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sistemas de alcantarillado, procesos sanitarios
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INGENIERIA CIVIL
ALCANTARILLADOS
COMBINADOS
CUANDO POR UN SOLO DUCTO SE TRANSPORTA
A.R.D Y LA ESCORRENTA SUPERFICIAL
LA UNICA VARIACION QUE SE REALIZA AL CAUDAL
SANITARIO ES EL CORRESPONDIENTE A LA
CONTRIBUCION POR CONEXIONES ERRADAS QUE SE
TRABAJA CON ALCANTARILLADO PLUVIAL
LOS PARMETROS DE DISEO SON LOS
CORRESPONDIENTES AL ALCANTARILLADO PLUVIAL
TIADTESCORRENODTSANITARIDT QQQ
ALIVIADEROS Disminuir los costos de conduccin de los flujos hasta el sitio de
disposicin final o de tratamiento de las aguas residuales.
deben permitir que el caudal de aguas residuales
de tiempo seco contine por el colector hasta la
planta de tratamiento o lugar de disposicin final
Colector
combinado Aliviadero
Canal
aguas
lluvias
Colector aguas negras
PT
TIPOS DE ALIVIADEROS
LATERALES,
TRANSVERSALES
TIPO VRTICE
LATERALES
Consisten en un vertedero que debe
dimensionarse adecuadamente para
cumplir la funcin de impedir el
vertimiento de las aguas negras antes
de que stas tengan determinada
dilucin y verter el exceso cuando el
volumen que llega, debido a las lluvias ,
es mayor.
LATERALES
CORTE A-A
CORTE B-B
Carga residual diluida
Factor de dilucin 1:2
Caudal diludo= 3 QARD
MTODOS DE CLCULO
a) GMEZ NAVARRO:
2/375.0 H
QL
L = longitud del vertedero en mts
H= altura de lmina de agua aguas arriba en mts
Q = caudal a verter en m3/seg
MTODOS DE CLCULO
b) Frmula de COLEMAN,SMITH Y
DEMPSTER
)1()1(****417.1 5.01
5.0
2
13.0
1 HHHVWL
L = longitud del vertedero en mts
V= Velocidad de llegada en mt/seg
W= Ancho medio del canal o del colector en mts
H1= altura de lmina de agua aguas arriba en mts
H2= altura de lmina de agua aguas abajo en mts
MTODOS DE CLCULO
c) Frmula de BABBIT
2
1log***55.7H
HVdoL
L = longitud del vertedero en mts
V= Velocidad de llegada en mt/seg
do= dimetro del conducto de llegada en mt
H1= altura de lmina de agua aguas arriba en mts
H2= altura de lmina de agua aguas abajo en mts
d) Frmula de ENGELS
87.1
1
1.1
51.0h
QL
87.1
1
1.1
51.0h
QL
L = longitud del vertedero en mts
h1= altura de lmina de agua aguas abajo en mts
Q = caudal a verter en m3/seg
Ejemplo
En un determinado sitio de una red de
alcantarillado combinado, se debe proyectar
un aliviadero, se conocen los siguientes
datos:
Caudal de aguas residuales : 20 lts/seg
Caudal de aguas lluvias: 800 lts/seg
Caudal de diseo del colector combinado :
20 lts/seg+800 lts/seg =820 lts/seg
Conducto de llegada:
Qd aguas combinadas = 820 lts/seg
Dimetro de llegada : De = 24" concreto
Pendiente = 1.2%
Se analizan dos condiciones: Utilizando
Coolebrook-white
Cuando transporta
slo el caudal de
aguas combinadas
d d Yn/d Yn Theta A P R Q v D FRO v2/2g
S(m/m) (m) (plg) (-) (m) (rad) (m^2) (m) (m) (Lt/s) m/s m m
0.012 0.61 24.0 0.8247 0.503 4.555 0.257 1.388 0.185 820.00 3.2 0.56 1.365 0.52
Cuando transporta slo el caudal de aguas
negras diludas.
Dilucin 1:2
QA.N. DILUIDAS = 3 * 20 lts/seg =60
lts/seg
d d Yn/d Yn Theta A P R Q v D FRO v2/2g
S(m/m) (m) (plg) (-) (m) (rad) (m^2) (m) (m) (Lt/s) m/s m m
0.012 0.61 24.0 0.1799 0.110 1.75 0.04 0.53 0.07 60.00 1.7 0.08 1.945 0.14
Conducto de salida:
QA.N. DILUIDAS = 60 lt/seg
S = de la tubera de salida del aliviadero
para transportar las aguas negras =
0.75%
Se determina el dimetro de la tubera
para transportar el QA.N. DILUIDAS :
d d Yn/d Yn Theta A P R Q v D FRO v2/2g
S(m/m) (m) (plg) (-) (m) (rad) (m^2) (m) (m) (Lt/s) m/s m m
0.0075 0.30 12.0 0.5420 0.165 3.31 0.04 0.50 0.08 60.00 1.5 0.13 1.301 0.11
Diseo del aliviadero :
Caudal a aliviar:
El caudal que se pretende aliviar y el
cual se vertir a la fuente ms cercana,
corresponde a la diferencia entre el
caudal de aguas combinadas y el
caudal de aguas negras diludas.
QALIVIO = 820 lts/seg - 60 lts/seg
= 760 lts/seg
Longitud del aliviadero:
Utilizaremos varias de las ecuaciones con el objeto de escoger la que ms se ajsute a las condiciones del proyecto:
a) GMEZ NAVARRO:
L = longitud del vertedero en mts
H = diferencia de altura de lmina en el conducto de llegada bajo condiciones de transporte de caudal total combinado y caudal diludo
H= (0.503 m-0.11m )=0.393 m
Q = CAUDAL A VERTER O ALIVIADO= 0.76 m3/seg
mseg
m
L 11.4393.075.0
376.0
2/3
b) Frmula de COLEMAN,SMITH
Y DEMPSTER
L = longitud del vertedero en mts
V= Velocidad de llegada = 3.2 mt/seg
W= Ancho medio del canal o del colector= 0.61 mts
H1= altura de lmina de agua cuando transporta
Caudal combinado=0.503 mts
H2= altura de lmina de agua cuando transporta
caudal diludo= 0.11mts
mmm
mseg
mmL 19.6)503.0
1()11.0
1(*503.0*2.3*61.0*417.1 5.05.013.0
c) Frmula de BABBIT
L = longitud del vertedero en mts
V= Velocidad de llegada=3.2 mt/seg
do= dimetro del conducto de llegada =0.61 mt
H1= altura de lmina de agua cuando transporta
Caudal combinado=0.503 mts
H2= altura de lmina de agua cuando transporta
caudal diludo= 0.11mts
msegmmL 99.711.0
503.0log*2.3*61.0*55.7
d) Frmula de ENGELS
L = longitud del vertedero en mts
h2= altura de lmina de agua cuando
transporta caudal diludo= 0.11mts
Q = caudal a verter =0.79 m3/seg
53.2311.0
76.051.0
87.1
1.1
L
alternativas
ECUACION LONGITUD ALIVIADERO EN MTS
GMEZ NAVARRO 4.1
COLEMAN,SMITH Y DEMPSTER
6.2
BABBIT 8.0
ENGELS 23.5
Evaluando las cuatro alternativas de longitud de alivio se escoge la menor obtenida que corresponde a la ecuacin de Gmez Navarro.
Caudal combinado
Qc=820 lt/seg
Por lo tanto la longitud del alivio es de 4.1 m
ALIVIADERO
Caudal aliviado o
vertido
Hacia el ro=760 lt/s
Q diluido a
PT
Caudal
combinado
Qc=820 lt/seg
Determinacin del perfil Hidrulico(cauela o cada en el fondo) Caudal diluido :
Radio hidrulico inicial : 0.07 mts
Radio hidrulico final : 0.08 mts
Radio hidrulico promedio : 0.075
R2/3 = 0.075 2/3 = 0.178
Velocidad promedio Vp: (1.7 m/seg + 1.5 m/sg )/2 = 1.58 m/seg ( V llegada y V salida de aguas negras diludas).
Aplicando Manning:
3
2
2
1
R
nVS
p
%8.101777.0178.0
015.058.12
S
Prdidas por friccin en L = 4.1 mts =
4.10 * 0.018 = 0.07 mts = 7 cms
Prdidas de energa por transicin He:
K= 0.20 por disminucin de la velocidad
00.0006.0)14.011.0(*20.022
12
22
m
g
V
g
VKHe
Condiciones de empate de energa para el caudal de aguas negras diludas:
Cota terreno tubera de llegada = 100.36
Cota clave tubera de llegada= 99.01
Cota fondo de tubera de llegada = 98.40
Cota de energa en tubera de llegada = 98.4 +0.11+0.14 = 100.30
Cota de fondo de tubera de salida = 98.40-0.07= 98.33
Cota clave de tubera de salida = 98.33 + 0.30 = 98.66
Cota de energa en tubera de salida = 98.33+ (0.165+0.11) = 98.44
E = 100.30-98.44 = 1.86 m
PERFIL
Y1=0.11
Y2=0.165
V1 2/2g=0.14
V2 2/2g=0.11
HP=0.07
99.01 CLAVE
98.40 FONDO
100.30 ENERGIA
98.44ENERGIA
98.66 CLAVE
HE=1.86
98.33 FONDO
100.36
TERRENO
Cotas de la cresta del vertedero
Aguas arriba ( a la llegada) = 98.4+0.11
=98.51
Cota aguas abajo ( a la salida)
=98.33+0.17 = 98.50