Banco de Preguntas - HIDROLOGIA

 

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HIDROLOGIA APLICADA

SELECCIONE LA RESPUESTA CORRECTA

1.  ¿Cuál es la referencia climática que se utiliza, según Thornthwaite, para la retención máxima del agua en el suelo, en el método del balance hídrico estudiado en el curso? (2pts)

2. 

3. 

4. 

5. 

6. 

7. 

8. 

a) b)   10 100mm mm c)  Cero, cuando el valor de P  –ETP es negativo d)  El valor es la retención del anterior mes más P-ETP, cuando P-ETP>0 En el método del balance hídrico que se vio en el curso, ¿cuál de las siguientes variables es la que necesita el cultivo? a)  D: Déficit b)  Ex: Excedencias c)  Dren: drenaje d)  Ninguna de las anteriores ¿Cuáles de los siguientes variables de precipitación precipitación NO se pueden rellenar sus datos faltantes? a)  Precipitación horaria b)  Precipitación obtenida cada 10 minutos c) Precipitación máxima en 24 horas d)   Ninguna de las anteriores variables se puede rellenar r ellenar ¿En las denominadas curvas IDF, Intensidad – Duración y Frecuencia, a que se refiere el termino Frecuencia? a)  Número de veces que se repite la lluvia en el tiempo de Duración de la lluvia b)  Tiempo en años, que transcurre en que un evento se repita c)  Tiempo de concentración d)  El promedio de las lluvias de misma intensidad Definición de riesgo en hidrología (2pts) a)  Tiempo en años, que transcurre en que un evento se repita b)  Probabilidad de que una crecida o avenida sea excedida en el transcurso de N años c)  Probabilidad de que una crecida o avenida no sea excedida en el transcurso de N años d)  Ninguna de las anteriores La distribución normal se ajusta aceptablemente a las siguientes variables: a)  Precipitación media mensual, total mensual y anual b)  Precipitación máxima en 24 horas c)  Datos dependientes del valor anterior d)  Ninguna de las anteriores Una de las condiciones para que se pueda utilizar el método racional es: a)  Que la intensidad de lluvia sea la máxima en 24 horas b)  Que el tiempo de duración de la lluvia sea mayor al tiempo de concentración c oncentración c)  Que el tiempo de duración de la lluvia sea menor al tiempo de concentración d)  Ninguna de las anteriores Qué valor de caudal se necesita para efectuar el cálculo de transito de avenidas? a)  Caudal aforado en época seca = Qmín b)  Caudal aforado en época de lluvias = Qmax c)  Caudal promedio d)  Ninguna de las anteriores

 

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RESPONDA PUNTUALMENTE

9.  Explique porque es importante el estudio de cuencas en hidrología. Indique por lo menos 4 criterios para la delimitación de una cuenca hidrográfica. R.  densificación de ríos tributarios y principales   Establecer el punto de control o salida de la cuenca   Desde el punto de control delimitar con las curvas de nivel hasta el lugar más alto de la cuenca, siguiendo las concavidades de las curvas   Nunca cortar la red de ríos 







10.  Se tienen 48 valores de temperatura horaria medidas en una estación meteorológica de la ciudad de La Paz (medición (medición efec efectuada tuada durante dos dos días). Grafique a mano alzada las temperaturas horarias en función del tiempo para los dos días. A continuación, grafique su función de densidad. Se puede aplicar a esta serie serie un método probabilístico? Porqué?

T °C 14 12 T °C 10 8 6 4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

14 12 10 8 Series1

6 4 2 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

 

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R.- La grafica sale en forma de campana por ser IID Se ajusta a la ley Normal, porque la media aritmética coincide con la media de los datos. Porque es simétrico, 11.  En la aplicación de un modelo probabilístico a una serie de precipitaciones anuales. ¿Por qué cuando se asigna una probabilidad a los datos no se debe utilizar la expresión i/n? (i = el número de orden, n=tamaño de la muestra). Cuando se podría podría aplicar esa expresión? R.- Porque no es el tamaño total de la población, solo es una muestra 12.  ¿Qué es periodo de retorno? Indique la relación entre el periodo de retorno y la probabilidad de riesgo. Explique si el periodo de retorno se aplica a cantidades diarias, anuales, u otras, a través de un ejemplo. R.-  Es el tiempo que transcurre para que un evento sea igualado o superado. Es inversamente proporcional. Se aplica a valores que tengan una frecuencia de ocurrencia 13.  ¿Qué datos se requieren para la determinación de curvas IDF? Explique TODOS los pasos requeridos para la creación de las curvas IDF en un determinado lugar. R.- Datos de precipitación horaria, horaria, o Pmax en 24 horas   Selección de estaciones y recopilación de información 

  Selección de Pmáx 24hrs   Ajuste a una función de distribución de probabilidad   Determinación de curvas IDF para distintos periodos de retorno   Generación de tablas   Pruebas de bondad de ajuste 14.  En una cuenca se han instalado 4 pluviómetros. En la Figura siguiente, se presentan las precipitaciones medias anuales y las curvas isoyetas, con sus correspondientes porcentajes de área. Determinar la precipitación anual media por medio de los polígonos Thiessen y las curvas isoyetas. Explique los resultados 









 

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R,- por polígonos de thiessen A (%)

P (mm)

AxP

25.8

0.258

440

113.52

22.5

0.225

450

101.25

42.2

0.422

560

236.32

9.5

0.095

575

54.625

100

1

505.715 P me d i a

505.715 mm

Por isoyetas 400 400 16.2

0.162

425

68.85

29.5

0.295

475

140.125

34.2

0.342

525

179.55

20.1

0.201

575

115.575

100

1

450 450

500 500

550 550

600 600 504.1

P me di di a

504.1 mm

15.  Sea una serie de caudales medios anuales compuesta por 15 valores que van de 1983 a 1997, determine el caudal que corresponde a un período de retorno de 20 años y el período de retorno del valor medio. Utilice la ley Gumbel Caudales medios anuales (m3/s):

13  24 24

15 38

29 42

11

33

26

14

28

33

44

38

22

R.- 25.78 m3/s 16.  Explique porqué el valor calculado con la ley Normal y la Ley de Gumbel para año medio (no)

resulta igual al valor medio? R.- Porque la ley normal es simétrica. La ley de Gumbel se emplea para valores extremos, pero que se obtenga un valor diferente se debe a que su gráfico no es simétrico.

17.- En base a los registros de las estaciones dadas completar los registros de precipitación total anual de la estación de Padilla por todos los métodos posibles, la distancia entre las estaciones: Padilla-Villa Serrano=20,5km, Serrano=20,5km, Padilla-Tomina=21Km y Padilla-Arquillos=16 Padilla-Arquillos=16Km Km ESTACION: AÑO ENE

PADILLA FEB

MAR

ABR

1990

MAY

JUN

JUL

39.5

6.6

1.7

AGO 6.3

SEP

OCT

48.4

52.9

NOV 46.1

DIC

ANUAL

80.8

1991 111.9

68.3

168.2

31.5

3.0

1.4

1.5

3.6

7.9

37.4

47.9

136.0

618.6

1992 196.9

111.3

38.7

25.9

4.3

4.8

1.3

4.8

15.8

93.4

50.8

134.2

682.2

1993 100.3

51.3

81.4

11.6

3.0

1.7

6.5

12.7

2.8

68.5

39.9

157.3

537.0

1994 138.5

115.5

46.3

11.6

2.1

1.0

2.2

0.6

0.0

42.6

62.9

89.6

512.9

1995 130.0 146.3 112.9 ESTACION: VILLA SERRANO

8.2

5.1

0.0

1.5

6.0

19.2

12.9

31.4

106.7

580.2

 

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AÑO

ENE

FEB

1990

96.2

135.9

88.1

22

37.8

0

0

17.7

23

1991 100.3

92.5

206.9

59.2

11.4

4.8

1.5

2.5

4.6

31.2

1992 142.7

211.7

53.1

21.1

3.6

0.0

7.0

6.7

5.5

126.8

1993 144.4

165.4

75.2

16.5

0.0

0.0

6.8

22.7

0.0

19.5

1994 122.9

144.2

74.9

48.0

0.0

0.0

0.0

0.0

35.8

1995 182.4

114.9

85.6

12.0

2.5

0.0

0.0

4.0

10.0

ESTACION: AÑO ENE

MAR

ABR

ARQUILLOS FEB MAR

MAY

ABR

MAY

JUN

JUL

JUN

AGO

JUL

AGO

SEP

OCT

SEP

98.5

NOV

ANUAL

74.4

677.2

6.0

51.5

572.4

16.7

188.3

783.2

55.7

144.5

650.7

129.0

60.5

95.3

710.6

28.0

54.8

135.6

629.8

OCT

83.6

DIC

NOV

DIC

ANUAL

1990

53.7

39.7

34

0

12.1

0

0

29

0

12

41.1

50.2

271.8

1991

56.3

79.5

108.6

28.0

0.0

0.0

0.0

0.0

3.1

40.7

49.5

71.0

436.7

1992 142.3

114.0

18.0

0.0

0.0

0.0

2.5

1.4

1.4

60.5

19.0

80.2

439.3

1993

60.5

61.1

33.2

0.0

3.0

0.0

4.8

6.9

2.5

54.0

30.3

121.0

377.3

1994

61.8

117.2

15.0

4.3

0.0

0.0

3.0

0.0

12.0

71.0

75.0

67.5

426.8

1995

85.4

68.8

85.8

2.5

0.0

0.0

0.0

7.6

17.0

35.6

20.0

64.7

387.4

ESTACION: AÑO ENE

TOMINA FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

ANUAL

1990

48.4

82.3

15.2

6.5

46.5

0

0

9.8

0

34.7

18

39.9

301.3

1991

42.3

27.4

67.4

19.7

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

33.5

16.4

14.0

220.7

1992

90.5

35.0

0.0

28.5

0.0

0.0

0.0

17.9

9.0

33.6

1993

43.8

7.8

30.6

20.0

8.0

0.0

0.0

49.0

25.0

50.0

45.0

149.0

428.2

1994 134.0 1995 154.0

179.0 124.0

41.0 82.0

0.0 0.0

0.0 0.0

0.0 0.0

0.0 0.0

4.0 0.0

58.0 0.0

8 9.0 49.0

75.0 20.0

100.0 71.0

680.0 500.0

R.METODO DE REGRESION LINEAL

ENERO PAD AÑO

VS

ENE

ARQ

ENE

1990

TOM

ENE

ENE

96.2

53.7

48.4

1991

111.9

100.3

56.3

42.3

1992

196.9

142.7

142.3

90.5

1993

100.3

144.4

60.5

43.8

1994

138.5

122.9

61.8

134.0

1995

130.0

182.4

85.4

154.0

MEDIA = 135.5 138.5 81.3 92.9 DESV = 37.43 30.34 35.97 50.99 r = 0.15 0.93 0.34 P_enero =

10 109 9

MARZO PAD VS AÑO

mar

1990 1991

168.2

mar

ARQ mar

TOM mar

677.2

34

301.3

572.4

108.6

220.7

 

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1992

38.7

783.2

18.0

1993

81.4

650.7

33.2

428.2

1994

46.3

710.6

15.0

680.0

1995

112.9

629.8

85.8

500.0

MEDIA = DESV = r= P_marzo =

89.5 669.3 53.04 80.58 -0.93 67.62 FEBRERO PAD

AÑO

feb

1990

VS

52.1 457.2 42.5 190 0.97 -0.92

ARQ

feb

feb

TOM feb

135.9

39.7

82.3

1991

68.3

92.5

79.5

27.4

1992

111.3

211.7

114.0

35.0

1993

51.3

165.4

61.1

7.8

1994

115.5

144.2

117.2

179.0

1995

146.3

114.9

68.8

124.0

MEDIA = 98.5 145.7 88.1 74.6 DESV = 38.33 46.17 25.95 73.48 r= 0.00 0.36 0.73 P_feb = 72.69 ABRIL PAD VS ARQ TOM AÑO

abr

1990

abr

abr

aabr br

22

0

6.5 19.7

1991

31.5

59.2

28.0

1992

25.9

21.1

0.0

1993

11.6

16.5

0.0

20.0

1994

11.6

48.0

4.3

0.0

1995

8.2

12.0

2.5

0.0

MEDIA = 17.8 31.4 7.0 9.9 DESV = 10.28 20.93 11.9 11.46 r = 0.55 0.68 0.62 P_marzo =

13.65

 

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18.- Se tienen caudales de aporte al embalse Corani   Para tomar previsiones durante el año 2007, se precisa estimar el volumen de aporte con el que se puede contar, referido a la ocurrencia de un año seco, húmedo o medio.   Si adoptamos como año seco aquel que tiene una probabilidad de 80% de ser excedido en el transcurso de un año cualquiera. Año húmedo aquel que tiene una probabilidad de 90% de no ser excedido y año medio aquel que es excedido en promedio una vez cada dos años, calcular estos valores. La función de distribución a usar en esta pregunta será la Ley Normal.   Calcular el periodo de retorno de los valores: 412, 600 y 800 millones m3/año, con la ley de Gumbel.   ¿Qué probabilidad se tiene de que durante 2007 el volumen de aporte esté comprendido entre 250 y 300 millones m3? (Ley ( Ley de Gumbel) 







R.1)

Medi a=

256.13 (10^6 m3)

De ssv viaci on on es estandar=

58.01 (10^6 m3)

Para año seco Probabilidad de 80% de ser ex cedido por otros años. F( x )=

0.8

Usando tablas se tiene para su complementario 0 0,2 ,2 Z= 0.84  

to, para F( x) =0,8 se ti ene X=

-0.84 207.40 (10^6 m3)

de cir, que es mayor o igual en un 10% Para año húmedo Probabilidad de 90% de no ser excedido, es decir, F( x )= 0.1 Usando tablas tablas se tie ne Z= X=

1.28 330.39 (10^6 m3)

Para año medio Es excedido en e n promedio una vez cada dos años. T= F( x )= Usando tablas tablas se tie ne Z= X=

2 años 0.5 probabi l i dad d de e se ser excedi do 0 256.13 .13 (10 (10^6 m3 m3))

es de deccir, ir, sse e exc exced ede ee en n pro prome medi dio o cada ada do doss añ años os el va valo lorr de la me

 

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2)

Para

20

_=  _ =

Inte rpol ando para

0.5236 1.0628 23

Para

25

_=  _ =

0.5309 1.0914

_=

0.52798 1.07996 Se calcula con los parametros obtenidos según el número de datos de la muestra = 0.01861615 = 227.76904 Con estos valores se puede calcular lo solicitado Para 412 41 2 millones m3/ m3/año año 3.430 b= F(x)= 0.96 0.96812 812159 159 probabili dad de que se presente un val or menor a 412 412 millones m3/año Para hallar la probabilidad de que se presente un valor igual o mayor que 412 millones m3/año, se tiene 1-F(x)= 0.03187841 Por tanto, el periodo de retorno será 31.4 31.4 año añoss T= _=

Para 600 60 0 millones m3/ m3/año año 6.930 b= 0.99902 0.99 9022 2 probabili dad de que se presente un val or menor a 600 600 millones m3/año F(x)= Para hallar la probabilidad de que se presente un valor igual o mayor que 600 millones m3/año, se tiene 1-F(x)= 0.000978 Por tanto, el periodo de retorno será T= 10 1022 22.5 .5 años 800 80 0 millones m3/ m3/año año Para 10.653 b= 0.99997 997636 636 probabili dad de que se presente un val or menor a 800 800 millones m3/año F(x)= 0.99 Para hallar la probabilidad de que se presente un valor igual o mayor que 800 millones m3/año, se tiene 1-F(x)= 2.3636E-05 Por tanto, el periodo de retorno será T= 4230 42308.8 8.8 años 3)

Empleando los parámetros calculados en el anterior inciso se tiene: Para 2500 millones m3/ 25 m3/año año b= 0.414 F(x)= 0.51628473 F(x)= 51.63% 51.6 3% probabilid probabilidad ad de que se presente un valor menor a 250 millone s m3/a m3/año ño Para 3000 millones m3/ 30 m3/año año b= 1.345 F(x)= 0.77056777 F(x)= 77.06% 77.0 6% probabilid probabilidad ad de que se presente un valor menor a 300 millone s m3/a m3/año ño Se obtiene la difere ncia entre ambos para tener la probabilidad de que se tenga un valor valo r entre 250 y 300 300 millones m3/año F(x)= 25.43% 25.4 3% probabilid probabilidad ad de que se presente un valor entre 250 y 3300 00 m millo illones nes m3/año Esto puede observarse que es coherente, contando los valores dato Se tiene que entre 250 y 30 3000 se encuentran los valores para los años Año V (10^6 m3) 1 1985 2095 Si endo un total de 22 datos 2 1992 257 El 25.43% de 22 e s 3 1994 256 5.59 datos 4 1999 277 5 2003 272

 

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19.- En la Figura 1 se muestra una cuenca donde se han seleccionado cinco estaciones pluviométricas, de las cuales se conocen las precipitaciones medias anuales (Tabla 1). Se pide: 1) Dibujar el gráfico de precipitaciones en función de la altura. Comentar los resultados. 2) Calcular la precipitación media anual aplicando el método de los polígonos de Thiessen, la media aritmética y el método de las isoyetas. Comentar los resultados. 3) Calcular el número de estaciones estaciones necesario para obtener una precisión del 10% en el cálculo de la precipitación media. 4) Rellenar el dato correspondiente a la estación A en el mes de febrero de 1990 (Tabla 1) utilizando las estaciones B, C y D. D. 5) Contrastar los datos de las estaciones B y C en el período comprendi comprendido do entre 1979 y 1987 usando el método de las dobles masas (Tabla 2).

 

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