manual de laboratorio de hidrologia

UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA___ HIDROLOGÍA 1INGENIERIA CIVÍL

UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA“La Universidad Católica de Loja”

HIDROLOGÍA

MANUAL DE LABORATORIO

Realizado por:

~ Patricio Darío León Vivanco~ Ing. Fernando Oñate Valdivieso


INFORME DE PRÁCTICASLos informes de las prácticas de Hidrología deben estructurarse y presentarse de la siguiente manera:

CONTENIDOS

• TEMA:

• OBJETIVO:

Dentro de este punto se deben citar los problemas y el resultado al que se aspira llegar con la realización de los ensayos.

• FUNDAMENTOS TEÓRICOS:

Se investigará y se expondrá lo principal sobre el tema del ensayo realizado en el informe a presentarse.

• MATERIAL Y EQUIPOS A UTILIZARSE:

Aquí enumeramos los materiales y los equipos que se utilizarán en el ensayo a desarrollar, especificando cada uno de ellos.

• ESQUEMA DEL ENSAYO:

Se debe representar gráficamente el montaje de los materiales y equipos que se utilizan.

• PROCEDIMIENTO:

Se indicará en forma cronológica el desarrollo de la práctica.

• DATOS, CÁLCULOS, TABLAS Y GRÁFICAS:

Dentro de lo que se refiere a datos el estudiante en el laboratorio tomará todo lo necesario para la realización del informe, se expondrá un cálculo tipo de los resultados que se ubicarán en las tablas y posteriormente se graficaran.

• CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

Se indicarán los resultados obtenidos y las sugerencias o recomendaciones que el estudiante crea convenientes sobre el ensayo.

• BIBLIOGRAFIA:

Se debe citar los textos, guías, folletos, revistas, códigos y demás artículos que sirvieron para la realización del informe.


SIMULADOR DE LLUVIA

Es un modelo de cuenca a escala que es de gran utilidad en el estudio de

las reacciones de una cuenca a la lluvia, ya que nos permite determinar

valores aproximados de infiltración y de escorrentía que se producen en

el modelo dependiendo de factores tales como: el tipo de suelo, la

pendiente, la vegetación, etc.

Esta diseñada para simular la escorrentía superficial que resulta de

una precipitación, mediante la representación a escala de una cuenca

como un sistema de componentes interconectados. Cada componente

modela un aspecto del proceso lluvia-escorrentía dentro de una

subcuenca o subárea; los componentes incluyen la escorrentía superficial

de la subárea, los canales y los embalses; cada componente se

representa por un conjunto de parámetros que describen las

características de la cuenca. Los resultados finales del proceso de

modelación son los hidrogramas de escorrentía directa y los hidrogramas

de caudales en determinados sectores de la cuenca.


PRÁCTICA 1RELACION LLUVIA ESCORRENTIA

Información:

Antes de llevar a cabo este ensayo los rieles del instrumento deben fijarse

con una inclinación de 1/200cuesta abajo hacia la abertura, debe usarse

la tablilla del perfil para establecer el perfil transversal del valle y una

pendiente longitudinal uniforme de la arena hacia la salida, una vez

humedecida la arena se puede corregir la forma del perfil superficial

formado por la tablilla.

Se debe regular la mejor velocidad de rociado para los simuladores de

lluvia, conectando la bomba y regulando la abertura para 15 lt/min, para

luego apagar la bomba y dejar que la arena drene continuamente.

2. Materiales:

• Banco Hidrológico (Modelo de cuenca hidrográfica)• Cronómetro• Grava

3. Procedimiento:

• Familiarizarnos con los instrumentos de medida del banco hidrológico.

• Encender la bomba del banco hidrológico y regular el dispositivo del

simulador para que produzca una lluvia de 15 lt/min

• Encerar el cronómetro con el inicio de la tormenta.

• Realizar la lectura del caudal en la salida cada 10 segundos

• Dejar caer la lluvia por alrededor de 2 minutos

• Apagar la bomba.

• Realizar las lecturas para conformar la curva de recesión hasta que se

obtengan tres lecturas iguales en el medidor de caudal.

FÓRMULAS A UTILIZAR:

Volumen de lluvia:t*PV ll =


Tiempo (min)t

15 lt/min

Prec

ipita

ción

(lit

/min

)

Vl l = P * t

Donde:

P -- Cantidad de lluvia regulada en el simulador.t -- tiempo

Coeficiente de escurrimiento:

ll

ed

VVC =

Tiempo (seg)

Caud

al (

lt/s)

Ve d = Area bajo la curva

Donde:

Ved -- Volumen de escurrimiento directo.Vll -- Volumen de lluviaTABLA DE DATOS:

Q (lt/seg) t (seg)

GRAFICAS:

Graficar el caudal (l/s) en el eje de ordenadas y en el eje de las abscisas el tiempo (s)

Dibujar en el gráfico el correspondiente hietograma de precipitación.


4. Cuestionario para conclusiones:

• Hable acerca de la forma del hidrograma.• Compare el coeficiente de escorrentía de la arena con el que

está en las tablas.

5. Recomendaciones:

6. Bibliografía:

CHOW, Ven Te; Hidrología aplicada. Mc Graw Hill. Colombia, 1994.

APARICIO MIJARES, Francisco Javier; Fundamentos de Hidrología de Superficie. Limusa. México, 2001.

CUSTODIO, Emilio; Hidrología Subterránea.

DIGMAN, Hidrología Física.

MONSALVE, Germán; Hidrología en la Ingeniería.

OÑATE VALDIVIESO, Fernando; Apuntes de Clase.

BRIONES SÁNCHEZ, Gregorio, Aforo del Agua en Canales y Tuberías. Trillas. México, 1997.


PRÁCTICA 2FLUJO DE CORRIENTE PARA TORMENTAS DE CORTA Y LARGA

DURACIÓN

Información:

TORMENTA:

Conjunto de lluvias que obedecen a la misma perturbación meteorológica, de características bien definidas, caracterizadas por descargar grandes cantidades de agua en cortos periodos de tiempo. Se define en torno a tres criterios:

- Intensidad, cantidad de agua caída por unidad de tiempo- Duración, periodos de tiempo que se analizan en la duración total o parcial de la tormenta- Frecuencia, Es el número de veces que se repite una tormenta de intensidad y duración definida en un largo periodo de tiempo medido en años

1. Materiales:


2. Procedimiento:

FLUJO DE CORRIENTE DE UNA TORMENTA DE CORTA DURACIÓN

• Realizar la lectura del caudal en la salida cada 10 segundos.• La lluvia deberá caer por aproximadamente por 90 segundos. • Encerar el cronómetro con el inicio de la tormenta• Cortar la lluvia cuando el hidrograma esté aún subiendo (deberá

anotarse el tiempo en el que se apagó la bomba sin detener el cronómetro)

• Realizar las lecturas de caudal para conformar la curva de recesión hasta que se obtengan tres lecturas iguales en el medidor de caudal

FLUJO DE CORRIENTE DE UNA TORMENTA DE LARGA DURACIÓN

• Realizar la lectura del caudal en la salida cada 10 segundos • Encerar el cronómetro con el inicio de la tormenta.• Dejar caer la lluvia hasta obtener un escurrimiento constante

aproximado de 0.27 lt/s durante varias medidas.


• Apagar la bomba (deberá anotarse el tiempo en el que se apagó la bomba sin detener el cronómetro).

• Realizar las lecturas de caudal para conformar la curva de recesión hasta que se obtengan tres lecturas iguales en el medidor de caudal

TABLA DE DATOS:

Q (lt/seg) t (seg)

GRAFICAS:

Graficar el hidrograma para cada tormenta poniendo el caudal (lt/s) en el eje de ordenadas y en el eje de las abscisas el tiempo (s)



• Al comparar los hidrogramas de cada tormenta, ¿Qué diferencia se encuentra entre ambos?

• Comente acerca de las características del hidrograma.• Relacionar la forma de los hidrogramas con el contenido de humedad

del suelo y la altura del nivel freático.

4. Recomendaciones:

5. Bibliografía:









PRÁCTICA 3FLUJO DE CORRIENTE DE UNA SOLA TORMENTA Y DE UNA

TORMENTA MÚLTIPLE

1. Materiales:


2. Procedimiento:

FLUJO DE CORRIENTE DE UNA SOLA TORMENTA

• Realizar la lectura del caudal en la salida cada 10 segundos• La lluvia deberá caer por aproximadamente por 2 minutos (120 seg) • Encerar el cronómetro con el inicio de la tormenta.• Apagar la bomba (deberá anotarse el tiempo en el que se apagó la

bomba sin detener el cronómetro)• Realizar las lecturas de caudal para conformar la curva de recesión

hasta que se obtengan tres lecturas iguales en el medidor de caudal

FLUJO DE CORRIENTE DE UNA TORMENTA MÚLTIPLE

• Se produce una primera tormenta con una duración corta, de alrededor de 90 segundos

• Se apaga la bomba• Se registra los valores de caudal cada 10 segundos desde el inicio de la

tormenta para conformar la curva de recesión y cuando ella todavía está alta, se inicia la segunda tormenta (entre la primera tormenta y la segunda debe existir un lapso de por lo menos 60 segundos).

• La segunda tormenta dura alrededor de 100 segundos y se suspende.• Se obtiene un doble hidrograma con valores más altos en el segundo

TABLA DE DATOS:

Q (lt/seg) t (seg)

GRAFICAS:Graficar el hidrograma para cada tormenta poniendo el caudal (lt/s) en el eje de ordenadas y en el eje de las abscisas el tiempo (s)





• Hable acerca de las partes de cada hidrograma ( comparativamente)

4. Recomendaciones:

5. Bibliografía:









PRÁCTICA 4EFECTOS DEL TIPO DE SUELO EN LAS RELACIONES LLUVIA

ESCORRENTÍA

1. Materiales:

• Banco Hidrológico (Modelo de cuenca hidrográfica)• Cronómetro• Grava • Lámina plástica ( mica)• Anillo circular

2. Procedimiento:

FLUJO DE CORRIENTE PARA UNA CUENCA IMPERMEABLE

• Se reduce la permeabilidad de la cuenca con una lámina plástica en la parte baja de la cuenca, a fin de que el efecto de la zona impermeable se note explícitamente en el hidrograma.

• Realizar la lectura del caudal en la salida cada 10 segundos• La lluvia deberá caer por aproximadamente por 2 minutos (120 seg) • Encerar el cronómetro con el inicio de la tormenta.• Apagar la bomba (deberá anotarse el tiempo en el que se apagó la

bomba sin detener el cronómetro)• Realizar las lecturas de caudal para conformar la curva de recesión

hasta que se obtengan tres lecturas iguales en el medidor de caudal

EFECTO DEL DRENAJE EN LAS RELACIONES LLUVIA ESCORRENTÍA

• Se trazan diversas zanjas en la cuenca, mejorando la red de drenaje; se puede simular un cauce, quebrada, etc.

• La forma de la grava que conforma el simulador debe parecerse a la de una cuenca hidrográfica; debe ser alta en la parte inicial donde no drena y más baja en el punto de salida.

EFECTO DE UN RESERVORIO PARA EL CONTROL DE INUNDACIONES

• El efecto que un reservorio tiene sobre la cuenca se demuestra utilizando el accesorio (anillo circular) parcialmente enterrado en la arena, para formar un reservorio circular y el anillo circular cerrado que retiene el agua y la libera lentamente por su orificio de fondo.

• Adicionalmente se pueden utilizar una serie de recipientes con el mismo fin e incluso se pueden utilizar tapas de recipientes circulares en los que se ha practicado un pequeño orificio en su parte central.


GRAFICAS:

Graficar el hidrograma para cada tormenta poniendo el caudal (lt/s) en el eje de ordenadas y en el eje de las abscisas el tiempo (s)




• Comparar y comentar sobre el hidrograma obtenido con el de una lluvia normal y ver la diferencia entre los dos

4. Recomendaciones:

5. Bibliografía:









PRÁCTICA 5AFORO CON FLOTADOR

Información:

Aforar:

Significa determinar a través de mediciones la cantidad de agua que pasa por una sección dada (cauce superficial, pozo, manantial, conducción artificial de agua, etc).

Método del flotador:

Este método se utiliza para medir la velocidad del agua, no el caudal directamente. Los flotadores proporcionan una velocidad aproximada de la velocidad de flujo y se utiliza cuando no se requiere gran exactitud o cuando no se justifica la utilización de dispositivos de aforo más precisos.Cualquiera que sea el flotador empleado: botella lastrada, madera, cuerpos flotantes naturales, la velocidad se calcula en función de la distancia recorrida y el tiempo empleado en recorrerla. A pesar que la trayectoria recorrida es rectilínea, es conveniente dividir la sección de entrada y de salida del flotador en sub secciones para determinar con la mayor exactitud la trayectoria.El cálculo de la velocidad promedio de la sección se realiza aplicando la relación: V/Vms. En donde V es la velocidad promedio y Vms es la velocidad media de la superficie. En general la relación V / Vms, crece con la profundidad media pero también intervienen otros factores como la turbulencia, presencia de la vegetación, etc.

Observaciones: Como la velocidad superficial es mayor que la velocidad promedio del caudal, es necesario corregir la medición del flotador multiplicándola por un coeficiente (K), el cual se detalla a continuación:

Característica K (V/Vms)Velocidad fuerte, profundidad superior a 4m 1.00

Velocidad promedio, en ríos de montaña 1.05

Pendiente débil, ríos de montaña 0.85

Ríos grandes 0.95Pendiente media, ríos medianos 0.9 – 0.95

Velocidad muy débil 0.80

Considerando que el caudal está en función del área hidráulica y de la velocidad se tiene:


K= f (viento)K= 0.90 cuando no se presenta viento K= 0.95 cuando se presenta viento y frena el flotadorK= 0.85 cuando se presenta viento pero no afecta la velocidad del

flotador

Características del flotador:

• La parte expuesta al viento debe ser lo más reducida posible, pero el flotador siempre debe estar visible.

• La parte sumergida no debe ser voluminosa, para evitar interferencia con objetos sumergidos.

• Debe ser, en lo posible, simétrico y de preferencia de plantilla redonda, esto con objeto de que al rotar siga ofreciendo la misma resistencia tanto al agua como al aire.

• De fácil manejo resistente a las sacudidas bruscas, sencillo de construir, ligero y económico.

• Fácil de transportar.• Debe ser pequeño, ya que muchos canales de descarga tienen poca

profundidad• Deben adquirir una velocidad cercana a la velocidad de la corriente

de agua. y esto sólo se consigue si es ligero y está expuesto al viento

Características del cauce a aforar:

• La sección a aforar debe ser lo más regular posible.• La profundidad del cauce debe ser suficiente como para que el

flotador no toque el fondo.• Debe ser lo más recto posible, es decir que sea alejado de curcas o

que forme parte de ella.• Que el agua corra libremente.

2. Materiales:

• Flotador: botella lastrada• Cronómetro.

3. Procedimiento:

• Buscar un lugar adecuado para aforar (el tramo debe ser recto y uniforme)

• Seleccionar las secciones de control por las cuales va a pasar el flotador; levantar y calcular las secciones inicial y final del tramo elegido.

• Dividir la sección de entrada y de salida del flotador en sub secciones para determinar con mayor exactitud la trayectoria.


• Medir la distancia longitudinal entre las secciones de control.• Determinar las áreas hidráulicas de las secciones de control.• Lanzar el flotador; el flotador debe ser soltado unos cuantos metros

aguas arriba de la sección de control.• Medir el tiempo que demora el flotador en pasar por las secciones de

control.• Determinar la sección media del cauce, para luego determinar el

caudal.• Repetir el proceso tres veces.


Velocidad teórica:Vprom*KVt =

Caudal teórico:

Vt*AQt =

Área:

2AAA 21 +

=

TABLA DE DATOS:

Longitud (m)

Tiempo (seg)

Tiempo (prom)

Vprom= e/t (m/s)

Objeto lanzado

--------

Cronómetro

Distancia recorrida

Estacas y cordelesperpendiculares a lacoorriente en los

extremos de la secciónde prueba

Flotador



• ¿Cree Usted que es confiable el aforo con flotador?; ¿Por qué?• ¿En que situaciones se puede aplicar este método?; ¿Por qué?• ¿Cuál es el caudal medido?

5. Recomendaciones:

6. Bibliografía:









PRÁCTICA 6

AFORO MEDIANTE EL USO DE CORRENTÓMETRO O MOLINETE

1. Información:

MOLINETE

Un molinete es un pequeño instrumento constituido por una rueda con aspas, la cual, al ser sumergida en una corriente gira proporcionalmente a la velocidad de la mismaExisten dos tipos de molinetes, los de cazoletas y el de hélice, los cuales pueden ser montados sobre una varilla para el aforo de corrientes superficiales o suspendidos desde un cable durante el aforo de ríos y diques profundos.

2. Materiales:

• Correntómetro o Molinete• Cinta o Metro• Teodolito o estación.• Estadía o Prisma.

3. Procedimiento:

• Primeramente se busca un área lo mas rectangular posible, que cuente a lo largo de este sector con secciones uniformes y una pendiente constante, además las orillas deben tener una pequeña inclinación hacia el río.

• Medir la velocidad del cauce con el molinete mínimo tres veces por cada vertical a distinta profundidad y con una separación de acuerdo a la siguiente tabla:

Ancho del río Distancia entre verticales (m)

< a 2 0.22 a 3 0.33 a 4 0.44 a 8 0.58 a 15 115 a 30 230 a 45 345 a 60 460 a 75 5

75 a 100 6100 a 150 10150 a 300 20> a 300 cada 10 %


• Las revoluciones de la rueda del molinete (Rev), se cuentan en un intervalo de tiempo de un minuto.


Velocidad en el punto:bnaV +=

Donde:

n -- número de revoluciones por unidad de tiempo.a y b -- Constantes propias de cada molinete( estas serán proporcionadas

el momento en el que se va a hacer la práctica

TABLA DE DATOS:


• ¿Cree Usted que es confiable el aforo con correntómetro?; ¿Por qué?

• Explique: ¿Por qué ocurre las variaciones de velocidades en el molinete?

• ¿Cuál es el caudal medido?

5. Recomendaciones:

7. Bibliografía:CHOW, Ven Te; Hidrología aplicada. Mc Graw Hill. Colombia, 1994.


Profundidad Total Profundidad de Observación Velocidad Sección ParcialDist.

Punto Incial

Dist. Superf. Agua

Ángulo Vert. Medida Corregida Medida Corregida

Número Intervalos(Rev)

Tiempo (seg)

N (Rev/ s) Punto Media

VerticV.

MediaProf. Media Ancho

Q parcial


PRÁCTICA 7

AFORO MEDIANTE EL METODO SECCION PENDIENTE

1. Información:

RELACION SECCION PENDIENTE

Este método se utiliza para estimar el gasto máximo que se presentó durante una avenida reciente en un río donde no se cuenta con ningún tipo de aforos. Para su aplicación se requiere contar con topografía de un tramo del cauce y las marcas del nivel máximo del agua durante el paso de una avenida.

2. Materiales:

• Cinta o Metro• Teodolito o estación.• Estadía o Prisma.

3. Procedimiento:

• Buscar un área lo mas rectangular posible, que cuente a lo largo de este sector con secciones uniformes y una pendiente constante, además las orillas deben tener una pequeña inclinación hacia el río.

• Medir la distancia longitudinal entre las secciones de control cuya distancia mínima es de 75 Yprom .

• Determinar las áreas hidráulicas y el radio hidráulico de las secciones de control.

• Calcular el coeficiente de conducción medio (Kd) para cada sección

Observaciones: Hay dos coeficientes de conducción para las dos secciones de control, al mayor se lo denominará Kd1 y al menor Kd2.

• Estimar el caudal pico


Radio Hidráulico:

PAR =

Donde:A -- Sección de control del cauce.P -- Perímetro mojado de la sección de control


Coeficiente de conducción:

i

32

iii21 n

R*A;......KdKd*KdKd ==

Donde:n -- Coeficiente de rugosidad de Manning.A -- Sección de control del cauce.R -- Radio hidráulicoKd1 -- Coeficiente de conducción mayor Kd2 -- Coeficiente de conducción menor

Diferencia de elevación de las marcas de nivel máximo del agua en los extremos del tramo:

( ) ( )2211 YZYZy +−+=•

Donde:

y1 -- tirante de agua de la primera sección (Altura del río desde el fondo).Y2 -- tirante de agua de la segunda sección (Altura del río desde el fondo).Z1 – Cota del primer punto desde el plano de referencia.Z2 – Cota del segundo punto desde el plano de referencia.

Caudal Pico:

2

22

12

1111=

AAbgLKd

•y/LQ

Donde:

S -- Pendiente Longitudinal entre el centro de las dos secciones de control del cauce.

L -- Longitud del tramo a aforar.

Kd -- Coeficiente de conducción.

∆y -- Diferencia de elevación entre el tramo inicial y el final.

b -- Constante que responde a la siguiente condición:

Si A1 > A2 entonces b = 2

Si A2 > A1 entonces b = 4

g -- Gravedad (9.81m/s2)



• ¿Cree Usted que es confiable el aforo utilizando este método?; ¿Por qué?

• Explique: ¿Cuáles son los factores que influyen en la precisión de este método?

• ¿Cuál es el caudal medido?

5. Recomendaciones:

6. Bibliografía:









PRÁCTICA 8

ESTIMACIÓN DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN POTENCIAL POR MEDIO

DEL MÉTODO DEL LISÍMETRO

1. Información:Uno de los métodos experimentales utilizados para la medida de la

evapotranspiración es el de los lisímetros, el cual pertenece a la

clasificación de los métodos directos. Los métodos directos proporcionan

información directa del total de agua requerida por los cultivos utilizando

para ello instrumentos para la determinación, y proporcionan valores

precisos, y a la vez, sirven para ajustar los parámetros de los métodos

indirectos.

LISÍMETRO

Los lisímetros son recipientes llenos de tierra enterrados lateralmente donde

se siembra el cultivo de referencia, de modo que el agua drenada por

gravedad es recogida por un drenaje, lo que permite conocer el agua

perdida por evapotranspiración durante el periodo de tiempo que se

considere.

2. Materiales:

El lisímetro es un depósito cilíndrico, con un diámetro de 57 cm de

diámetro y 88 cm de altura, que está construido en hierro galvanizado, del

cual la parte inferior se le dio una inclinación, para forzar el drenaje hacia

un orificio dispuesto lateralmente en el fondo para este fin, y un filtro de

grava para evitar pérdidas de suelo; recipiente, probeta, regadera,

pluviómetro.

Tubo Colector

Colector

TerrenoCircundante

Lisímetro


3. Procedimiento:

Para la colocación del lisímetro in situ y obtención del perfil estratigráfico del suelo,

• Cavar una calicata, de alrededor de un metro de profundidad y obtener muestras de los estratos; luego analizar en laboratorio para lograr clasificar del suelo.

• Colocar el lisímetro logrando mantener las condiciones de densidad aparente y la misma disposición natural que tiene el suelo en su estado original.

• Saturar el suelo mediante riego abundante hasta lograr que el agua ocupe los macroporos y microporos del suelo;.

• Eliminar por gravedad el exceso de agua existente en los macroporos.

• Después de la saturación, esperar un tiempo de dos a tres días hasta que el suelo haya eliminado la mayor parte del agua sobrante (se dice entonces que el suelo se encuentra a la capacidad de campo)

• En la superficie exterior del suelo sembrar una cubierta vegetal de pasto Raygrass (cultivo de referencia); y, alrededor del lisímetro establecer el mismo cultivo para crear un microclima similar al área del experimento.

• A partir de la capacidad de campo, dejar que el agua del suelo vaya perdiéndose progresivamente por evaporación y por la absorción de las plantas.

• Dejar así hasta que las plantas ya no pueden absorber más agua y se marchiten (se dice entonces que el suelo ha alcanzado el punto de marchites).

• Para considerar nula la variación de humedad del suelo, se la debe mantener siempre a capacidad de campo mediante el riego, cuyo control de la humedad se logra instalando un tensiómetro dentro del lisímetro.


Evapotranspiración Potencial (ETP):

Precipitación + Riego = ETP + Infiltración ± AlmacenamientoPrecipitación + Riego = ETP + InfiltraciónETP = Precipitación + Riego – infiltración

si QQETP −=

Donde:

ETP -- evapotranspiración potencial.Qi -- Caudal ingresado (precipitación y riego)Qs -- Caudal de salida (infiltración).



• ¿Cree Usted que es confiable este método para el calculo de la evapotranspiración?; ¿Por qué?

• Explique: ¿Cuáles son los factores que influyen en la precisión de este método?

5. Recomendaciones:

6. Bibliografía:









PRÁCTICA 9ESTIMACIÓN DE LA EVAPORACIÓN UTILIZANDO EL TANQUES

EVAPORÍMETRO

1. Información:

Para estimar la evaporación nos basamos en datos tomados a través del

Tanque Evaporímetro (evaporímetro de cubeta), de los cuales el más

utilizado es el llamado clase A. El mismo que tiene una forma circular de

122 cm de diámetro y 25 cm de profundidad. Es de hierro galvanizado

(calibre 22) y se sitúa sobre una plataforma de madera de 15 cm de altura

sobre el suelo; debiendo ser la superficie donde se asienta, horizontal.

Figura 1. Evaporímetro de cubeta clase A.

Se renueva regularmente el agua para eliminar la turbidez. Los evaporímetros de cubeta deben ser instalados a campo abierto libre de cultivos. Las cubetas galvanizadas deben ser pintadas todos los años con una

capa de aluminio.

2. Materiales:

• Tanque evaporímetro• Agua


3. Procedimiento:

• Familiarizarse con los instrumentos del tanque evaporímetro.

• Colocar agua en el tanque; la altura del agua no debe sobrepasar los

5 cm del borde superior de la cubeta y no bajar a más de 7.5 cm con

respecto a ese borde.

• mediante un micrómetro situado en un dispositivo en el interior del

tanque realizar las lecturas de la altura del agua evaporada (mm).

• Realizar las lecturas todos los días a una misma hora preferiblemente en

la tarde.


• ¿Cuál fue el total de agua evaporada durante el mes en estudio?

5. Recomendaciones:

6. Bibliografía:









PRÁCTICA 10ACUÍFERO LIBRE

Información:

ACUÍFERO:

Un acuífero se define como una formación de roca portadora de agua que contiene cantidades suficientes de ésta para ser explotada y traída a la superficie; hay dos clases de acuíferos:

- Acuífero Libre, que es aquél en cuya superficie actúa la presión atmosférica.

- Acuífero confinado, que es una formación geológica que contiene agua a presión.

2. Materiales:

• Banco Hidrológico (Modelo de cuenca hidrográfica)• Grava• Flexómetro

3. Procedimiento:• Antes de encender la bomba del equipo, nivelar la grava que éste

posee en su interior y verificar que los piezómetros de la lira piezométrica no contengan aire.

• Verificar que el agujero por el cual el caudal se escapa este completamente cerrado.

• Encender la bomba del banco hidrológico y regular el dispositivo del simulador para que produzca una lluvia de 15 lt/min

• Dejar caer la lluvia hasta que el agua alcance el nivel del terreno y, también, que en todos los piezómetros se obtenga una altura constante de agua.

OBSERVACIÓN:Cada piezómetro simula un pozo de observación y las válvulas de mayor diámetro simulan los pozos de extracción.

• Apagar la bomba y esperar un tiempo de alrededor de 1minuto.• Medir la altura del agua en los piezómetros (Y), las cuales son

equivalentes a las alturas del nivel freático. • Medir la distancia a la cual se encuentran separados los piezómetros

(bajo el banco hidrológico) del centro del pozo (X).OBSERVACIÓN:Los piezómetros se encuentran conectados en la parte inferior del equipo a pequeños intervalos de distancia, la misma que varía entre 10 cm y 20 cm.


• Cerrar la válvula anteriormente abierta.• Encender nuevamente la bomba y dejar caer la lluvia hasta que se

estabilice nuevamente el nivel de agua en la lira piezométrica. • Apagar la bomba y esperar un tiempo aproximado de 1 minuto.• Abrir las dos válvulas que se encuentran bajo el banco. En este caso se

producirá un abatimiento doble del nivel freático.• Medir los valores de “Y” y “X”.


Caudal:

−

=

1

2

21

22*

rrLn

hhKQ π

Donde:

K -- Conductividad hidráulica de la arena (Tablas).h1, h2 -- Altura del nivel freático en el pozo de observación 1 y 2,

respectivamente.r1, r2 -- Distancia radial desde el pozo de extracción a cada pozo de

observación.

GRAFICAS:

Graficar en papel milimetrado las coordenadas “Y” y “X”, medidas anteriormente. Se debe unir con líneas suaves la superficie del agua.


• Hable acerca de la forma del nivel freático y su respectivo abatimiento.

• Cual es el caudal que está drenando el pozo.

5. Recomendaciones:

6. Bibliografía:






PRÁCTICA 11

ACUÍFERO CONFINADO

1. Materiales:

• Banco Hidrológico (Modelo de cuenca hidrográfica)• Grava• Aro con paredes y fondo de plástico • Flexómetro

2. Procedimiento:

• Antes de encender la bomba, excavar dos reservorios en la cuenca a escala; los mismos que se van a ubicar uno en cada extremo del aro.Además, el material que se saque de la excavación de dichos reservorios se lo pondrá en el centro de la cuenca (dicho material debe estar completamente nivelado).

• Ubicar el aro plástico en el centro de la grava, elevándolo por sobre el nivel de los reservorios.

• Medir en espesor de la capa de grava (H) que se encuentra debajo del aro de plástico.

• Verificar que el agujero por el cual el caudal se escapa este completamente cerrado.

• Encender la bomba del banco hidrológico y regular el dispositivo del simulador para que produzca una lluvia de 15 lt/min

• Dejar caer la lluvia hasta que el agua alcance el un nivel aproximadamente de 2 cm bajo el borde del aro. Se debe comprobar que en todos los piezómetros se obtenga una altura constante de agua.

• Apagar la bomba.

• Abrir la válvula que se encuentra bajo el aro colocado en el banco hidrológico, para simular que al acuífero se le está extrayendo agua. Así se va a producir el abatimiento del nivel freático.

• Medir la altura del agua en los piezómetros, incluyendo en la curva de abatimiento (Y).

• Medir la distancia a la cual se encuentran separados los piezómetros (bajo el banco hidrológico) del centro del pozo (X).

• Cerrar la válvula anteriormente abierta.



Caudal:

−

=

w

w

rrLn

hhTQ1

221 )(*2π

Donde:

T -- Transmisivilidad (K*H).H -- Espesor de la capa de arena.K -- Conductividad hidráulica de la arena (tablas).h1 -- Depresión en el pozo de observación 1.hw -- Abatimiento en el pozo.r1 -- Distancia radial al pozo de observación.rw -- radio del pozo.

GRAFICAS:

Graficar en papel milimetrado las coordenadas “Y” y “X”, medidas anteriormente. Se debe unir con líneas suaves la superficie del agua.


• Hable acerca de la forma del nivel freático y su respectivo abatimiento.

• Comparar el comportamiento del acuífero libre con el del acuífero confinado.

• Cual es el caudal que está drenando el pozo.

4. Recomendaciones:

5. Bibliografía:









PRÁCTICA 12MEDIDA DE LA INFILTRACIÓN UTILIZANDO EL

“Infiltrómetro de doble Anillo”

Información:

INFILTRACIÓN:

La Infiltración se define como el proceso por el cual el agua penetra por la

superficie del suelo y llega hasta sus capas inferiores. Es producida por la

acción de las fuerzas gravitacionales y capilares.

2. Materiales:

• Infiltrómetro de doble anillo• Taco de Madera• Pala, pico, combo• Flexómetro• Agua

3. Procedimiento:• Crear una superficie horizontal respecto al relieve del terreno.

• Colocar el equipo (infiltrómetro) sobre la superficie horizontal, introduciéndolo de 5 a 10 cm aproximadamente dentro del terreno ;para lograrlo hay que introducirlo colocando el taco de madera sobre el equipo y golpear el taco hasta llegar a la profundidad adecuada.

• Colocar una señal de 15 a 20 cm desde el nivel del suelo en los dos anillos.

• Colocar el agua hasta el nivel señalado y tomar el tiempo en que el agua se infiltra.

OBSERVACIÓN:Durante la primera hora tomar las lecturas cada 15 minutos y después de la primera hora tomar las medidas cada 30 minutos; hasta que el agua deje de infiltrarse en el suelo. En caso de que el agua no deje de infiltrarse hay que continuar tomando medidas hasta llegar a las 6 horas

• Se toma las medidas con el flexómetro en el anillo interior del equipo, desde la superficie libre del agua hasta la marca que se colocó en el anillo interior.



Volumen del anillo:anilloYAVol *=

Donde:

A -- Área del anillo (cm2)Yanillo -- Medida de la infiltración del agua en el anillo interior (cm)

Velocidad de infiltración:

TAVolV

∆= *

Donde:

A -- Área del anillo (cm2)Vol -- Volumen del anillo (cm3)•T -- Tempo acumulado (Horas)

TABLA DE DATOS:

GRAFICAS:

Graficar en papel milimetrado V (cm/h) en el eje de ordenadas y en el eje de las abscisas •T (Horas)


• Cual fue el tiempo total de infiltración.• Según las tablas que tipo de suelo es el ensayado.

5. Recomendaciones:

6. Bibliografía:



•anillo interno=Aanillo=

Tiempo TIEMPO •T Yanillo Vol Velocidad (V)(min) (horas) (horas) (min) (cm3) (cm/h)Nº

manual de laboratorio de hidrologia

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