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UNIVERSIDAD
PERUANA UNION
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?
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VERTEDERO VISTA LATERAL
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INFLUENCIA DE LA VENA AGUAS ABAJO
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VERTEDERO DE CRESTA DELGADA YANCHA
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PERFIL CREAGER (EN BARRAJEDE BOCATOMAS
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CANAL UCHUSUMA ALTO ESTACIONPUENTE EL AYRO
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ALTITUD : 4885 msnmALTITUD : 4885 msnm
CAPACIDAD : 3.80 MMCCAPACIDAD : 3.80 MMC
PRESA CASIRI
NO CONFUNDIR PRESA DE DERIVACINCON PRESA DE REGULACION
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PRESA PAUCARANI (ALIVIADERO MORNINGGLORY ENCIMADO)
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MEDIDORES DE HELICE (CORRENTOMETRO)
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AFORO VOLUMTRICO (TAMBIEN DIRECTAMENTEDEL BOMBEO DE AGUA SUBTERRANEA)
SUBTERRANEA
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Fig. Co!o"#$i%o 'i("o)*gi+o (%) ",o Pi-+o
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OBLIGATORIO EN CAUDALES GRANDES(SEGURIDAD DEL HIDROMENSOR Y DEL EQUIPO)
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AFORO CON CORRENTOMETRO (OBLIGATORIOSEGURIDAD DEL HIDROMENSOR)
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EL AREA DE LA CUENCA DE APORTE DETERMINALA CAPACIDAD DE LA OBRA DE DRENAJE VIAL
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PRECISION EN LA DETERMINACION DE LAVELOCIDAD PARA EL CALCULO DEL CAUDAL
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PRECISION EN LA DETERMINACION DE LAVELOCIDAD PARA EL CALCULO DEL CAUDAL
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PRECISION EN LA DETERMINACION DE LAVELOCIDAD PARA EL CALCULO DEL CAUDAL
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MOTIVACIN DEL CONOCIMIENTO DE LAESCORRENTIA O ESCURRIMIENTO
E) +o&o+ii%o (% )$- $"i$+io&%- (%)%-+""ii%o (% )$ $g&i#( %& )$- +"%+i%%- %&(i%"%%- !o+$- (%) $o %- i&(i-!%&-$)% !$"$ )$
!)$&ii+$+i*& (%-$""o))o (% o"$- i("9)i+$- :%!%"i#$& -$#i-$+%" )$- &%+%-i($(%- (% )$ !o)$+i*&.
L$ %-+o""%$ -!%"i+i$) %- %) !$"$%#"o (%) +i+)oi("o)
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OBJETIVO
Es!"#$!%& ' #s $#*#$*+s!$#s '$#,'# -, '* , $,&$#'*"!'#. #s+ $/"/ 0#/* "12!"/
-, s s3*# -, /$,**# & , $*$!'#4
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CICLO DE LA ESCORRENTIA O ESCURRIMIENTO
P/*$!%& ' $!$/ 5!'*/%6!$/ $/"3*&'!'/&* # 3*$!3!#$!%& !&$!'& s/7* s,/8 s, 's$#*6# s,7s$,& & /s /$9#&/s / s,*/*&/ # # #"%s:*# # *#09s ' #0#3/*#&s3!*#$!%&4 E& s $!$/ s'!s!&6,& $,#*/ :#ss4
E
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;4 F#s & # -, s !&!$!# ,& 3*+/'/ s$/ 5#s# $/"!&
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4 F#s '/&' /$,** , ,0!# !&&s#
@4 F#s '/&' # ,0!# 6# # ,& &!0 "12!"/ ' *$#*6# 8
/'# #6,# $/&*!7,8 # #,"&/ ' $#,'#
V
VV
I
R
R ,0!#
R
I
T
EE
EE
I
Es > ESCURRIMIENTO INTERMEDIO
I > INFILTRACIN
T > TRANSPIRACIN
R > ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL
V > INTERCEPCIN POR LAS SUPERFICIES DE AGUA4
VARIABLES QUE CARACTERIAN LA
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VARIABLES QUE CARACTERIAN LAESCORRENTIA SUPERFICIAL
;4CAUDAL Es 0/,"& ' #6,# -, 3#s# 3/*# s$$!%& *#&s0*s# ' $#,$ & , s#$!%&5!'*/"9*!$#. 3/* ,&!'#' ' !"3/. 23*s#'/ &
"
s4 E Q s1 $/&:/*"#'/ 3/* $,#*/ 3*/$s/s4
;4 Es$,**!"!&/ s,3*:!$!#4
=4 Es$,**!"!&/ s,7s,3*:!$!#44 Es$,**!"!&/ s,7**1&/4
@4 L,0!# -, $# s/7* $#,$4
= COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO (C )
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=4COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO (C )Es # *#$!%& &* 0/,"& s$,**!'/ (V) 8 0/,"& 3*$!3!#'/ (V3) / # 1"! s$,**!'# (L)
8 # 3*$!3!#$!%& (P)4
P
L
V
VC %
!
%% ==
4 TIEMPO DE CONCENTRACION (T$)
Es !"3/ -, # ,0!# -, $# & 3,&/ "#s'!s#& ' # $/**!& ' #6,# ' , $,&$# /"#3#*# 6#* # , s$$!& '*"!'#4 E T$ "!' !"3/ -, s &$s!# 3#*# -, /'# # $,&$#$/&*!,78# $/& s$/**&!# s,3*:!$!# & , s$$!&
$/&s!'*#'#4
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@4 PERIODO DE RETORNO (T)E- %) !%"io(o (% #i%!o !"o%(io %& $o- %&
:% & (%#%"i&$(o %%o =%& %-#% +$-o +$($)>%- ig$)$(o o -!%"$(o !o" )o %&o- &$ %?.
4 NIVEL DE AGUA (5)%- &$ (% )$- %(i($- @- $+i)%- (% (%#%"i&$"
-o"% & +"-o (% $g$. S% %!"%-$ %& . o +-.
B -% "%i%"% $ )$ $)#"$ $)+$&?$($ !o" %) &i%) (%
$g$ %& "%)$+i
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DESARROLLO TEMPORAL DE RESPUESTA Y DE ESCORRENTIA
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PROCESO DE ESCORRENTIA
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ELACIN P ECIPITACIN ESCO ENTA : Uno de los objetivosprincipales de la Hidrologa Superficial es calcular la escorrenta se va a generar si seproduce una precipitacin determinada (calcular el hidrograma que va a generar unhietograma). El tema es muy complejo y se plantean actuaciones diversas
Un evento concreto o el proceso continuo ! veces estudiamos qu" caudalesgenerar# cierta precipitacin$ o bien queremos conocer el proceso de un modocontinuo$ por ejemplo$ el funcionamiento de la cuenca a lo largo de un a%o.
&recipitaciones reales o supuestas &odemos
desear calcular los caudales generados por unasprecipitaciones reales o bien trabajamos con unatormenta de diseo para calcular el hidrograma dediseo. Si se va a construir una obra (canal$presa$...) debe 'acerse sobre caudales tericos quecalculamos que se producir#n por unasprecipitaciones tericas que se producir#n una vecada ** a%os.
En el estudio de una cuenca real con datos esnecesario utiliar un modelo en ordenador$ en el que
se introducen las caractersticas fsicas de lacuenca.
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ES+,--E/0! 10-E+/!Es el agua produc0da durante la precipitacin que fluyendo sobre la superficie delsuelo llega r#pidamente a la red de drenaje natural de una cuenca 'idrogr#fica$
saliendo y abandonando el sistema a trav"s del colector com2n o cauce principal'acia otro sistema de mayor categora y finalmente llega al mar en cuencas sinregulacin o al embalse de las unidades 'idrolgicas reguladas.
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+aractersticas de la escorrenta directa
Son caractersticas saltantes de la escorrentadirecta las siguientes
Es la variable pr#cticamente incontrolable encuencas no reguladas causante de la degradacin'drica del suelo.
El tiempo de viaje de la escorrenta directa esrelativamente corto$ comparado con el tiempo deviaje de la componente de agua subterr#nea .&uede variar desde escasas 'oras 'asta muc'osdas dependiendo de las distancia al destino final$a diferencia del tiempo de viaje dela aguasubterr#nea que puede variar desde algunosmeses 'asta muc'os a%os
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3a escorrenta directa provoca ondas deavenidas muy fuertes y bruscas en la red dedrenaje natural (ros$ quebradas$ arroyos)$especialmente en el cauce principal. 3a
geometra del 'idrograma de escorrenta$depende de la intensidad y localiacin.
3a escorrenta directa erosiona y conduce elsuelo bajo las formas de solidos en
suspensin y de arrastre. 3os solidos ensuspensin determinan la turbiedad del agua ylos solidos de arrastre$ luego de serconducidos a grandes distancias$ sedimentanen el cauce cambiando la geometra de laseccin transversal. El proceso desedimentacin aumenta al disminuir lapendiente del cauce principal$ 'acia aguasabajo$ determinado importantes$ canteras parala e4plotacin de agregados que se empleanen la industria de la construccin.
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3a escorrenta directa es pr#cticamenteinaprovec'ada por el 'ombre $ en cuencasreguladas$ y afecta a los embalses$
mediante el proceso de sedimentacin y sucontrol$ define la vida econmica o periodode vida util del represamiento en lascuencas reguladas.
3a componente de escorrenta directa esefmera y puede causar a su pasodesastres por inundaciones (5E,6E,1E3 07,) en proporciones importantes$que afectan la economa y la vida de lospueblos y comunidades. Esta caracterstica
agresiva de la escorrenta es controlada$aguas debajo de los embalses$ en lossistemas 'idrolgicos regulados.
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3a geometra del 'idrograma de escorrenta directa depende$ adem#s de lascaractersticas de la tormenta de la geometra y otras caractersticas intrnsecas
de la cuenca 'idrogr#fica. El 'idrograma de la escorrenta directa es propio ye4clusivo de determinada tormenta8 mientras que el 'idrograma de un acufero(flujo base)$ proviene de muc'as tormentas no identificables.
+ausas de la Escorrenta 1irecta
3a escorrenta directa es una variable efecto y$ como tal$ depender# de lascaractersticas de la variable causal (&recipitacin pluvial) y de la naturalea
intrnseca de la cuenca 'idrogr#fica. &ara una misma cuenca 'idrogr#fica$depende de las caractersticas de la tormenta y el estado actual de la cuenca$ alreferirnos a las caracterstica de una tormenta$ es obvio que nos referimos a ladistribucin de la tormenta en el espacio y tiempo.
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Son causas de la escorrenta directa y de su comportamiento
3a intensidad y duracin de la tormenta
3a distribucin de la tormenta sobre la cuenca receptora colectora+obertura vegetal de la cuenca
-elieve y topografa de la cuenca
5orma de la cuenca
/ipo de suelo y geologaivel de 'umedad del suelo antes de ocurrir la tormenta.
3abores realiadas en el suelo$ que 'ayan alterado su co'esin$ en el momento deocurrencia de tormenta.
Estimacin de la Escorrenta 1irecta&uede estimarse con la precisin adecuada$ solo y solo si$ se tiene registros 'istricosen 9tiempos 'idrolgicos: representativos $ tanto de la escorrenta directa como latormenta que lo causo. Es decir$ medida de las variables correspondientes causa efecto.&ara ello 'ay necesidad de contar con una red de fluvigrafos y limnigrafosestrat"gicamente$ instalados en la cuenca 'idrogr#fica a estudiar.
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Esto constituye un gran problema para los pases subdesarrollados$torn#ndose en un ;imposible de solucin
densidad de drenaje:densidad de drenaje:$ $o" $)o" )$"%-!%-#$ i("o)*gi+$ (% )$ +%&+$ -%"9 9-
"9!i($ +%&+$ i%& ("%&$($>
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"scorrenta"scorrenta %(.reci!itacin, !ro!iedades del suelo)
R#$!%& 3*$!3!#$!%&s$/**&+#
Propiedades del suelo
Precipitacin (mm)
Escorrenta (mm)
Propiedades del suelo
Precipitacin (mm)
Escorrenta (mm)
#a Coertura del terreno#a Coertura del terreno, tamin es un%actor mu+ im!ortante
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#lu$ia (mm/hr)
0lu1o (m3/s)
Cuenca
R#$!%& 3*$!3!#$!%&s$/**&+#
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4
#lu$ia (mm/hr)
0lu1o (m3
/s)iem!o
#lu$
ia
+
%lu
1o
0lu1o %(#lu$ia, !ro!iedades cuenca hidrogr%ica)
R#$!%& 3*$!3!#$!%& s$/**&+#
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M/'/ 3*$!3!#$!%& s$/**&+#
"ceso
!reci!itacin
"scorrenta
directa
0uncin
trans%erencia
'odelo hidrograma
4 d4id
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4idrograma, es cualuier gr%ico ue relaciona
alguna !ro!iedad del %lu1o de agua de un cauce conel tiem!o
"strictamente, es el gr%ico ue muestra la
$ariacin del caudal de un ro con el tiem!oDicho gr%ico muestra el
e%ecto integral de lascaractersticas %sicas +
climticas ue goiernan lasrelaciones entre la
!reci!itacin + escorrenta +escorrenta en una cuenca
4idrogramas4idrogramas
H!'*/6*#"#s
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H!'*/6*#"#s5e!resentacin del caudal en %uncin del
tiem!o, e!resando las $ariacionestem!orales de caudales o a!ortes de un roen una seccin determinada
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H!'*/6*#"#s
Q
t (das)1 2 3 4 5
(2) #ectura diaria
(6) 0lu1o medio diario
(7) #ectura ocasional(3) Caudal !ico
(8) 5egistrocontnuo
4id4id
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L$ V$"i$+i*& #%!o"$) (% )$ %-+o""%,$ -!%"i+i$) !%(%
i-$)i?$"-% %o" $ #"$- (% hidrogramashidrogramas (o&(% !%(%
$!"%+i$"-% )$ $"i$+i*& +,+)i+$ %-#$+io&$) +o& $)o"%- $)#o- o
!i+o- %& !%",o(o- %(o- o !o+$ (% ))i$- $)o"%- $o-
o &)o- %& !%",o(o- -%+o- o (% %-#i$%.
4idrogramas4idrogramas
4istograma de caudales medios4istograma de caudales medios
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4istograma de caudales medios4istograma de caudales mediosmensuales,mensuales, 5o 9uara!iranga (:rasil)5o 9uara!iranga (:rasil)
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H!s/6*#"# ' $#,'#s "'!/s "&s,#s
Com!ortamiento multianual del caudalCom!ortamiento multianual del caudal
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0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
110.00
1913/14
1915/16
1917/18
1919/20
1921/22
1923/24
1925/26
1927/28
1929/30
1931/32
1933/34
1935/36
1937/38
1939/40
1941/42
1943/44
1945/46
1947/48
1949/50
1951/52
1953/54
1955/56
1957/58
1959/60
1961/62
1963/64
1965/66
1967/68
1969/70
1971/72
1973/74
1975/76
1977/78
1979/80
1981/82
1983/84
1985/86
1987/88
1989/90
1991/92
1993/94
1995/96
1997/98
1999/00
2001/02
2003/04
AO
Ca!da"
(m
3#s)
;normal 3
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58
Com!ortamiento multianual del caudalCom!ortamiento multianual del caudaldel ro 5imacdel ro 5imac
H!s/6*#"# ' $#,'#s "'!/s #&,#s. R+/
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5
H!s/6*#"# ' $#,'#s "'!/s #&,#s. R+/G,#*#3!*#&6# (B*#s!)
D! !7!!' ' '
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D!s3/&!7!!'#'s ' #6,#Anlisis de frecuenciasAnlisis de frecuencias(% +$($)%- o o)%&%- %(io-
%&-$)%- o#%&i&(o-% curvas de duracincurvas de duracin %& )$- :%-% !%(% (%#%"i&$" +$($)%- $ (i%"%%- !o"+%$%- (%
!"o$i)i($( (% o+""%&+i$
Anlisis de frecuencias:Anlisis de frecuencias:-% o"(%&$& ($#o- %& o"$(%+"%+i%% -% )%- $-ig&$ &$ "%+%&+i$ (% o+""%&+i$
%-#i$($ +o&frmula de Weibull
F > "(& ;)F > "(& ;)
A) g"$i+$" ($#o- o"(%&$(o- -- "%-!%+#i$-
"%+%&+i$- -% o#i%&% curvas de duracincurvas de duracin.
C,*0#s ' ',*#$!%&
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C,*0#s ' ',*#$!%& C,*0# ' ',*#$!%&%- & !"o+%(ii%o g"9i+o !$"$
$&9)i-i- (% "%+%&+i$ (% ($#o- (% +$($)%-. R%!"%-%$ )$ "%+%&+i$ $+)$($ (% o+""%&+i$ (%
& +$($) (%#%"i&$(o.
G"9i+$ :% #i%&% +$($) =Q)+oo o"(%&$($ &%"o(% (,$- (%) $o =g%&%"$)%% %!"%-$(o- %& H (%
#i%!o> %& :% %-% +$($) %- %+%(i(o o ig$)$(o
+oo $-+i-$.
O"(%&$($ Q!$"$ +$):i%" !o"+%$% (% !"o$i)i($("%!"%-%$ $g&i#( (%) )o %& & $o !"o%(io :%%-!%"$ :% -%$ %+%(i(o o ig$)$(o & !o"+%$% P(%) #i%!o.
C,*0#s ' ',*#$!%&
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C,*0#s ' ',*#$!%&.or medio de estas cur$as se de%inen el =
o
Caudal caracterstico m3imo= Caudal reasado 7< dasal a>o
o Caudal caracterstico de se(ua= Caudal reasado 366das al a>o
o Caudal de aguas a1as= caudal ecedido 2?6 das al a>oo el ?6 @ del tiem!o
o Caudal medio anual=altura de un rectngulo
de rea eui$alente alrea a1o la cur$a deduracin
C,*0#s ' ',*#$!%&. *+/ G,#*#3!*#&6# (B*#s!)
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C,*0#s ' ',*#$!%&. *+/ G,#*#3!*#&6# (B*#s!)
C ' ' !% + I
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64
C,*0#s ' ',*#$!%&. *+/ I$#
;;
?6?6
C,*0#s ' ',*#$!%&. *+/ G,#*#3!*#&6# (B*#s!)
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C,*0#s ' ',*#$!%&. *+/ G,#*#3!*#&6# (B*#s!)
S3#*#$!%& ' :,/ 7#s
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S3#*#$!%& ' :,/ 7#s
M/'/s 6*1:!$/s ' s3#*#$!%& ' :,/ 7#s
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6 3
M ' 1:! ' !% ' : 7
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M/'/s 6*1:!$/s ' s3#*#$!%& ' :,/ 7#s
M/'/s 6*1:!$/s ' s3#*#$!%& ' :,/ 7#s
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M/'/s 6*1:!$/s ' s3#*#$!%& ' :,/ 7#s
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L ' !% ' ' ! ! !% TERMINOLOGA DE LA TEORA DEL HIDROGRAMA UNITARIO
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L# ',*#$!%& ' 2$s/ ' 3*$!3!#$!%& s !"3/ -, #*'# & 3*/',$!*s 2$s/ '3*$!3!#$!%&4 N/ s *:!* # !"3/ ' #*s3,s# :,0!# *# & 5!'*/6*#"#4 L/s
5!'*/6*#"#s s !'&!:!$#& 3/* "'!/ ' 3*+/'/' ',*#$!%&4 P/* "3/. ,& 5!'*/6*#"# ,&!#*!/' 5/*#s ",s*# !"3#$/ ' 5/*#s '2$s/ ' 3*$!3!#$!%&4
L# $,*0# / *#"# #s$&'& s # 3#* '
5!'*/6*#"# &* 3,&/ '/&' :,/$/"!&