Calculo de PDISEO DE CAPTACION DE QUEBRADAOBRA:Mejoramiento y
Ampliacion del Servicio de Agua Potable y Disposicion de Excretas
de la Localidad Santa Rosillo de Upaquihua, Distrito de Buenos
Aires, Provincia de Picota - San MartinCAUDAL MXIMO DE LA
QUEBRADAQmax=2m3/sQ min =0.001m3/sCAUDAL DE DISEOQd=2.00 m/sEl
canal deber disearse para un caudal deQ del canal=0.00050 m/s(Q
demanda) Qmd0.1m.Q=CLH2/3 =C=1.84LH=(Q/(CL))3/2L=0.5m.
(asumido)HH=0.00001Q=0.001 m/sm3/sH (asumido)=0.20.5m.HT=0.80ngulo
de inclinacin de la ventana y el rioangulo sera de =70ngulo de
inclinacin de la ventana y el rio =70ANALIZAREMOS LA PERDIDA DE
CARGA POR REJILLA DE DOS MANERAS.PRIMERA FORMULA: Clculo de la
perdida de carga por rejilla (hr):V1 = Velocidad del agua frente a
la rejilla en cm / seg.T espesor platina en pulgadas1pulV velocidad
de ingreso a la rejilla ( 1m/s)2.56pie/sAngulo de inclinacion de la
rejilla75B angulo de aproximacion70D separacion entre rejas4pulgH
perdida de carga0.621pulgPerdida por rejillahr =0.02 mSEGUNDA
FORMULA: Clculo de la perdida de carga por rejilla (hr):Donde:e=
espesor de la rejilla en cm. =2.5a = Separacin entre varillas; ( de
10 a 20 cm) =10V1 = Vel. del agua frente a la rejilla en m /
seg.1V1=0.78m/seghr =1.47 cmPerdida por rejillahr =0.01
mPROMEDIANDO LOS DOS VALORE OBTENIDOS POR PERDIDA POR REJILLA
OBTENEMOS:hr =0.02Perdida por rejillahr =0.02
mP=0.82m.P=0.9LONGITUD DEL BARRAJE FIJO Y DEL BARRAJE MOVIL:Ancho
de rio L=2m.(topografa)a. Dimensionamiento:a.1 Por relacin de
reasEl area hidraulica del canal desarenador tiene una relacione de
1 /10 del area obstruida por el aliviadero, teniendose :N de
pilares=1A1 = A2 /10(1)donde:A1 = Area del barraje movilA2 = Area
del barraje fijoN de comp.=1.00P= 0.90 mLd( 2.00- Ld)A1 = P x LdA2=
P( 2.00-Ld)Remplazando estos valores, tenemos que:P x Ld
=P(10.65-Ld)/100.90 m* Ld =0.90 m* (10.65 - Ld) /10Ld =0.50
mEntonces :( 2.00- Ld)= 1.50 ma.2 Longitud de compuerta del canal
desarenador (Lcd)Lcd = Ld/1=0.50 mLcd =0.50 ma.3
Predimensionamiento del espesor del Pilar (e)e = Lcd /4 =0.13 me
=0.13 mb. Resumen: Dimensiones reales del canal de limpia y barraje
fijo0.50 m1.50 m
= 0= 0hr = 2,4 ( e/a) 4/3 (V12/2g)
Calculo de HoDISEO DE CAPTACION DE QUEBRADAOBRA:Mejoramiento y
Ampliacion del Servicio de Agua Potable y Disposicion de Excretas
de la Localidad Santa Rosillo de Upaquihua, Distrito de Buenos
Aires, Provincia de Picota - San MartinCLCULO DE LA CARGA
HIDRALICA:hdhvHhed2h1= V1 / (2g)P =0.80 md1Donde:H:Carga de
Diseohe:Altura de agua antes del remanso de depresinhv:Carga de
VelocidadP:Longitud de ParamentoCuando venga la mxima avenida o
caudal de diseo por el ra se abrir totalmente las compuertas de
limpia dividindose el caudal en dos partes: lo que pasa por encima
del aliviadero y lo que va por las compuertas de limpia,
obtenindose la siguiente igualdad:Q diseo max. = Qaliviadero +
Qcanal.limpia.(A)a. Descarga en el Cimacio:La frmula a utilizar
para el clculo de la carga del proyecto es:Qc = C x L x
H3/2.(B)Qc:Dercarga del CimacioC:Coeficiente de DescargaL:Longitud
Efectiva de la CrestaHe:Carga sobre la cresta incluyendo hvSi se
hace uso de esta ecuacin se debe tener en cuenta que la longitud
del barraje disminuye debido a para la cresta de cimacio sin
control.La longitud efectiva de la cresta (L) es:L = Lr - 2 ( N x
Kp + Ka) x H.(C)Donde:L =Longitud efectiva de la crestaH =Carga
sobre la cresta . Asumida0.15Lr =Longitud bruta de la cresta
=10.65N =Numero de pilares que atraviesa el aliviadero =0.00Kp
=Coef. de contrac. de pilares (triangular)0.00Ka =Coeficiente de
contraccion de estribos0.10"H" se calcula asumiendo un valor ,
calcular el coeficiente de descarga "C" y calcular el caudal parael
barraje fijo y movil. El caudal calculado debe ser igual al caudal
de diseo.Reemplazando en la ecuacin la Longitud efectiva para H
asumido es:L =10.62...(D)Clculo del coeficiente de descarga
variable para la cresta del cimacio sin control:C = Co x K1 x K2 x
K3 x K4(ver abaco diseo de estructuras de control)Los valores del 2
miembro nos permiten corregir a "C" sin considerar las prdidas por
rozamiento:Los coeficientes se pueden calcular del manual de
pressas pequeas .a)Por efecto de la profundidad de llegada:Ho
asumido=0.15 mP =0.80 mGrafico extraido del libro: ESTRUCTURAS
HIDRAULICAS-BOCATOMAS (Parte I)-UNPRG/ Ing. Msc. Jos Arbul RamosP /
Ho =5.33Co =3.95( el valor Co fue sacado del grafico Fig 3 )b)Por
efecto de las cargas diferentes del proyecto:(Abaco K1=C/Co)Grafico
extraido del libro: ESTRUCTURAS HIDRAULICAS-BOCATOMAS (Parte
I)-UNPRG/ Ing. Msc. Jos Arbul Ramoshe = Hohe / Ho =1.00K1 =1.00( el
valor K1 fue sacado del grafico Fig 3 )c)Por efecto del talud del
paramento aguas arriba:(Abaco K2=C1/Cv)Grafico extraido del libro:
ESTRUCTURAS HIDRAULICAS-BOCATOMAS (Parte I)-UNPRG/ Ing. Msc. Jos
Arbul RamosP / Ho =5.3333333333K2 =1.000No aplicabled)Por efecto de
la interferencia del lavadero de aguas abajo:(Abaco K3=C0/C)Grafico
extraido del libro: ESTRUCTURAS HIDRAULICAS-BOCATOMAS (Parte
I)-UNPRG/ Ing. Msc. Jos Arbul Ramos(Hd + d) / Ho =(P+Ho)/Ho=6.33K3
=1.00e)Por efecto de sumergencia:(Abaco Copias. K4=Co/C)Grafico
extraido del libro: ESTRUCTURAS HIDRAULICAS-BOCATOMAS (Parte
I)-UNPRG/ Ing. Msc. Jos Arbul RamosHd / he =2/3 Ho/ Ho =0.67K4
=1Remplazamos en la ecuacin:C = Co x K1 x K2 x K3 x K4C =
3.95mRemplazando en la formula de "Q" (caudal sobre la cresta de
barraje fijo) tenemos que:Qc = C x L x H3/2Qc = 2.44 m/sb. Descarga
en canal de limpia (Qcl)Ho asumido=0.15 mP =0.00 mSe considera que
cada compuerta funciona como vertedero, cuya altura P =0.00Para
ello seguiremos iterando, igual que anteriormente asumiendo un
valor de h, para ello usaremoslas siguientes frmulas:Qcl = C * L''
* hi3/2L = L1 - 2 ( N * Kp + Ka) x hDonde :L =Longitud efectiva de
la crestah =Carga sobre la cresta incluyendo hv0.15L1 =Longitud
bruta del canal1N =Numero de pilares que atraviesa el
aliviadero0.00Kp =Coef. de contrac. de pilares (triangular)0.00Ka
=Coeficiente de contraccion de estribos0.10(Estrivos redondeados)L
= 1.00mClculo del coeficiente de descarga variable para la cresta
del cimacio sin control:C=Co x K1 x K2 x K3 x K4.(D)a)Por efecto de
la profundidad de llegada:P / Ho =0.00Co =3.08b)Por efecto de las
cargas diferentes del proyecto:he = Hohe / Ho =1.00K1 =1.00c)Por
efecto del talud del paramento aguas arriba:P / Ho =0.00K2
=1.00Talud verical No aplicabled)Por efecto de la interferencia del
lavadero de aguas abajo:(Hd + d) / Ho =(P+Ho) / Ho=1.00K3
=0.77e)Por efecto de sumergencia:Hd / he =2/3 ho/ ho =0.67K4
=1.00Remplazamos en la ecuacin:C = Co x K1 x K2 x K3 x K4C =
2.37mRemplazando en la formula de "Q" (caudal sobre la cresta de
barraje movil) tenemos que:Qcl = C x L x H3/2Qcl = 0.14 m/sc.
Descarga Mxima Total (QT):Qt = Q c + Q clQt = 2.57 m/sEste valor no
cumple con el caudal de diseo, tendremos que asumir otro valor de
"Ho"La longitud efectiva de la cresta (L) es:L = Lr - 2 ( N x Kp +
Ka) x H.(C)Donde:L =Longitud efectiva de la crestaH =Carga sobre la
cresta . Asumida0.16Lr =Longitud bruta de la cresta =10.65N =Numero
de pilares que atraviesa el aliviadero =0.00Kp =Coef. de contrac.
de pilares (triangular)0.00Ka =Coeficiente de contraccion de
estribos0.10L =10.618a)Por efecto de la profundidad de llegada:Ho
asumido=0.16 mP / Ho =5.00P =0.80 m( el valor Co fue sacado del
grafico Fig 3 )Co =3.95b)Por efecto de las cargas diferentes del
proyecto:(Abaco K1=C/Co)Grafico extraido del libro: ESTRUCTURAS
HIDRAULICAS-BOCATOMAS (Parte I)-UNPRG/ Ing. Msc. Jos Arbul Ramoshe
= Hohe / Ho =1.00K1 =1.00( el valor K1 fue sacado del grafico Fig 4
)c)Por efecto del talud del paramento aguas arriba:(Abaco
K2=C1/Cv)P / Ho =5.00No aplicableK2 =1.000( el valor K2 fue sacado
del grafico Fig 5)d)Por efecto de la interferencia del lavadero de
aguas abajo:(Abaco K3=C0/C)(Hd + d) / Ho =(P+Ho) / Ho=6.00K3 =1.00(
el valor K3 fue sacado del grafico Fig 7)e)Por efecto de
sumergencia:(Abaco Copias. K4=Co/C)Hd / he =(2 / 3) Ho / Ho =0.67K4
=1.00( el valor K4 fue sacado del grafico Fig 8)Remplazamos en la
ecuacin:C = Co x K1 x K2 x K3 x K4C = 3.95mRemplazando en la
formula de "Q" (caudal sobre la cresta de barraje fijo) tenemos
que:Qc = C x L x H3/2Qc = 2.68 m/sLa longitud efectiva de la cresta
(L) es:L = Lr - 2 ( N x Kp + Ka) x H.(C)Donde:L =Longitud efectiva
de la crestaH =Carga sobre la cresta . Asumida0.16Lr =Longitud
bruta del canal =1.00N =Numero de pilares que atraviesa el
aliviadero =0.00Kp =Coef. de contrac. de pilares (triangular)0.00Ka
=Coeficiente de contraccion de estribos0.10L =0.97a)Por efecto de
la profundidad de llegada:Ho asumido=0.16 mP / Ho =0.00P =0.00 m(
el valor Co fue sacado del grafico Fig 3 )Co =3.08b)Por efecto de
las cargas diferentes del proyecto:he = Hohe / Ho =1.00K1 =1.00( el
valor K1 fue sacado del grafico Fig 4 )c)Por efecto del talud del
paramento aguas arriba:P / Ho =0.00K2 =1.00( el valor K2 fue sacado
del grafico Fig 5)No aplicabled)Por efecto de la interferencia del
lavadero de aguas abajo:(Hd + d) / Ho =(P+Ho) / Ho=1.00K3 =0.77( el
valor K3 fue sacado del grafico Fig 7)e)Por efecto de
sumergencia:Hd / he =2/3 Ho / Ho =0.67K4 =1.00( el valor K4 fue
sacado del grafico Fig 8)Remplazamos en la ecuacin:C = Co x K1 x K2
x K3 x K4C = 2.37mRemplazando en la formula de "Q" (caudal sobre la
cresta de barraje movil) tenemos que:Qcl = C x L x H3/2Qcl = 0.15
m/sc. Descarga Mxima Total (QT):Qt = Q c + Q clQt = 2.83 m/sEste
valor no cumple con el caudal de diseo, tendremos que asumir otro
valor de "Ho"La longitud efectiva de la cresta (L) es:L = Lr - 2 (
N x Kp + Ka) x H.(C)Donde:L =Longitud efectiva de la crestaH =Carga
sobre la cresta . Asumida0.16Lr =Longitud bruta de la cresta
=10.65N =Numero de pilares que atraviesa el aliviadero =0.00Kp
=Coef. de contrac. de pilares (triangular)0.00Ka =Coeficiente de
contraccion de estribos0.10L =10.618a)Por efecto de la profundidad
de llegada:Ho asumido=0.16 mP / Ho =5.00P =0.80 m( el valor Co fue
sacado del grafico Fig 3 )Co =3.92b)Por efecto de las cargas
diferentes del proyecto:(Abaco K1=C/Co)Grafico extraido del libro:
ESTRUCTURAS HIDRAULICAS-BOCATOMAS (Parte I)-UNPRG/ Ing. Msc. Jos
Arbul Ramoshe = Hohe / Ho =1.00K1 =1.00( el valor K1 fue sacado del
grafico Fig 4 )c)Por efecto del talud del paramento aguas
arriba:(Abaco K2=C1/Cv)P / Ho =5.00K2 =1.000( el valor K2 fue
sacado del grafico Fig 5)No aplicabled)Por efecto de la
interferencia del lavadero de aguas abajo:(Abaco K3=C0/C)(Hd + d) /
Ho =(P+Ho) / Ho=6.00K3 =1.00( el valor K3 fue sacado del grafico
Fig 7)e)Por efecto de sumergencia:(Abaco Copias. K4=Co/C)Hd / he
=(2 / 3) Ho / Ho =0.67K4 =1.00( el valor K4 fue sacado del grafico
Fig 8)Remplazamos en la ecuacin:C = Co x K1 x K2 x K3 x K4C =
3.92mRemplazando en la formula de "Q" (caudal sobre la cresta de
barraje fijo) tenemos que:Qc = C x L x H3/2Qc = 2.66 m/sLa longitud
efectiva de la cresta (L) es:L = Lr - 2 ( N x Kp + Ka) x
H.(C)Donde:L =Longitud efectiva de la crestaH =Carga sobre la
cresta . Asumida0.160Lr =Longitud bruta del canal =1.00N =Numero de
pilares que atraviesa el aliviadero =0.00Kp =Coef. de contrac. de
pilares (triangular)0.00Ka =Coeficiente de contraccion de
estribos0.10L =0.97a)Por efecto de la profundidad de llegada:Ho
asumido=0.16 mP =0.00 mP / Ho =0.00Co =3.08( el valor Co fue sacado
del grafico Fig 3 )b)Por efecto de las cargas diferentes del
proyecto:he = Hohe / Ho =1.00K1 =1.00( el valor K1 fue sacado del
grafico Fig 4 )c)Por efecto del talud del paramento aguas arriba:P
/ Ho =0.00K2 =1.00( el valor K2 fue sacado del grafico Fig 5)No
aplicabled)Por efecto de la interferencia del lavadero de aguas
abajo:(Hd + d) / Ho =(P+Ho) / Ho=1.00K3 =0.77( el valor K3 fue
sacado del grafico Fig 7)e)Por efecto de sumergencia:Hd / he =2/3
Ho / Ho =0.67K4 =1.00( el valor K4 fue sacado del grafico Fig
8)Remplazamos en la ecuacin:C = Co x K1 x K2 x K3 x K4C =
2.37mRemplazando en la formula de "Q" (caudal sobre la cresta de
barraje fijo) tenemos que:Qcl = C x L x H3/2Qcl = 0.15 m/sc.
Descarga Mxima Total (QT):Qt = Q c + Q clQt = 2.81 m/sEste valor no
cumple con el caudal de diseo, tendremos que asumir otro valor de
"Ho"CUADRO PARA EL PROCESO ITERATIVOHo (m)L efect.Qc y
QclQT0.1510.652.442.571.000.140.1610.652.662.811.000.150.1610.652.682.831.000.15HoQcQclQT0.152.440.142.570.162.660.152.810.162.680.152.83Qdiseo
=2m3/sHo =0.16 m(aliviadero)ParaHo = 0.16 mQc=2.50m3/s(canal de
limpia)Q cl (compuertas)=Qcl =-0.50m3/sQdiseo =2.0m3/s
rolo:Asumir cualquier valor(por defecto 1)rolo:Asumir cualquier
valor(por defecto 1)rolo:Asumir cualquier valor(por defecto
1)rolo:Asumir cualquier valor(por defecto 1)rolo:Asumir cualquier
valor(por defecto 1)= 0= 0
Calculo de Ho
Qt vs Ho
perfil de creanDISEO DE CAPTACION DE QUEBRADAOBRA:Mejoramiento y
Ampliacion del Servicio de Agua Potable y Disposicion de Excretas
de la Localidad Santa Rosillo de Upaquihua, Distrito de Buenos
Aires, Provincia de Picota - San MartinCALCULO DE LA CRESTA DEL
CIMACIO:Ho = 0.02 mP = 0.90 mRLa seccin de la cresta de cimacio,
cuya forma se aproxima a la superficie inferior de la lmina
vertiente que sale por el vertedor en pared delgada, constituye la
forma ideal para obtener ptimas descargas, dependiendo de la carga
y de la inclinacin del paramento aguas arriba de la
seccin.Considerando a los ejes que pasan por encima de la cresta,
la porcin que queda aguas arriba del origense define como una curva
simple y una tangente o una curva circular compuesta; mientras la
porcin aguas abajo est definida por la siguiente relacin:En las que
"K" y "n" son constantes que se obtienen del abaco de diseo de
presas pequeasQc=2.5Lc=10.65Ho=0.16P=0.8Determinacin del caudal
unitario: (q)q= Qc / Lc =0.23m3/s/mVelocidad de llegada (V):V= q
/(Ho+P)=0.24m/sCarga de Velocidadhv = V2/2g =0.00mAltura de agua
antes del remanso de deprecin (he):m0.60he = Ho - hv
=0.16Determinacin de "K" y "n" haciendo uso de los abacos y la
relacin
hv/Ho:hv/Ho=0.019K=0.525Talud:Verticalhv/Ho=0.019n=1.78Talud:VerticalValores
para dibujar el perfil aguas abajo: Perfil CreagerSegn la figura 2
del manual de diseo de presas pequeas la Curva del Perfil Creager
es hasta una distancia igual a 2.758Ho, despus de este lmite se
mantiene recto hasta la siguiente curva al pie del talud (aguas
abajo):X (m)Y (m)0.0000.0000.100-0.0362.758
Ho=0.441280.200-0.1250.300-0.2570.400-0.4290.441-0.511La porcin del
perfil que queda aguas arriba de la cresta se ha considerado como
una curva circularcompuesta. Los valores de R1, R2, Xc, Yc se dan
en la los abacos fig 1.a:Con hv / Ho=0.019ingresamos a los
nomogramas, de donde se obtiene:Ho=0.020Xc/Ho=0.175Xc=0.00
mYc/Ho=0.034Yc=0.00 mR1/Ho=0.440R1=0.01 mR2/Ho=0.440R2=0.01
mR1-R2=0.00 mUbicacin de los elementos para el dibujo de la
curvatura aguas arriba:
= 0= 0YcXcR
perfil de crean
&APgina &PVALORES DE XVALORES DE YPERFIL CREAGER
perfil de crean (2)CALCULO DEL PERFIL DEL CREAGER:hmax=0.60m8.4.
Clculo de la Cresta del Cimacio:coordenadas del perfil de
creangercoordenadas del perfil del azudX(m)Y (m)X (m)Y
(m)0.0000.1260.0000.07600.1000.0360.0600.022Ho = 0.60
m0.2000.0070.1200.0040.3000.0000.1800.0000.4000.0070.2400.0040.5000.0270.3010.016haHO0.6000.0600.3610.036P
= 1.25
mHc0.7000.1030.4210.0620.8000.1420.4810.085R0.2Ho0.9000.2060.5410.12400.5Ho1.0000.2570.6010.154P=1.251.2000.3970.7210.23911.4000.5650.8420.3401.50.5Ho1.7000.8701.0220.5232.0001.2201.2020.7332.5001.9601.5031.1783.0002.8601.8031.719La
seccin de la cresta de cimacio, cuya forma se aproxima a la
superficie inferior de la lmina vertiente3.5003.8202.1042.296que
sale por el vertedor en pared delgada, constituye la forma ideal
para obtener ptimas descargas, dependien-4.0004.9302.4042.963do de
la carga y de la inclinacin del paramento aguas arriba de la
seccin.4.5006.2202.7053.739Considerando a los ejes que pasan por
encima de la cresta, la porcin que queda aguas arriba del origense
define como una curva simple y una tangente o una curva circular
compuesta; mientras la porcin aguas abajoest definida por la
siguiente relacin:En las que "K" y "n" son constantes que se
obtienen de la Figura 1 de la Separata dada en Clase.Determinacin
del caudal unitario: (q)10.65.82q= Qc / Lc
=1.82m3/s/m1.8213058419Velocidad de llegada (V):V= q
/(Ho+P)=0.98m/s0.9839162604Carga de Velocidadhv = V2/2g
=0.05m0.0493420595Altura de agua antes del remanso de deprecin
(he):he = Ho - hv =0.55m0.5506579405Determinacin de "K" y "n"
haciendo uso de la Fig. 1 y la relacin
hv/Ho:hv/Ho=0.082K=0.5130.0822367658Talud:Verticaln=1.837Valores
para dibujar el perfil aguas abajo: Perfil CreagerSegn la figura 2
de la Separata la Curva del Perfil Creager es hasta una distancia
igual a 2.758Ho, des-pus de este lmite se mantiene recto hasta la
siguiente curva al pie del talud (aguas abajo):0.6X (m)Y (m)2.758
Ho=1.65480.0000.000.100-0.010.300-0.090.500-0.220.700-0.410.900-0.651.100-0.941.300-1.271.250-1.191.500-1.66La
porcin del perfil que queda aguas arriba de la cresta se ha
considerado como una curva circularcompuesta. Los valores de R1,
R2, Xc, Yc se dan en la fig. 1.a de la separata:Con
hv/Ho:0.082ingresamos a los nomogramas, de donde se
obtiene:Xc/Ho=0.242Xc=0.15 mYc/Ho=0.093Yc=0.06 mR1/Ho=0.497R1=0.30
mR2/Ho=0.202R2=0.12 m0.1773Ubicacin de los elementos para el dibujo
de la curvatura aguas arriba:
= 0= 0
perfil de crean (2)
&APgina &PVALORES DE XVALORES DE YPERFIL CREAGER
tirantes9.5.Clculo de los Tirantes Conjugados:Dc = 0.18
mhdhv1=0.02P = 0.80 md2=0.07d1=0.36LpQc=2.5Lefectiva
cresta=10.62Aplicando la Ecuacion de Bernoulli entre los puntos 1 y
2:Tenemos:z + dc + hvc = d1 + hv1 + hphp: prdidas de energa (por lo
general se desprecian, debido a su magnitud)Determinacin del
tirante Crtico:dc = (Q2/gB2)1/3dc=0.178mClculo de la Carga de
Velocidad Crtica:vc =(g*dc)Vc=1.322m/shvc=0.089mReemplazando
obtenemos el d1:z + dc + hvc = d1 + q2/(2*g*d12)q = Q / B1.070.00/
d12q =0.24d13 -1.070.000d1=0.05000.00Determinacin del Tirante
Conjugado 2: d2V1=4.71m/sd2=0.45mDeterminacin del Nmero de
Froude:F=6.72F menor que 1.7: no necesita
estanque(Lp=4dz)F(1.7-2.5):No se necesita dadosF(2.5-4.5)Y agua
abajo=1.55d2=0.45>1.55Este es un resalto inestable. Cuyo oleaje
producido se propaga hacia aguas abajo.Cuando sea posible evitar
este tipo de poza.Entonces podemos profundizar la poza en una
profundidad =Pr=-1.03Asumimos:1.00K=1.15(1.10-1.20)haciendo una
nueva iteracin para conseguir un F mayor a 4.5 para tener un flujo
estable:z + dc + hvc + e = d1 + q2/(2*g*d12)d13
-2.070.00d1=0.36-0.218V1=0.65m/shv1=0.02md2=0.07mF=0.35Es un
resalto bastante estable y como V1:0.65se usara un tipo de pozacomo
se muestra en la fig. 12ESTANQUE TIPO
IIDATOS:d1=0.360d2=0.073F=0.348De la figua 12 . Del libro
BOCATOMAS-Ing Msc Jos Arbulu Ramos.Altura de los bloques
amortiguadores y del umbral terminalh3 / d1 =1.40h3 =0.50mh4 /d1
=1.25h4 =0.45mLongitud del resalto:dII / d2 =2.25dII
=0.78modII=6.1Y2=0.44Clculo del Radio de Curvatura al pie del
Talud:Esta dado por la ecuacin: R = 5d1R=1.80 mLongitud del
estanque amortiguador o poza de disipacin:a)Nmero de Froude:Con el
valor de F, se puede determinar el tipo de Estanque que tendr la
Bocatoma, el cual segnel manual ser:F=0.35TIPO IV1=0.65Ver la
Figura manual de presas pequeas para el clculo de
LpL/d2=2.25Lp=0.163 mb)Segn Lindquist:Lp =5(d2-d1)Lp=-1.437 mc)Segn
Safranez:Lp =6xd1xV1Lp=0.752 m(g*d1)d)Finalmente tomamos el valor
promedio de todas las alternativas:Lp=-0.174 mLongitud promedio de
la pozaLp=-0.20 mProfundidad de la Cuenca:S = 1.25 d1=0.450
m0.45Clculo del Espesor del Enrocado:H = ( P + Ho ) =0.960e=0.163
mq =0.24e=0.20 m. Clculo de la Longitud del Enrocado:Segn W. G.
Bligh, la longitud del empedrado est dado por la sgte
frmula:donde:H: carga de agua para mximas avenidas0.96q: caudal
unitario0.24c: coeficiente de acuerdo al tipo de suelo9L e =-2.650
mL e =-2.60 mLongitud del Solado Delantero:Ls =5HoHo=0.160Ls=0.80
m0.80 m
YcXcR&APgina &PVALORES DE XVALORES DE YPERFIL
CREAGER0.0035020.00068rolo:Redondeo a la unidadrolo:Redondeo a la
unidadrolo:Ver libro "Construcciones Hidrulicas" de
Schoklitschrolo:Redondeo de celda superiorrolo:Redondeado a la
unidad o medio unidad o etcrolo:Usar figura 11,12 o 13 dependiendo
del tipo de Estanque(La que dice "Long. De Resalto")rolo:Tirante en
el resaltoUSER:Utilizar buscar objetivo para hallar valor de d1, de
tal manera que remplazo sea igual a ceroF.G:Use esta celda para que
le valor de la derecha sea cerorolo:Este valor debe swer alrededor
de 112=d1 +d1 2 += 0= 0d1 2 += 0=
poza amoriguadora8.6. Espesor de la Poza Amortiguadora:La
subpresin se hallar mediante la siguiente formula:donde:Peso
especifico del agua1000kg/m3b =Ancho de la seccin1.00m.c
=Coeficiente de subpresin, varia ( 0 - 1 )0.55Para concreto sobre
roca de mediana calidadh =Carga efectiva que produce la filtracinh'
=Profundidad de un punto cualquiera con respecto a A, donde se
inicia la filtracin.(h/L)Lx =Carga perdida en un recorrido
LxMediante la subpresin en el punto "x", se hallar el espesor de la
poza, asumimos espesor de:1.001652.100.25 (P+H)Ho = 0.16
m0.30924124830.0217934998(P+H)=0.96P
=0.80.07255225151652.38e=0.500.360.70.202.5-0.20
m0.82.3-2.6e=0.300.5Predimensionado de los dentellados posteriores
y delanteros:0.60.511.75-1.60.250.80.83.1Para condiciones de caudal
mximoO sea cuando hay agua en el colchn.x =3.1h = d1 +hv1 -d2e =
(4/3) x (Spx / 2400)h=0.3092412483h/L =0.071L =4.3666666667Lx
=6.7333333333h' =1.0725522515Spx =497.72 kge =0.2765119549Para esta
condicin el espesor asumido satisface los esfuerzos de
SubpresinPara condiciones de agua a nivel de cimacioO sea cuando no
hay agua en el colchnx =3.1h =0.16h/L =0.037L =4.37Lx
=6.7333333333h' =1.00Spx =502.31 kge =0.2790585242Para esta
condicin el espesor asumido satisface los esfuerzos de
SubpresinVolumen de filtracinSe calcula empleando la frmula que
expresa la ley de DarcyQ = KIAdonde:Q : gasto de filtracin.K :
coeficiente de permeabilidad para la cimentacin.I : pendiente
hidrulicaA : rea bruta de la cimentacin a travs del cual se produce
la filtracinClculo y chequeo del espesor del colchn
amortiguadorClculo de la longitud necesaria de filtracin (Ln)H
=0.31(cota del barraje - cota a la salida de la
poza)Cbarraje:1652.10Csalida:1652.38C =9(criterio de BLIGHT: grava
y arena)criterio de BLIGHTLn =C*HLn =2.7831712348Clculo de la
longitud compensada (Lc)longitud vertical LvLv =4.6de
grficolongitud horizontal LhLh =2.3de grficoLc =Lv + LhLc =6.9Como
Lc > Ln, entoces no habra filtracion .H =0.31(cota del barraje -
cota a la salida de la poza)criterio de laneCbarraje:1652.10Lc =Lv
+ Lh/3Csalida:1652.38Lc =5.3666666667C =4(criterio de lane : grava
y arena)criterio de laneComo Lc > Ln, entoces no habra
filtracion .Ln =C*HLn =1.2369649932las medidas son
suficientesVerificacin del espesor del colchn amortiguadorclculo de
la subpresinL =(Lh/3)+LvL =5.3666666667h =0.3092412483h/L
=0.0576225929Cuadro de valores para la construccin del diagrama de
presionesPuntoLx (m)h' (m)Sp (kg/m2)Sp
(Tn/m2)10.000.00170.080.1720.001.81160.081.1633.101.801061.841.0643.101.00621.840.6251.501.00672.540.6761.501.00672.540.6772.301.751059.691.0682.300.0097.190.10Dimensionamiento
de los Pilares:a)Punta o Tajamar:Redondeadab)Altura Ht= (P+Ho)+ 0.5
:1.46Ht pilares=2.95c)Longitud: Hasta la terminacin de la poza
mnimo =3.0L pilares=13.5d)Espesor e:0.35e
pilares=0.35Dimensionamiento de los Muros de
encauzamiento:a)Longitud:17.3L muros=28b)Altura Ht= 1.25
(P+Ho):1.46Ht muros=2.95d)Espesor e:0.60e muros=0.6Clculo de la
profundidad mnima de empotramiento en el lecho del
ro:ymyo15.00n=0.038s=0.0025La profundidad de socavacin (ys, yo) se
calcular con el criterio de socavacin general:velocidad real (Vr)
sea mayor que la velocidad erosionante (Vc)Sabemos que:Vr = a ( Yo
5/3/Ys)** "Yo" = profundidad antes de la erosin."Ys"= Tirante cuya
profundidad se desea conocer:"Vr"= Velocidad realTambin:Vc = Vc1.Ys
0,2*** "Vc"= Velocidad no erosionante para el tirante "Ye""Ys"=
Tirante, en metros existente en el punto de estudio."Vc1"=
velocidad no erosinante, correspondiente a untirante de 1 m.a = Qr
/( Ym. T. m)( b)Igualando Vr = VcYs1,2 = a (Yo5/3 / Vc1)( c)Para
una seccin irregular (sin muros de encauzamiento)Yo =3.31metrosA
=27.54metrosPara una seccin rectngular ( con muros de
encauzamiento)Aplicando la ecuacin de Mannig, calculamos "Ym"Con Qr
=2Ym =2.4222.92Ah =36.23m2V =0.06m/segLuego en la tabla, hallamos:
mAl no hallarse el valor de la longitud del claro, extrapolamos e
interpolamosLuego:m =0.945Remplazando valores en (b), obtenemosa
=0.06Clculo de "Vc1"Para esto se debe hacer un estudio
granulomtrico del lecho del ro y determinar el dimetro medio de una
fraccin de la muestra as mismo el peso como porcentaje de esa misma
porcin.*** Al no contar con estos datos, para el presente trabajo
asumimos:Dm =8mmCon este valor entramos a la tabla A -3 y
calculamos Vc1Vc1 =0.80m/segRemplazando los valores de ( a , Yo ,
Vc1 ) en (c) obtenemosYs =0.60m
&C&"Bradley Hand ITC,Negrita"&12&K00-049Cynthia
Fiorela Guerrero Cruzm.s.n.m.m.s.n.m.m.s.n.m.m.s.n.m.
Hoja2 (2)0.00hv=0.0492847539he=0.55179334620.25 (P+H)Ho = 0.60
m0001.25*(P+H)0P =0d2 =00.00e=0.3000.70.000.00 m2.50.00
m000e=0.300Predimensionado de los dentellados posteriores y
delanteros:0.80010111Para condiciones de caudal mximoO sea cuando
hay agua en el colchn.h = d1 +hv1 -d2h=0h/L =0.000e = (4/3) x (Spx
/ 2400)L =0Lx =0h' =0Spx =0.00 kge =00Para condiciones de agua a
nivel de cimacioO sea cuando no hay agua en el colchnh =0Spx =0.00
kgh /L =0.00e =00calculando
espesorH=Dh-hf0.00SGs=2.4hf=Dh(Sp/Sr)0.00e=0.000001mSe observa que
los valores calculados son menores que el asumido entonces se opta
por el espesor asumido:Volumen de filtracinSe calcula empleando la
frmula que expresa la ley de DarcyQ = KIAdonde:Q : gasto de
filtracin.K : coeficiente de permeabilidad para la cimentacin.I :
pendiente hidrulicaA : rea bruta de la cimentacin a travs del cual
se produce la filtracinClculo y chequeo del espesor del colchn
amortiguadorClculo de la longitud necesaria de filtracin (Ln)H
=0.00(cota del barraje - cota a la salida de la
poza)Cbarraje:0.00Csalida:0.00C =9(criterio de BLIGHT: grava y
arena)Ln =C*H0Clculo de la longitud compensada (Lc)longitud
vertical LvLv =0de grficolongitud horizontal LhLh =0de grficoLc =Lv
+ LhLc =0Como Lc > Ln, entoces no habra filtracion .H =0.00(cota
del barraje - cota a la salida de la poza)criterio de
laneCbarraje:0.00Lc =Lv + Lh/3Csalida:0.00Lc =0C =4(criterio de
lane : grava y arena)Como Lc > Ln, entoces no habra filtracion
.Ln =C*H0las mediadas son suficientesDimensionamiento de los
Pilares:a)Punta o Tajamar:Redondeadab)Altura Ht= (P+Ho)+ 0.5
:0.002.4c)Longitud: Hasta la terminacin de la poza mnimo
=0.0012d)Espesor e:0.20Dimensionamiento de los Muros de
encauzamiento:a)Longitud:0.0025b)Altura Ht= 1.25
(P+Ho):0.002.4d)Espesor e:0.20Diseo de las Ventanas de
Captacin:a)Dseo del Canal de Conduccin:Por tanteos usando la frmula
de Manning DATOS se calcula el tirante y se busca el valor mas
aproximadoTirante que mas se aproximaCaudal : Q =0.000 m/sAncho de
Solera : b =0.60 my =0.4900 mTalud : Z =0.00A =0.2940 mRugosidad :
n =0.0130P =1.5800 mPendiente : S =0.0025R =0.1861 mTirante Normal
: Y =0.5v =1.2536 mArea Hidraulica: A =0.30Q =0.37 mPerimetro
Mojado: P =1.6000 mCalculo de borde Libre .Radio Hidraulico: R
=0.1875 mBL = Yn /3 =0.17m.Espejo de Agua: T =0.6000 mUsaremos :BL
=0.20Velocidad: v =0.0000 m/sResultados:Carga de Velocidad: hv
=0.0000 mB.L.0.2Energia Especifica: E =0.0 m-Kg/KgYn0.5Numero de
Froude: F =0.00000.6b)Transicion que unira el canal de captacion y
el canal de conduccion:Qcaptacin=0.000 m/stTLtLongitud de
transicion.Para =12.5Lt = (T - t) * Ctg 12.5 / 2Donde :T =0t
=0.6Remplazando :Lt =0.000Asumimos :Lt =1.50m.c)Diseo de las
Ventanas de Captacin:Consideraciones:*Las Dimensiones de las
ventanas de capatacin se calcularn para el caudal mximo a captar
(derivar)y para la poca de estiaje (carga hidrulica a la altura del
barraje).*La elevacin del fondo del canal respecto a la razante en
el ro no debe ser menor que 0.60m, dependiendo de la clase de
material en arrastre.*Para evitar que rocas de gran tamao y
cantidad de rboles que acarrea en pocas de crecidas ingresena la
captacin, se propone la proteccin mediante un sistema de perfiles
que irn fijos en un muro de concreto.*El eje de captacin ser
perpendicular con el eje del ro.0.000.0Dseo del Canal de
Conduccin:0.00Por tanteos usando la frmula de Manning DATOS se
calcula el tirante y se busca el valor mas aproximadoEl clculo
hidrulico comprende en el dimensionamiento del orificio y conducto
de salida y determinacin del gasto mximo de avenida. Ademas se
disear la transicin que une el canal de captacin a la salida
deCaudal : Q =0.000 m/sla toma con el canal de conduccinAncho de
Solera : b =1.50 m*Disearemos las compuertas para un nivel de
operacin (cota barraje fijo)*Se comprobar si el canal soportar
conducir el caudal para mximas avenidas.Talud : Z =1.00Determinacin
de las dimensiones y el nmero de compuertas.Rugosidad : n
=0.0150Tirante que mas se aproximaDatos:Velocidad de
predimensionado:2-2.5 m/sPendiente : S =0.0025y =0.8500 masumiendo
V =v=2.00m/sescogiendo dimensiones de compuertas segn manual de
ARMCOA =0.5100 mEscogemos:a=yTirante Normal : Y =0.8500 mP =2.3000
mb=0.60Acomp. =0.60yR =0.2217 mQdiseo =0.00NMA =0.00C=0.65nivel
operacin =1.75Area Hidraulica: A =1.9975 mv =1.4090 m# comp.
=1.0CFC =0.601compuertasCFR =0.00Perimetro Mojado: P =3.9042 mQ
=0.72 mY=0.000.5Radio Hidraulico: R =0.5116 mEspejo de Agua: T
=3.2000 mVelocidad: v =0.0000 m/sVerificacin del
funcionamientoCarga de Velocidad: hv =0.0000 mEnergia Especifica: E
=0.000 m-Kg/KgBL = 0.30mNumero de Froude: F =0.0000Yn = 0.85
m/s1.50 mCalculo de borde Libre .BL = Yn /3 =0.28m.Usaremos :BL
=0.3Funciona como vertedero:si h1/a =< 1.4Orificiosi h1/a >
1.4sumergido (Y2>Yn)libre (Y2
