01 Memoria Diseño Hidraulico

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PAGE DISEO DE BOCATOMA

DISEO HIDRAULICO BOCATOMAContenido

21.HIDRAULICA FLUVIAL

21.1 Caracterizacin Morfolgica

31.2 Estabilidad del cauce en el tramo evaluado del Rio Principal

111.3 Perfiles Hidrulicos

121.4 Datos Geomtricos:

201.5 Evaluacin de la capacidad de evacuacin de sedimentos de fondo por el canal de limpia (compuertas de la Bocatoma)

231.5.1 Dimetro se Sedimento Transportado:

242.- HIDRAULICA DE CAPTACIN

242.1Ventana de Captacin:

262.2Dimensionamiento del Barraje Fijo:

322.3Velocidad Promedio en el Canal de Limpia:

322.4Transiciones:

322.5Determinacin del Nivel de Operacin en el Embalse (NAMO):

332.6Ubicacin del Eje del Aliviadero (Barraje Fijo):

332.7Determinacin del Tamao y nmero de Compuertas del Ro:

342.8Nivel de agua mximo en el ro para la avenida de diseo:

352.9Diseo del Cuenco disipador:

362.10Tamao de la Roca (Enrocado de Proteccin):

402.11Diseo de Aforador:

BOCATOMA1. HIDRAULICA FLUVIAL

1.1 Caracterizacin Morfolgica

La caracterizacin morfolgica del Ro principal se realiza en el emplazamiento de la Bocatoma, este se realiza a partir anlisis de las imgenes satelitales obtenidas del Google Earth, as como del levantamiento topogrfico y visita de inspeccin realizada.

Imagen Satelital: muestra la ubicacin de la Bocatoma Fuente Google Earth.

La imagen satelital que se muestra, se puede apreciar que el eje de la bocatoma y que este se ubica en una zona de expansin del cauce, el ancho del cauce en la abertura es de unos 62m, unos 30m ms que las secciones aguas arriba y 20m ms que las secciones aguas arriba.

Aguas arriba del rio tributario se ubica el puente de la va frrea, el cual deber evaluarse si se afecta producto de la colocacin del barraje mixto.La pendiente promedio del rio evaluada desde 1.5Km aguas arriba del eje hasta 0.3km aguas abajo, es de s=0.03m/m, lo que confiere un comportamiento estable y con moderada capacidad de arrastre de sedimentos de fondo.1.2 Estabilidad del cauce en el tramo evaluado del Rio Principal

ANCHO DE EQUILIBRIO

Caudal de Diseo

En el tramo evaluado del Ro Principal, se estimaron los anchos mnimos de la seccin transversal estable del cauce del Ro correspondientes a los caudales con distintos periodos de retorno. En el anlisis de estabilidad o equilibrio del cauce se aplicaron los mtodos Blench, Lacey, Simons Albertson basados en la teora del rgimen. y el mtodo de Altunin Los mtodos de la teora del rgimen son empricos y estn basados en observaciones sobre el comportamiento de canales de riego, que han estado en operacin durante un largo periodo de tiempo, y por lo tanto se consideran estables, siendo sus frmulas expresadas en forma explcita. El mtodo de Altunin es semiempirico, y fue desarrollado al observar y trabajar en cauces con material granular grueso como gravas y boloneria.

Se han aplicado los mtodos de Blench, Simons y Alberston, Altunin Cuyos resultados de Muestran:

MtodoAncho (m) para distintos periodos de retorno

Q10Q20Q50=200 m3/s

Blench61.19

Lacey68.31

Simons y Albertson67.14

Altunin77.22

Se

Los clculos aqu presentados estn referidos a un Caudal de Avenida (Tr=50 Aos) : 200 m3/s.CLASIFICACION

AASHTO:A-1-a ( 0 )

SUCS:SP

D50 mm.:3.51

D65 mm.:6.83

D84 mm.:12.70

Dm mm.:6.30Mtodo Blench

Dnde:

B =Ancho medio de la seccin

Dm =Dimetro medio

Fb =factor de fondo

-Fb =1.2 material grueso

-Fb =dm ^1/3 para gravas

Fs =Factor de orilla

Dm =Dimetro medio

Q =Caudal de diseo

Valores aproximado de Fs (Factor de Orilla )

TIPO DE ORILLA VALOR DE Fs

Material poco Cohesivo, como arena0.1

Material medianamente cohesivo0.2

Material muy cohesivo, como arcilla0.3

Calculo del Ancho Medio de Equilibrio:

Dm =0.0063 m

Fb =1.20

Q =200 m3/s

Fs =0.2

Fb

Material Fino

Dm0.50mm

1.2

-Fbo =60.1xDm ^1/2=4.77

-Fb =4.77

Reemplazando los valores en la ecuacin se tiene:

B = 62.70 m

k= 0.5 Talud del Ro

b =61.19 m

Calculo del Tirante

d= 3.03m

A=194.48 m2

Calculo de la Velocidad

U=1.028

m/s

Calculo de Permetro Mojado

P=67.96 m

Calculo de Radio Hidrulico

R=2.86 m

Mtodo Lacey

Dm = 0.0063m

f=4.02

Ancho de Equilibrio

B=68.31m

dm= 1.74 m

A=119.10m2

Clculo de Velocidad

U= 1.679 m/sCalculo del Tirante

k=0.5 Talud del Ro

d=1.767 m

RS= 0.0022

Permetro mojado

P= 72.26 m

Radio Hidrulico

R= 1.65m

Mtodo de Simons y Albertson

Los valores de los coeficientes y exponentes dependen de los materiales del fondo y orillas y son:

Material K1K2K3K4m'

Fondo y orillas de arena6.30.419.330.321/3

Fondo de arena y orillas cohesivas4.740.4710.80.531/3

Fondo y orillas cohesivas3.960.560.87

Fondo y orillas con material grueso no cohesivo3.160.2710.80.850.29

Igual que 2 pero con mucho transporte 2000ppm 4.5857770

Dnde:Conocidos V e y, se despeja V1, y se regresa al cuadro para conocer el dimetro de las piedras.y: 1.0m

V: 3.0 m/sa: 0.333 m/s

V1: 3.00 m/s

Asumido:d: 50 cm2.11 Diseo de Aforador:

1.- Descripcin:

El aforador de cresta estacionaria, construida de concreto, se ubicar a la salida de la bocatoma, inmediatamente despus del sedimentador, esta estructura permitir controlar la cantidad de volumen que es captada por la estructura de captacin (Bocatoma).

Para el diseo de la estructura del aforador se ha recurrido al programa de computo Winflume32 v1.06.2.- Diseo:

Geometra del Canal:

El canal en su primer tramo cuenta con una seccin trapezoidal:

Q=0.50 m3/s

B=0.60 m (Base Inferior)

Z=1 (Trapezoidal)

H=0.90 m (Altura del canal)

n=0.015 (Coeficiente de rugosidad Manning)3.- Diseo del aforador

El siguiente grafico muestra el perfil de la seccin del aforador, as como la ubicacin de la regla de medicin de caudal (Limnimetro):

Va frrea

Ri Tributario

Ri Principal

Ri Principal

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

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Va frrea

Ri Tributario

Ri Principal

Ri Principal

Bancos de Arena

Margen Izquierdo

Margen Derecha

Ro Principal

Ro Principal aguas arriba

Ro Principal aguas abajo

Ro Tributario

Puente va frrea

Ro Principal aguas arriba

Ro Principal aguas abajo

Ro Tributario

Puente va frrea

Bocatoma

Puente

Barraje (Bocatoma)

Puente

Barraje (Bocatoma)

Puente

Barraje (Bocatoma)

EMBED Equation.3

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PRORRIDRE DIRECCION DE ESTUDIOS Y PROYECTOS - 2014 Pgina 24JOBR

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