Trabajo Terminado Daniel

DISEÑO DE BOCATOMA

Qr(mín) = 4.00Qr(máx) = 332.86

La sección del río es de forma trapezoidal, con m = 5

Asumimos un ancho de río (b) = 6.00 Metros.

Es recomendable que antes de hacer el diseño de una bocatoma se realice el estudio del

Cota de la captación : 1800 m.s.n.m 1180

Cotas (m.s.n.m) L(m) h (m)

1100 1180 1000 80 0.0801180 1280 1000 100 0.100

Pendiente aguas arriba (Sar)%= 10.00%

Pendiente aguas abajo (Sab)% = 8.00%

Haciendo los estudios hidrológicos, topografia y suelos, se llega a determinar los caudales máximo y mínimo del rio del cual se hará la toma de gua.

m3/seg.

m3/seg.

Cálculo de la pendiente, agua arriba y abajo del eje del barraje:

Perfil longitudinal del río, por lo menos 1000m, tanto aguas arriba como aguas abajo del eje del barraje; la escala recomendada es H = 1:2000 Y V=1:200.

Tan f

h

L

Cálculo del tirante hidráulico en el cauce natural (y):

Como la seccion del rio es trapezoidal, aplicando la ecuacion de Maning se obtiene el tirante del rio:

Donde: Q= caudal del rio m3/sn= coef de ,manning

Ecuación de Manning: A= area de la seccion transversal m2R= radio hidraulico mS= pendiente del rio m/m

Para una seccion trapezoidal, se tiene las siguientes ecuaciones:

S Area

S Radio Hidráulico

S Perímetro mojado:

S Espejo de agua:

S Para lecho natural de un río n = 0.025

El tirante máximo y mínimo del rio es:

B = 6mn= 0.025s = 0.1

TIR. (Y m) Descripción4.000 0.217 MIN.

332.860 1.514 MAX.

Luego, para avenidas mínimas se tiene:

Q= caudal del rio = 4 m3/s

POR IGUALDAD DE ECUACIONES EN MANNING SE TIENE:

4.000 = 4.019021901 >>>>>>>>>

Para avenidas máximas:

Q= caudal del rio = 332.860 m3/s

Caudal (m3)

2/3 1/2* *HA R SQ

n

2A by my

2

22 1H

by myR

b y m

2T b my

22 1P b y m

332.860 = 332.8073397 >>>>>>>>>

Cálculo del tirante hidráulico cuando los muros sean construidos (y):

Muro de encausamiento(concreto)

y y

b =6,00

Piedra emboquillada

S Por la ecuación de Manning:

Area

Radio Hidráulico

Perímetro mojado:

S np= Rugosidad compuesta ( concreto y piedra emboquillada)

Donde:Rugosidad piedra emboquillada (n1) = 0.019Rugosidad del Concreto (n2) = 0.013

S Cálculamos "y" :

B = 6mnp= 0.016 (Promedio de las 2 rugosidades)

s = 0.100 (Pendiente aguas arriba del barraje)

TIR. (Y m) Descripción4.000 0.134 MIN.

332.860 2.339 MAX.

S Luego, para avenidas mínimas se tiene:

4.000 = 4.041607239

S Para avenidas máximas:

Caudal (m3)

𝐴=𝑏𝑦

𝑃=𝑏+2𝑦𝑅_𝐻=𝑏𝑦/(𝑏+2𝑦)

2/3 1/2* *HA R SQ

np

332.860 = 332.80

DISEÑO HIDRAULICO DE LA ESTRUCTURA DE CAPTACION

Con los datos anteriormente obtenidos tenemos:

Superficie del agua para una máxima avenida ( Qmax. )

Superficie del agua para el caudal mínimo en el río (Qmín)

hb

Lb P

Baraje fijoFondo de río

db

S P = altura del barraje fijo.S db = distancia desde el eje del baraje hasta el eje del bocal

La sección queda de la siguiente manera:

Muro de concreto

y y

6.00 m

DISEÑO DEL BOCAL Y EL BARRAJE :

Qd = 3.6000

A.- Diseño de la ventana de captación o Bocal:

So% S3%

Para el cálculo de las obras de toma, cogeremos el caudal máximo diario.

m3/seg

a) Suponemos una Logitud de bocal (Lb) menor o igual 1,50 veces el ancho de la plantilla de canal principal en metros.

Qd = 3.60000

Diseño del canal para máxima eficiencia hidraulica

yb

S

b = 2y Qmd = 3.60000SDonde:

AH = 2y * Y = n = 0.015Pm = 2y + 2y = 4y s = 0.001

RH = y/2

3.60000 = 2.656146793

y = 1.000 m

S Luego:b = 2.0m (ancho , plantilla del canal principal)

m3/seg

Un canal rectángular de máxima eficiencia hidráulica se obtiene cuando el ancho es igual al doble del tirante:

2y2

(2y2 / 4y) =

2/3 1/2* *HA R SQ

n

Ye = Yeo + b1

Ri2/3S1/2

Vi = ----------------- ni

Qr (máx) = V1.A1 +V2. A2 +V3. A3

A1*Rh2/3S1

1/2

Q1= -------------------- n

( lf/2.n12 +2Yan2

2 ) 1/2

np = --------------------------- (2 Ya + lf/2)1/2

Yeo 2.q 2 Yeo2

Yfo = ( - ) ------ + ----------- + ------ 2 gYeo 4

Y1 2Y1.V1 2 Y12

Y2 = ( - ) ------ + ----------- + ------ 2 g 4

Y1 2Y1.V1 2 Y12

Y2 = ( - ) ------ + ----------- + ------ 2 g 4

Yn = 0.217

Yn = 1.514

P1 = BP2 = 2Y

𝑛_𝑝=((𝑃_1 〖𝑛 _1〗^2+2𝑃_2 〖𝑛 _2〗^2))/𝑃^0.5

m3/seg

DISEÑO DEL BARRAJE

1.- PREDIMENCIONAMIENTO DE LA VENTANA DE CAPTACIÓN (como vertedor en época de estiaje)

fórmula de Francis

Q = caudal en m3/s 3.600

b = anchura de la cresta del vertedor en (m) 1.800

h = carga sobre el vertedor en (m) 1.160

n = número de contracciones 2

Qdis 3.60455 ok

Asumamos :

1

h 1.16 m

0.20 m Altura de seguridad según el Ing. Alfredo Mansen V. esta debe ser de 0.20 m

Por lo tanto :

P 1.16 +1.00 + 0.20 2.36 m

* Cresta del Azud Agua Arriba

(Ec. De Francis)

Caudal de diseño Q= 36.000 m³/seg

Ancho del Azud B= 8.800 m

Ancho del Vertedor b= 1.800 m

Nº de contracciones laterales n= 1

Coeficiente de Gasto (Manual de c= 2.2 (por su perfil cimacio y por ser de concreto)

Hidraulica-J.L. Gomez Navarro)

Altura de sedimentos = 1.000 m

Altura necesaria para evitar el ingreso de material de arrastre ( Ing. Alfredo Mansen V.) esta debe ser >= 0.60 m

23

atanven h10nh

b84.1Q

Altura de la ventana de captación = 1.160 m

Tanteando:

H1 = 0.570 m 36= 36.598

CÁLCULO DE TODAS LAS DIMENSIONES DEL BARRAJE

Según el diseño de vertedor ya calculado nos dice que el tirante Y= 1.00 m

P = 2.5* Y Para caudal de diseño entre 1 a 10

P = 2.50 mVamos a elegir el promedio de los dos (P)

P = 2.45 m SOLO VALORES DE APROX. 0.5 m

SEGMENTO P=H=1 P=H=2 P=H=3H=0 H=5 H=0 H= 5 H=0

A 5.00 10.00 9.00 14.00 13.00E 4.20 5.20 7.40 8.40 10.60C 0.80 4.70 1.50 5.50 2.40D 1.80 2.80 3.50 4.50 5.20F 1.00 1.00 1.50 1.50 1.90B 0.70 0.70 0.90 0.90 1.20G 0.25 0.50 0.40 0.60 0.50J 0.50 0.50 0.60 0.60 0.70K 0.40 0.40 0.50 0.50 0.60

1) Para el valor de A CALCULO DE "A"

h APARA P= 2.00 m

0 ----------------9

0.57 ------------X

5 -----------------14

A= 9.570

PARA P= 3.00 m

0 ----------------13

0.57 ------------X

5 -----------------18

A= 13.570

2

3

210

2

2

11

HHgB2

QH

10nH

bcQ

2.000 9.5702.450 X3.000 13.570

2) Para el valor de ECALCULO DE "E"

h A2.000 7.5142.450 X3.000 10.714

3) Para el valor de C

CALCULO DE "C"

h A2.000 1.9562.450 X3.000 2.856

4) Para el valor de D

CALCULO DE "D"

h A2.000 3.6142.450 X3.000 5.314

5) Para el valor de F

CALCULO DE "F"

h A

PARA P= 2.00 m

0 ----------------9

0.57 ------------X

5 -----------------14

A= 9.570

PARA P= 3.00 m

0 ----------------13

0.57 ------------X

5 -----------------18

A= 13.570

PARA P= 2.00 m

0 ----------------7.40

0.57 ------------X

5 -----------------8.40

A= 7.514

PARA P= 3.00 m

0 ----------------10.60

0.57 ------------X

5 -----------------11.60

A= 10.714

PARA P= 2.00 m

0 ----------------1.50

0.57 ------------X

5 -----------------5.50

A= 1.956

PARA P= 3.00 m

0 ----------------2.40

0.57 ------------X

5 -----------------6.40

A= 2.856

PARA P= 2.00 m

0 ----------------3.50

0.57 ------------X

5 -----------------4.50

A= 3.614

PARA P= 3.00 m

0 ----------------5.20

0.57 ------------X

5 -----------------6.20

A= 5.314

PARA P= 2.00 m

0 ----------------1.50

0.57 ------------X

5 -----------------1.50

A=1.50

PARA P= 3.00 m

0 ----------------1.90

0.57 ------------X

5 -----------------1.90

A= 1.90

2.000 1.5002.450 X3.000 1.900

6) Para el valor de B

CALCULO DE "B"

h A2.000 0.9002.450 X3.000 1.200

7) Para el valor de G

CALCULO DE "G"

h A2.000 0.4222.450 X3.000 0.522

8) Para el valor de JCALCULO DE "J"

h A2.000 0.6002.450 X3.000 0.700

9) Para el valor de K

CALCULO DE "K"

h A2.000 0.500

PARA P= 2.00 m

0 ----------------1.50

0.57 ------------X

5 -----------------1.50

A=1.50

PARA P= 3.00 m

0 ----------------1.90

0.57 ------------X

5 -----------------1.90

A= 1.90

PARA P= 2.00 m

0 ----------------0.90

0.57 ------------X

5 -----------------0.90

A= 0.90

PARA P= 3.00 m

0 ----------------1.20

0.57 ------------X

5 -----------------1.20

A= 1.20

PARA P= 2.00 m

0 ----------------0.40

0.57 ------------X

5 -----------------0.60

A= 0.422

PARA P= 3.00 m

0 ----------------0.50

0.57 ------------X

5 -----------------0.70

A= 0.522

PARA P= 2.00 m

0 ----------------0.6

0.57 ------------X

5 -----------------0.6

A= 0.60

PARA P= 3.00 m

0 ----------------0.70

0.57 ------------X

5 -----------------0.70

A= 0.70

PARA P= 2.00 m

0 ----------------0.50

0.57 ------------X

5 ----------------0.50

A= 0.50

PARA P= 3.00 m

0 ----------------0.60

0.57 ------------X

5 -----------------0.60

A= 0.60

2.450 X3.000 0.600

PARA P= 2.00 m

0 ----------------0.50

0.57 ------------X

5 ----------------0.50

A= 0.50

PARA P= 3.00 m

0 ----------------0.60

0.57 ------------X

5 -----------------0.60

A= 0.60

DISEÑO DEL BARRAJE

1.- PREDIMENCIONAMIENTO DE LA VENTANA DE CAPTACIÓN (como vertedor en época de estiaje)

b

h 1.16

1.80

Altura de seguridad según el Ing. Alfredo Mansen V. esta debe ser de 0.20 m

(por su perfil cimacio y por ser de concreto)

Altura necesaria para evitar el ingreso de material de arrastre ( Ing. Alfredo Mansen V.) esta debe ser >= 0.60 m

igual

CÁLCULO DE TODAS LAS DIMENSIONES DEL BARRAJE

H=518.0011.60

6.406.201.901.200.700.700.60

Para P= 2.45 m

Interpolando:

m3/seg

x = 11.37 m

Para P= 2.45 m

Interpolando:

x = 8.95

Para P= 2.45 m

Interpolando:

x = 2.36

Para P= 2.45 m

Interpolando:

x = 4.38

Para P= 2.45 m

Interpolando:

x = 1.68

Para P= 2.45 m

Interpolando:

x = 1.04

Para P= 2.45 m

Interpolando:

x = 0.47

Para P= 2.45 m

Interpolando:

x = 0.65

Para P= 2.45 m

Interpolando:

x = 0.55

CÁLCULO DE TIRANTES DEL DEL NIVEL DEL AGUA RESPECTO AL BARRAJE.

El tirante aguas arriba para max. Avenidas ya fue calculado:

SUtilizando la ecuacion de Maning, y coeficiente de rugosidad n = 0.013:

Q= caudal máximo del rio 332.86 m3/s

Y rio 1.514

Los tirantes restantes a calcular son, como se muestran en el gráfico siguiente:

Donde:Q = Caudal del río = 332.86 m3/s

El tirante crítico se encont B = Base del rio = 6.00 myc = tirante crítico = 6.79 m

Hallamos el titante conjugado "y1", apartir de "y2":y2 = 1.51 m V2 = 2.3F2 = 0.48

Y1 = 0.53

2/3 1/2* *HA R SQ

np

2

32*

Qyc

g B

221 28 1 1

2

yy F

22

2*

VF

g y

Para azud sin compuertas sobre la cresta

El tirante contraido se determina con la siguinte fórmula:

yc = tirante contraido = 0.29 m3/sYcont.0.319

amortiguamiento.

CONCLUSIÓN: COMO Ycontraido es menor que "y1", entonces no se necesita colchon de agua

2

2 2

.

2 * . .*2 * .

qycont

qg ycont ycont

g y cont

1

m/s

0.320.31955109

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DEL BARRAJE.

Se hará el cálculo para por un metro de largo de barraje:

CALCULO DE LAS FUERZAS HORIZONTALEShmax. = 0.68 m

p= Err:509 m

Ɣ = 1000 kg/m3= Err:509 m

A= Err:509 m2

b= 8.0 mht= Err:509 m

S FUERZA HIDROSTÁTICA: Err:509

FH = Err:509 Kg

Punto de aplicación desde la base = 0.43 m

S CALCULO DEL PESO:

= 2400 Kg/m3

VARIABLE PESO (kg) X (m) PTO. APL. (m)W1 Err:509 Err:509 Err:509W2 Err:509 Err:509 Err:509W3 Err:509 Err:509 Err:509W4 Err:509 Err:509 Err:509W5 Err:509 Err:509 Err:509W6 Err:509 Err:509 Err:509

W7 Err:509 Err:509 Err:509w total Err:509 Err:509 Punto de aplicación

del peso total

d WT = Err:509

CALCULO DE LAS FUERZAS DE SUPRESION Err:509

S Calculamos la supresion utilizando la siguinte ecuación:

donde:Sp= subpresion

peso especifico del aguab= ancho de la seccion normal al ejec'= factor de subpresion

h'=

γw=

profundidad de un punto cualquiera con respecto al punto A

W V

CGFH h A

)*

'(***.Lt

xhhhcbpS

h'=

hx/L= carga perdida en un recoorido x

S Para aplicar la fórmula anterior, necesitamos los siguinetes datos:

γ = 1000 kg/m3b = 1 m (se analiza por 1 m)c = 0.5 (suelo de mediana calidad)Lt = Err:509 m

h/Lt = Err:509 m

PUNTOS H H' X SP (Kg)A Err:509 0.00 0.00 Err:509B Err:509 Err:509 Err:509 Err:509C Err:509 Err:509 Err:509 Err:509D Err:509 Err:509 Err:509 Err:509E Err:509 Err:509 Err:509 Err:509F Err:509 Err:509 Err:509 Err:509G Err:509 Err:509 Err:509 Err:509H Err:509 0.00 Err:509 Err:509

0.5 0.4 4.77 0.3 0.4H

E G

FD

d FS C

B

VARIABLE FUERZA(Kg) X (m) PTO. APL. Spa Err:509 6.20 Err:509b Err:509 6.12 Err:509c Err:509 5.74 Err:509d Err:509 5.67 Err:509e Err:509 3.09 Err:509f Err:509 3.88 Err:509g Err:509 0.55 Err:509h Err:509 0.60 Err:509i Err:509 0.20 Err:509j Err:509 0.27 Err:509

profundidad de un punto cualquiera con respecto al punto A

a

b

c

d

e

SF

f

g

h

i

j

FS. TOTAL Err:509 Err:509 m

d FS = Err:509

HALLANDO LA REACCION DEL TERREN0.

SHallando la reacción del terreno:

RY = Err:509 Kg

ANÁLISIS POR VOLTEO

SHallamos el punto de aplicación de la reacción: dy

dy = Err:509

Momento Actuante = Err:509 kg-mMomento Resistente = Err:509 kg-m

S Para que la estructura sea estable al volteo, se debe cumplir que:

Mr/Ma = Err:509 no falla por volteo

ANALISIS POR DESLIZAMIENTO

S Para este análisis emplearemos la siguinte fórmula:

U= coeficiente de fricción

S Para que el barraje no falle por corte, k debe ser mayor que 1.5

FS ∑fV*U/∑FH∑FV (kg) Err:509∑FH (kg) Err:509

u 0.40K Err:509 OK

K>1.50 (No falla por corte o deslizamiento)

0 YF

Mact Mrest

0S T YF W R

0 wHHyYSS WddFdRdF00 M

1.2Mr

KMa

FVk

FH

ANALISIS DE ESTABILIDAD POR ESFUERZOS

RESULTANTE = R = Err:509 kg-mMr-Ma = Err:509 kg-m

CALCULO: d = Err:509

MOMENTO TOTAL= Err:509

87.38X= 4.18

RESULTANTE

eje

Err:509 Err:509 Err:509

4.18 m

Como condición se tendrá que R de todas las fuerzas deberá caer dentro del tercio medio de la base de la sección de la cortina y se

asegura que no hay tensiones dentro de la cortina.

EXENTRICIDAD:

e= Err:509

CALCULO DE ESFUERZOS:

Err:509 Kg/m2

Err:509 Kg/cm2

θ=

σ=σ=

0.8 / 2kg cm

2 2

M Mr Mad

R FV FH

SendX /

FH

FVarctg

XBASE

e 2

B

e

B

FV 61

La Capacidad portante de Cajaruro es de :

(ENTONCES NO FALLA POR UNDIMIENTO)

Entonce cumple que el esfuerzo de la capacidad portante del suelo es mayor que los esfuerzos calculados

0.5 0.4 4.77 0.40.3

1.0

mim

HF

0.8 / 2kg cm

Briob

F *2

*)δ( minmax2

Err:509 Err:509 Err:509

d WT

Err:509 W1

W2 WT

W3 Err:509

Err:509 w7

W4 W5 W6

Err:509Err:509 0.4 0.3 Err:509

Err:509

Err:509 Err:509 Err:509

Err:509

A H

Err:509

Err:509 D E

B C F G

Err:509Err:509 0.4 0.3 Err:509

Err:509

0.5 0.4 4.77 0.40.3

1.0

FW

YRmax

mim

BriobmimRY **2

max

0 XF 0 FFH

0

maxminδ minδ

max

max

Y

SSHHwy R

dFdFWdd

)(

mim

maxmax*

2 mimBriob

RY

32 21

bF

bFdR YY

BriobF **δmin1

BriobRY

*2

δ maxmin

Briob

F *2

*)δ( minmax2

3**

2*)δ(

2***δ minmaxmin

bBrio

bbBriobdR YY

Briobb

dR YY

3δ

6

2

maxmin

2

BriobRY **2

δ maxmin

max

max

minδ

Briobb

dR YY

3δ

6

2

maxmin

2

Err:509

Err:509

DISEÑO DEL DESARENADOR.

Diseñamos con los siguintes datos:

Q = Caudal …….…....…….= 1.300 m3/sTamaño de la partícula = 0.14 mmForma del canal = RectangularBase del canal…...….... = 0.80 m

SHallamos la velocidad crítica del flujo:

según la tabla elegimos el valor de "a":

a d(mm)36 > 144 1 - 0.554 ≤ 0.5

El diámetro de la partícula es menor que 0.5.

V = 20.20 cm/s

V = 0.20 m/s

SHallamos W, según la tabla: d = 0.14 mm

d(mm) W (mm/s)2 146.561 99.86

0.5 63.630.4 53.43 W=16.95mm/s

0.25 33.920.149 16.95 w = 0.017 m/s0.125 12.740.074 4.880.063 3.59

S Asumimos un ancho B, prara hallar la altura:Q = 1.300 m3/sB = 1.60 m

V = 0.20 m/s

h = 4.02 m

h = 0.50 m

V a d

54 ( / )V d cm s

*

Qh

B V

S Luego encontramos la longitud "L":

k = 1.5

L = 8.94 m

L = 9.00 m

S2= 5%

Luego las dimensiones finales de la Zona de Sedimentación serán:

B

CanalL

h H

H'

Largo: L = 9 mAncho: B = 1.60 m

Profundidad: H = 0.50 m

El valor de K, depende de la importancia de la obra. El agua potable necesita que sea de buena calidad, entonces k=1.5.

s1

s2

*V hL K

W 1.2 1.5K

SDISEÑO DE TRANSICION PARA LA ENTRADA

0.80 1.60

θ = 15 º

B = 1.60 mb = 0.80 m

1.50 m

L. TOTAL = 12.0 m

LT1

LT1 =

Tg

bBLT

21

DISEÑO DEL SEDIMENTADOR

SDATOS UTILES PARA EL DISEÑO:

Caudal de diseño (Qmáxd.) = 3600.00 Lts/seg

Diámetro de la partícula a evacuar (d) = 0.0050 cm (Dato asignado)

Densidad especifica de la arcilla (Sr) = 2.75 gr/cm³

Temperatura del agua (Tº) = 20 °C (Dato asignado)

Viscosidad cinemática del agua (v) = 0.00957

Aceleración de la gravedad (g) = 981 cm/seg²

S CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN:

Diametro de partículas menores de 0.0085 cm (Fórmula de Stokes).

0.0085

Vs: velocidad de sedimentación, en cm/s

d: diámetro de partícula, en cm

Sr: densidad relativa de la arena, adimensional

Vs = 0.25 cm/seg

Vs = 0.25 cm/seg; para: d = 0.005

SNÚMERO DE REYNOLDS (Re)

Re: Número de reynolds

Vs: velocidad de sedimentac

d: diámetro de la partícula, en cm

Re = 0.13 < 1 n: viscosidad cinemática del agua, en cm2/s

Régimen Laminar, predominan las fuerzas viscosas.

S COEFICIENTE DE ARRASTRE (Cd)

Cd = 183.21

SVELOCIDAD DE ARRASTRE (Va)

Va = 11.69 cm/seg

SVELOCIDAD HORIZONTAL (Vh)

Vh= 5.85 cm/seg

Cumple con la recomendación Vh < 16 cm/s.

S SECCIÓN TRANSVERSAL (At)

At = 61.54 m²

cm2/seg

g: aceleración de la gravedad, en cm/s2

n: viscosidad cinemática del agua, en cm2/s

VaVh 50.0

ht V

QA

18

1 2dSgV r

s

dVs

Re

Re

24dC

dSVa r )1(125

S PROFUNDIDAD Y ANCHO DE LA ZONA DE SEDIMENTOS

Dimensiones:

5.5470 B = 11.10 m

S CÁLCULO DEL ÁREA SUPERFICIAL (As):

As = (3.6) / (0.0025)

As = 1440.00 m²

S LONGITUD DE LA ZONA DE SEDIMENTACIÓN (L)

L = 129.73 m

Lf = 162.16 m

S

- Para no causar turbulencia y arrastre de material V = 1 m/seg; como máximo.

Asumo V = 0.6 m/s

A = 6.0000 m²

. Según A = 6.0000 m²; las dimensiones del canal corresponden a:

b = 1.7321 m

b = 1.73 m

considerando h = 2 x b h = 3.46 m tirante del canal

b = 1.73 m h = 3.46 m

SDIMENSIONES DE LA TRANSICIÓN:

Dimensiones del canal de llegada:

b = 2.0 m h = 1.00 m

D.2.9.1 LONGITUD FINAL (Lf): se considera 25 % adicional:

DIMENSIONES DEL CANAL BY - PASS

- Por lo Tanto: considerando 10 cm de borde libre y redondeando medidas de 0.05 en 0.05 m.

HBA

H t

2

2

5.0

ss

hts V

Q

V

VAA

V

QA

BAsL

2

Ab

12.5

L1 = 20.524 m

L1 = 20.52 m

LONGITUD TOTAL (Lt):

Lt = 20.52 + 162.16+ 0.2

Lt = 182.7 m

S CAÍDA DE FONDO EN LA ZONA DE SEDIMENTACIÓN:

Considerando una pendiente S = 6 %

h1 = 0.06 x (162.16 - 0.30)

h1 = 9.712 m Aprox. h1 = 9.80 m

S

H1 = 15.35 m

SDISEÑO DEL CANAL DE LIMPIEZA:

Asumiendo la sección A2:

Ancho de la sección b = 0.90 m

Alto de la sección h = 0.85 m

Verificamos el tiempo de vaciado (T1). Mediante el siguiente criterio.

Resolviendo:

T1 = 54.85 minutos

S

H2 = 0.31 m

PROFUNDIDAD AL EXTREMO DE LA ZONA DE SEDIMENTACIÓN (H1):

CARGA DE AGUA SOBRE EL VERTEDERO DE SALIDA (H2):

20.01 ft LLL

32

2 84.1

B

QH

30.01 fLSh

22

tag

bBLT

11 hHH

21 4850

60

A

HAsT

S VELOCIDAD DE PASO POR EL VERTEDERO DE SALIDA (V):

Donde: m = 1.8 a 2.0

tomamos m = 1.80

V = 1.00 m/seg

No cumple con las condiciones V > 1 m/seg

21

2HmV

DISEÑO DE COMPUERRTA DE REGULACIÓN

Diseñaré una compuerta plana que regulará el agua despues de la toma:

DONDE:y1 = Tirante mínimo aguas arriba de la compuerta y2 = Cc*a = Tirante de la vena contraida aguas debajo de la compuertaa = Abertura de la compuerta.b = Ancho de la compuerta.Cc = Coeficiente de contracciónL = a/Cc = Longitud desde la compuerta hasta y2 (seccion contraida)y3 = Tirante normal (si las condiciones lo permiten), aguas debajo de la comp.

Para compuertas planas se puede considerar:

Cc = 0.62Cd= 0.62

Contamos con los siguientes datos:

Cd= 0.62b = 0.8

y1 = 0.95y2 = 0.62*a

Q = 3.6 m3/s

De donde el valor de a es:

a = 0.8 m

La ecuacion para el cálculo de la abertura de la compuerta conociendo el caudal, es como sigue:

y1

y2a

y3

L=a/Cc

COMPUERTA PLANA

1 2* * 2 ( )d CQ C A g y y

2 *y Cc a

*Ac a b

Entonces los valores quedaran como sigue:y1 = 0.95 my2 = 0.62*a = 0.50 m

Q = 3.6 m3/sa = 0.8 m

b = 1.9 mAc = 1.52 m2

L = 1.29 m

VISTA DE PERFIL DE LA COMPUERTA

VISTA FRONTAL DE LA COMPUERTA

y1=0.25

y2=0.09 ma=0.14

y3

L=0.23

COMPUERTA PLANA

0.25 m

0.14 m

0.17 m

compuerta

canal

0.25 m

0.14 m

0.17 m

compuerta

canal

DISEÑO DEL VERTEDERO LATERALDevido a que exciste un exeso de caudal es necesario la construcción de u vertedero lateral.

CALCULO DEL CANAL DE CONDUCCION

El caudal que entra por el bocal en una max. Avenida es = 0.10 m3/s

Diseño del canal para max. Avenidas:

yb

SUn canal rectángular tiene las siguinetes fórmulas:

b = 0.5 mAH = b * Y Pm = b+ 2yRH = (by / b+2y)

n= 0.013s = 0.2 en mil

S Aplicando la ecuacion de Maning: y = 0.32 mBL = 0.1 m

S Y con un borde libre de 10 cm: y + BL = 0.42 m

S Los dimensiones del canal serán:b = 0.5 m

AH = 0.16 mPm = 1.14 mRH = 0.14 m

CANAL DE CONDUCCION - REVESTIDO

0.50 m

SEECION DEL TRAMO DEL CANAL DESDE EL BOCAL HASTA EL VERTEDEROLATERAL

0.25 m

NIVEL DE AGUA NECESARIA

NIVEL DE AGUA EN EXCESO

0.32m

0.10 m

canal

b= 0.50 my= 0.32 m

HL= 0.10 m

determinacion del flujo del vertederonumero de froude: = 0.10

A= 0.16Y= 0.32

1 flujo critico 0.351 supercritico (flujo rapido)1 subcritico (flujo lento)

y max. = 0.32 m0.07 m y1 = 0.25 m

Conociendo:Q = 0.10 m3/s

h= 0.15 m (asumido)0.07 m

Cd= 0.62

LA BASE DEL BARRAJE ES DE:

b = 2.5m

Fr =Fr > como Fr < 1 el flujo es

lentoFr <

detereminacion de h0

ho=

ho=

h0

b

h

y1

01

2

5

02

5

12154

hh

hhbgCQ

0.50 m

SEECION DEL TRAMO DEL CANAL DESDE EL BOCAL HASTA EL VERTEDEROLATERAL

0.25 m

NIVEL DE AGUA NECESARIA

NIVEL DE AGUA EN EXCESO

0.32m

0.10 m

canal