02.03-1 Captacion Manantes

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CURSO:

SANEAMIENTO

DOCENTE:

ING CARLOS LUNA LOAYZA

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA ACADEMICO PROFESIONAL DEINGENIERIA CIVIL

CAPITULO IV

DISEO DE CAPTACIONES DEMANANTES

DOCENTE:

ING CARLOS LUNA LOAYZA

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA ACADEMICO PROFESIONAL DEINGENIERIA CIVIL


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1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.3 CAPTACIONES DE MANANTES.

Captaciones SuperficialesAguas pluvialesRos y arroyosLagos y Embalses

Captaciones de Manantese ladera y de fondo

Captaciones de Aguas Subterr!neos"o#os "rofundos

INTRODUCCION A LAS AGUAS SUBTERRANEAS3.0 El agua subterr!ea3.1 T"#$s %e &a#as

Capa permeable:Cuando sus propiedadestransmisoras de agua son

favorables$ en comparaci%n con los estratossuperiores o inferiores&

En una capa de este tipo la resistencia al flu'overtical es pe(ue)a y puede ser generalmentedespreciada$ deforma (ue *nicamente deben detenerse en cuenta la p+rdida de energa causada porel flu'o ,ori#ontal&


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Capa sempermeable:Cuando suspropiedades transmisoras de agua sonrelativamente desfavorables&El flu'o ,ori#ontal a lo largo de una distanciasignificativa o despreciable$ pero el flu'o vertical no

puede despreciarse$ ya (ue la resistencia ,idr!ulicadel flu'o es pe(ue)a$ debido al espesor pe(ue)o delas capas&El flu'o de agua en las capas semipermeables seconsidera esencialmente vertical&


Capa mpermeable:Cuando suspropiedades transmisoras de agua son

desfavorables (ue fluyen cantidades de aguadespreciables sea en forma ,ori#ontal o vertical&Capas totalmente impermeables cerca de lasuperficie son poco frecuentes$ pero son comunes amayor profundidad donde se ,an consolidado-compactado y cementado.


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INTRODUCCION A LAS AGUAS SUBTERRANEAS3.0 El agua subterr!ea ' el &"&l$ ("%r$l)g"&$3.* T"#$s %e A&u+,er$s

/ipos de acuferos:

Acucludos Acuitardos Acuifugos

Acuferos libres Acuferos confinados


Acucludos:Formaciones geolgicas que, conteniendo agua en su

interior incluso hasta la saturacin, no la transmiten ypor lo tanto no es posile su e!plotacin"

#e pueden citar como e$emplos los depsitos dearcillas de cualquier origen"


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%


Acutardos:Formaciones geolgicas que, conteniendo aprecialescantidades de agua la transmiten muy lentamente, porlo que no son aptas para captaciones de aguassuterr&neas"

'a$o condiciones especiales permiten una recarga(ertical de acu)eros"


Acu)ugos:0ormaciones geol%gicas (ue no contienen agua ni la

pueden transmitir$ como por e'emplo un maci#ograntico (ue no est+ fisurado o unas rocasmetam%rficas sin apenas meteori#aci%n nifracturaci%n&


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1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.3 CAPTACION DE MANANTES.

#e puede de)inir al manantial como un lugar donde se produceel a)loramiento natural de agua suterr&nea" *or lo general elagua )luye a tra(+s de una )ormacin de estratos con gra(a,arena o roca )isurada" n los lugares donde e!isten estratosimpermeales, +stos loquean el )lu$o suterr&neo de agua ypermiten que a)lore a la super)icie"

1.3.1 De,"!"&")! %e -a!a!t"al.


De,"!"&")!-os -a!a!t"ales se &las","&a! #$r su ub"&a&")! ' su a,l$ra-"e!t$"P$r su ub"&a&")! S$! %e la%era $ %e ,$!%$.

P$r su a,l$ra-"e!t$ S$! %e t"#$ &$!&e!tra%$ $ %",us$.

n los manantiales de la%era el agua a,l$ra e! ,$r-a ($r"/$!tal.mientras que en los de ,$!%$ el agua a,l$ra e! ,$r-a as&e!%e!tehacia la super)icie"

*ara amos casos, si el a,l$ra-"e!t$ es #$r u! s$l$ #u!t$y sore un&rea pequea, es un -a!a!t"al &$!&e!tra%$y cuando a,l$ra el agua#$r ar"$s #u!t$sen un &rea mayor, es un -a!a!t"al %",us$"

1.3.1 Cara&ter+st"&as %e -a!a!tes.


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a Ca!t"%a%-a carencia de registros hidrolgicos nos oliga a realiaruna concienuda in(estigacin de las )uentes"

-o ideal sera que los a)oros se realiar&n en temporadacrtica de rendimientos que corresponde a los meses deestia$e y llu(ias, con la )inalidad de conocer los caudalesm&!imos y mnimos"l caudal mnimo dee ser mayor al (alor del consumom&!imo diario md"l mdrepresenta la demanda de la polacin al )inal dela (ida 5til considerado en el proyecto, siendo por logeneral, de 20 aos para las oras de agua potale"



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b Cal"%a%-os requerimientos &sicos para que el agua sea potale: star lire de organismos patgenos causantes de

en)ermedades" 7o contener compuestos que tengan un e)ecto ad(erso,

agudo o crnico sore la salud humana" #er aceptalemente clara a$a turide, poco color, etc""

7o salina" ue no contenga compuestos que acusen saor y olor

desagradales" ue no cause corrosin o incrustaciones en el sistema de

aastecimiento de agua, y que no manche la ropa la(adacon ella"



a.2 P$bla&")! %e %"se$l proyectista adoptar& el criterio m&s adecuado paradeterminar la polacin )utura, tomando en cuenta para ello

datos censales y proyecciones u otra )uente que re)le$e elcrecimiento polacional, los que ser&n deidamentesustentados"

b.2 Per+$%$ %e %"se$-os perodos de diseo de los di)erentes elementos delsistema se determinar&n considerando los siguientes )actores: 8ida 5til de las estructuras y equipos" 9rado de di)icultad para realiar la ampliacin de la

in)raestructura" recimiento polacional" apacidad econmica para la e$ecucin de oras"

1.3.* Dat$s !e&esar"$s #ara el %"se$.


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;


&.2 D$ta&")! ' &$!su-$


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1.3.* Dat$s !e&esar"$s #ara el %"se$.

*ara sistemas de abaste&"-"e!t$ "!%"re&t$por surtidores paracamin cisterna o piletas p5licas, se considerar& una %$ta&")!e!tre 30 ' 50 I6(ab6%respecti(amente"

*ara haitaciones de t"#$ "!%ustr"al, deer& determinarse deacuerdo al uso en el #r$&es$ "!%ustr"al, deidamentesustentado"

*ara hailitaciones de t"#$ &$-er&"al se aplicar& la 7orma?#"010 ?nstalaciones #anitarias para di)icaciones

1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.3 CAPTACION DE MANANTES.1.3.* Dat$s !e&esar"$s #ara el %"se$.

Cal&ul$ %e la De-a!%a#e considera la polacin proyectada de una localidad,


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1.3.3 T"#$s %e &a#ta&"$!es.a.2 Ca#ta&")! e! La%era

omo la captacin depende del t"#$ %e ,ue!te7 &al"%a% '&a!t"%a% %e agua, el diseo de cada estructura tendr&caractersticas tpicas"uando la )uente de agua es un manantial de ladera yconcentrado, la captacin constar& de tres partes: -a primera, corresponde a la proteccin del a)loramiento" -a segunda, a una c&mara h5meda para regular el gasto a

utiliarse" -a tercera, a una c&mara seca que sir(e para proteger la

(&l(ula de control"l compartimiento de proteccin de la )uente consta de una losade concreto que cure toda la e!tensin del &rea adyacente ala)loramiento de modo que no e!ista contacto con el amientee!terior, quedando as sellado para e(itar la contaminacin"


1.3.3 T"#$s %e &a#ta&"$!es.a.2 Ca#ta&")! e! La%era


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1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.3 CAPTACION DE MANANTES.1.3.3 T"#$s %e &a#ta&"$!es.a.2 Ca#ta&")! e! La%era

Dunto a la pared de la c&marae!iste una cantidad dematerial granular clasi)icado,que tiene por )inalidad e(itarel soca(amiento del &reaadyacente a la c&mara y deaquietamiento de alg5nmaterial en suspensin"-a c&mara h5meda tiene unacanastilla de salida paraconducir el agua requerida yun cono de reose paraeliminar el e!ceso deproduccin de la )uente"


1.3.3 T"#$s %e &a#ta&"$!es.

a.2 Ca#ta&")! e! La%eraDunto a la pared de la c&marae!iste una cantidad dematerial granular clasi)icado,

que tiene por )inalidad e(itarel soca(amiento del &reaadyacente a la c&mara y deaquietamiento de alg5nmaterial en suspensin"-a c&mara h5meda tiene unacanastilla de salida paraconducir el agua requerida yun cono de reose paraeliminar el e!ceso deproduccin de la )uente"


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1.3.3 T"#$s %e &a#ta&"$!es.b.2 Ca#ta&")! %e ,$!%$

#i se considera como )uente de agua un manantial de )ondo yconcentrado, la estructura de captacin podr& reducirse a unac&mara sin )ondo que rodee el punto donde el agua rota"onstar& de dos partes: -a primera, la c&mara h5meda que sir(e para almacenar el

agua y regular el gasto a utiliarse" -a segunda, una c&mara seca que sir(e para proteger las

(&l(ulas de control de salida y desagEe" -a c&mara h5medaestar& pro(ista de una canastilla de salida y tueras de reosey limpia"

#i e!isten manantiales cercanos unos a otros, se podr& construir(arias c&maras de las que partan tuos o galeras hacia unac&mara de recoleccin de donde se inicie la lnea de conduccin"


1.3.3 T"#$s %e &a#ta&"$!es.b.2 Ca#ta&")! %e ,$!%$


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1.3.8 Ca#ta&")! %e -a!a!t"al %e la%era ' &$!&e!tra%$.a.2 D"se$ ("%rul"&$ '

%"-e!s"$!a-"e!t$.*ara el dimensionamiento de lacaptacin es necesario conocer elcaudal m&!imo de la )uente, demodo que el di&metro de losori)icios de entrada a la c&marah5meda sea su)iciente para captar

este caudal o gasto"onocido el gasto, se puede disearel &rea de ori)icio sore la ase deuna (elocidad de entrada no muyalta y al coe)iciente de contraccinde los ori)icios"

9lu:$ %e agua e! u! $r","&"$ %e#are% gruesa


1.3.8 Ca#ta&")! %e -a!a!t"al %e la%era ' &$!&e!tra%$.a.2 Cl&ul$ e!tre el a,l$ra-"e!t$ ' la &-ara (;-e%a.

s necesario conocer la (elocidad de pase y la p+rdida de cargasore el ori)icio de salida )igura" #eg5n la ecuacin de 'ernoullientre los puntos 0 y 1, resulta:

onsiderando los (alores de *o, 8o, *1y h1igual a cero, se tiene:

1

2 2

1 1

12 2

o oo

P V P V h h

g g + + = + +

2

1

2o

Vh

g=


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1%



Bonde:h0C Altura entre el a)loramiento y el ori)icio de entrada se

recomienda (alores de 0,40 a 0,%0 m"81C 8elocidad terica en m/s"g C Aceleracin de la gra(edad ;,1 m/s"


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s de)inida como la carganecesaria sore el ori)icio deentrada que permite producir la(elocidad de pase" n la )igurase oser(a:

Bonde H) es la p+rdida de cargaque ser(ir& para determinar ladistancia entre el a)loramiento yla ca$a de captacin -"



f oH H h= +

Carga %"s#$!"ble ' #


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*ara determinar el ancho de la pantalla es necesario conocer eldi&metro y el n5mero de ori)icios que permitir&n )luir el aguadesde la ona de a)loramiento hacia la c&mara h5meda" *ara elc&lculo del di&metro de la tuera de entrada B, se utilian lassiguientes ecuaciones"

Bonde:ma! C 9asto


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l (alor de A resulta:

onsiderando la carga sore el centro del ori)icio el (alor de Aser&:

l (alor de B ser& de)inido mediante:


1.3.8 Ca#ta&")! %e -a!a!t"al %e la%era ' &$!&e!tra%$.b.2 A!&($ %e la #a!talla.

2

max *

* 4

Q DA

Cd V

= =

( )

2

max

1 / 2

*

4* 2 * *

Q D

A Cd g h

= =

4 *AD

=

#e recomienda usar di&metros Bmenores o iguales de 2J" #i seotu(ieran di&metros mayores,ser& necesario aumentar eln5mero de ori)icios7A, siendo:



2

1

2

1

1

Area del dimetro calculadoNA

Area del dimetro asumido

DNA

D

= +

= +

D"str"bu&")! %e $r","&"$s %e#a!talla ,r$!tal


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1;

*ara el c&lculo del ancho de la pantalla, se asume que para unauena distriucin del agua los ori)icios se deen uicar como semuestra en la )igura anterior"#iendo:

KdJ el di&metro de la tuera de entradaKJ el ancho de la pantalla

onocido el n5mero de ori)icios y el di&metro de la tuera de

entrada, se calcula el ancho de la pantalla mediante lasiguiente ecuacin:



( ) ( )2 6 * 3 1

12 * * 3 * * 3

9 * 4 * *

b D NA D D NA

b D NA D NA D D

b D NA D

= + +

= + +

= +

Bonde: C Ancho de la pantallaB C Bi&metro del ori)icio7A C 75mero de ori)icios



( ) ( )2 6 * 3 1

12 * * 3 * * 3

9 * 4 * *

b D NA D D NA

b D NA D NA D D

b D NA D

= + +

= + +

= +


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n ase a los elementos identi)icados de la )igura 1"4, la alturatotal de la c&mara h5meda se calcula mediante la siguienteecuacin:

Bonde:A C #e considera una altura mnima de 10 cm" ue permite

la sedimentacin de la arena"

' C #e considera el di&metro de salida"H C Altura de agua sore la canastilla"B C Besni(el mnimo entre el ni(el de ingreso del agua del

a)loramiento y el ni(el de agua de la c&mara h5medamnimo % cm""

C 'orde lire mnimo 30 cm"


1.3.8 Ca#ta&")! %e -a!a!t"al %e la%era ' &$!&e!tra%$.&.2 Altura %e la &-ara (;-e%a.

tH A B H D E= + + + +



tH A B H D E= + + + +

Altura t$tal %e la &-ara (;-e%a


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*ara determinar la altura de la captacin, es necesario conocer lacarga requerida para que el gasto de salida de la captacinpueda )luir por la tuera de conduccin"-a carga requerida es determinada mediante la siguienteecuacin:

Bonde:H C arga requerida en m8 C 8elocidad promedio en la salida de la tuera de la lnea de

conduccin en m/s9 C Aceleracin de la gra(edad igual ;,1 m/s2Se re&$-"e!%a u!a altura -+!"-a %e = > 30 &-"



2

1.56*2

VH

g=

*ara el dimensionamiento se considera que el di&metro de lacanastilla dee ser %$s e&es el %"-etr$ %e la tuber+ade salidaa la lnea de conduccin Bc. que el &rea total de ranuras Atsea el dole del &rea de la tuera de la lnea de conduccin. yque la longitud de la canastilla - sea mayor a 3Bc y menor de6Bc"

Bonde:


1.3.8 Ca#ta&")! %e -a!a!t"al %e la%era ' &$!&e!tra%$.%.2 D"-e!s"$!a-"e!t$ %e la &a!ast"lla.

2*

4

cc

DA

=

2 *

3 * 6 *

t c

c c

A A

L D D

=

=


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onocidos los (alores del &rea total de ranuras y el &rea de cadaranura se determina el n5mero de ranuras:


1.3.8 Ca#ta&")! %e -a!a!t"al %e la%era ' &$!&e!tra%$.%.2 D"-e!s"$!a-"e!t$ %e la &a!ast"lla.

1Area total ranuras

N ranurasArea de ranuras

= +

2 *

3 * 6 *

t c

c c

A A

L D D

=

=

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