densidad del aire húmedo es menor
que la del aire seco en las mismas condiciones de presión y temperatura, lo cual
es muy cierto.
5. ¿Cuál es el objetivo de la Hidrología, mencionar 03 proyectos donde se
aplican estudios hidrológicos indicando que datos o informaciones se
requieren?
Solución
OBJETIVO DE LA HIDROLOGIA: Está ligado íntimamente en la planificación diseño
y operación de proyectos hidráulicos en base a los estudios de los fundamentos
hidrológicos como la radiación solar; vientos que circulan; y su ocurrencia como la
precipitación, infiltración dentro de un área hidráulica.
APLICACIONES DE LA HIDROLOGIA:
1. NAVEGACION:
 Obtención de datos y estudios sobre construcción y mantenimiento de
canales navegables.
2. ESTUDIO Y CONSTRUCCION DE OBRAS HIDRAULICAS:
 Fijación de las dimensiones hidráulicas de obras de ingeniería, tales como
puentes, etc.
 Proyectos de presas
 Establecimiento de métodos de construcción.
3. DRENAJE:
 Estudio de características de nivel freático

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 Examen de las condiciones d alimentación y de escurrimiento natural del
nivel freático: precipitación, hoya de contribución y nivel de agua de las
corrientes
6. ¿Indicar y describir la clasificación de los cauces de las corrientes en función
del transporte del agua?
Solución
La clasificación en función al transporte de agua en una cuenca tenemos:
1. PERENNES.-Corrientes con agua todo el tiempo, el nivel del agua subterránea
mantiene una alimentación continua y no desciende nunca debajo del lecho del
rio.
2. INTERMITENTES: Corrientes q escurren en estación de lluvia y se secan durante
el verano, el nivel de agua freática se conserva por encima del nivel del lecho del
rio solo en estación lluviosa, en verano el escurrimiento cesa u ocurre solamente
inmediatamente después de las tormentas.
3. EFIMEROS: Existen apenas durante o inmediatamente después de los periodos
de precipitación y solo transportan escurrimientos superficiales.
7. ¿Cómo está conformado sistema hidrológico global y mencionar la
distribución del agua en la tierra?
Solución
Un sistema hidrológico se define como una estructura o volumen en el espacio
rodeado por una frontera, que acepta agua y otras entradas, opera con ellas
internamente y las produce como salidas, para analizar el sistema hidrológico
integralmente, los agrupamos en tres subsistemas, así:

9. CON EL ESCUDO O SOBRE EL ESCUDO, VENCER O MORIR EN EL CAMPO DE BATALLA 5 de enero de 2013
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Subsistema de agua atmosférica (A): que contiene los procesos de precipitación,
Evaporación, intercepción y transpiración.
Subsistema de agua superficial (B): que contiene los procesos de flujo superficial,
Escorrentía superficial y, nacimientos de agua subsuperficial y subterránea y
Escorrentía hacia ríos y océanos.
Subsistema de agua subsuperficial (C): que contiene los procesos de infiltración,
Recarga de acuíferos, flujo subsuperficial y flujo de agua subterránea, el flujo
Subsuperficial ocurre en la capa de suelo cercana a la superficie, mientras que el
Flujo de agua subterránea lo hace en estratos profundos de suelo y roca.
CLASIFICACION DEL AGUA EN LA TIERRA:
Total de agua: de agua
Agua en mares y Océanos 97%
Agua en los glaciares y Polares 2.4%
Aguas subterráneas 0.54%
Aguas superficiales 0.06%
Aguas atmosféricas 0.01%
8. ¿Qué es precipitación, indicar las formas y su medición?
Solución

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PRECIPITACION: Se define precipitación a toda forma de humedad, que
originándose en las nubes, llega hasta la superficie terrestre.
FORMAS DE PRECIPITACION:
• Llovizna: consiste en pequeñas gotas de agua, con diámetro variable entre 0,1 y
0,5 mm, con velocidad de caída muy baja. Por lo general, la llovizna precipita de
los estratos bajos de la atmósfera y muy rara vez sobrepasa el valor de 1mm/h de
intensidad.
• Lluvia: consiste en gotas de agua líquida, con diámetro mayor a 0,5 mm. La
lluvia se identifica según su intensidad q puede ser ligera, moderada, fuerte.
• Escarcha: es una capa de hielo, generalmente transparente y suave, que
contiene bolsas de aire. Se forma en superficies expuestas, por el congelamiento
de agua superenfriada que se ha depositado en ella, por llovizna o lluvia.
• Nieve: está formada por cristales de hielos blancos o traslúcidos de forma
compleja y aglomerados. Estos conglomerados pueden formar copos de nieve
que pueden llegar a tener varios centímetros de diámetro. La densidad de la nieve
fresca varía, por lo general, una capa de nieve acumulada de 125 a 500 mm,
representan una lámina de agua líquida de 25.0 mm.
• Granizo: es precipitación en forma de bolas o trozos irregulares de hielo, que se
produce por nubes convectivas, la mayoría de ellas de tipo cúmulo-nimbus. El
granizo puede ser esférico, cónico o de forma irregular y su diámetro varía entre 5
a más de 125 mm.
• Bolas de hielo: están compuestas de hielo transparente o traslúcido. Pueden ser
esféricas o irregulares, y cónica, por lo general, tienen menos de 5 mm de
diámetro.
MEDICION DE LA PRECIPITACION:
1. PLUVIOMETROS SIMPLES: En principio cualquier recipiente abierto de paredes
verticales puede servir de pluviómetro, porque lo q interesa es retener el agua
llovida para luego medirla, en el Sistema métrico se mide en mm y decimos de
mm. Pero es necesario q estos instrumentos estén normalizados.
2. PLUVIOMETROS REGISTRADORES (PLUVIOGRAFOS): Los pluviómetros simples
solo registran la cantidad de lluvia caída, y no dicen nada acerca de la intensidad q
ella adquiere en el transcurso de la precipitación, lo cual se consigue con los
pluviógrafos. La intensidad de lluvia es un parámetro importante para el diseño
de obras hidráulicas, de ahí su importancia de los pluviógrafos.
3. PLUVIOMETROS TOTALIZADORES: Se utilizan cuando hay necesidad de conocer
la pluviometría mensual o estacional de una zona de difícil acceso, donde solo se
va unas pocas veces al año.