La tarea presenta cuatro problemas relacionados con el diseño hidráulico de represas, compuertas y canales. El primer problema calcula la fuerza que actúa en la cara aguas arriba de una pequeña represa de 1.75 m de altura diseñada para un caudal de 64.40 m3/s. El segundo problema determina la fuerza sobre una compuerta plana de 50 cm en un canal de 5 m de ancho, y la profundidad requerida para formar un salto hidráulico aguas abajo. El tercer problema dibuja y

1. Instituto Tecnológico de Costa Rica Escuela de Ingeniería en Construcción
IV-2103 Diseño Hidráulico de Carreteras y Obras Viales Programa de Maestría en Ingeniería Vial
II Bimestre 2015
Tarea # 2
Fecha de entrega: 13 de marzo de 2015
Problema #1
Una represa pequeña se construye en un río con el fin de captar aguas para una comunidad. La represa
tiene una altura de 1,75 m y se diseñó para una tormenta que se espera produzca un caudal de 64,40
m3
/s con una velocidad de aproximación a la represa de 4,0 m/s. Determine la fuerza que actúa en la
cara de aguas arriba de la represa para estas condiciones. Considere que no ocurren pérdidas de energía
y que la sección del río puede aproximarse por un rectángulo de 7 m de base.
Problema #2
En un canal horizontal de sección rectangular de 5 m de ancho se coloca una compuerta plana. Si la
velocidad y profundidad aguas arriba de la compuerta son 3,5 m/s y 2 m, respectivamente, cuando la
apertura de la compuerta es de 50 cm, determine la fuerza que se ejerce sobre la compuerta y la
profundidad necesaria para que se forme un salto hidráulico aguas abajo de la compuerta.
Problema #3
Por un canal rectangular de 10 m de ancho fluye un caudal de 130 m3
/s. El canal se divide en cuatro
tramos, todos ellos con un coeficiente de rugosidad de Manning de 0,013. De aguas arriba hacia aguas
abajo, las pendientes de fondo de cada tramo son 0,0003, 0,004, 0,002 y 0. Al final del último tramo
existe una compuerta vertical la cual se encuentra abierta 2 metros sobre el fondo del canal. Dibuje y
clasifique todos los perfiles de flujo gradualmente variado que ocurren en el canal. Suponga que los
tramos son suficientemente largos y que la compuerta está diseñada para que no se produzca
contracción del chorro.
Problema #4
El canal rectangular que se muestra en la figura transporta un caudal de 10 m3
/s en un ancho de 2,5 m y
n=0,025. En medio del canal se ubica una compuerta con 0,8 m de abertura. Dibuje y clasifique todos los
perfiles de flujo gradualmente variado que ocurren en el canal. Suponga que los tramos son
suficientemente largos y que la compuerta está diseñada para que no se produzca contracción del
chorro.