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INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS GENERALES
Diseñar el abastecimiento de agua y alcantarillado de una ciudad ficticia.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Diseño de una bocatoma para abastecimiento de agua potable de una comunidad. Elaborar un periodo de diseño para la población futura, densidad poblacional y
dotación. Conocer los caudales máximos y mínimos. Diseño de un Sistema de distribución de agua y Alcantarillado.
MEMORIA DESCRIPTIVA
I. PROYECTO:
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO DEL CASERÍO DE ILUCO.
II. UBICACIÓN:
Caserio : Iluco
Distrito : Cayayuc
Provincia : Cutervo
Departamento : Cajamarca
III. ANTECEDENTES
Se creó una ciudad ficticia la cual será beneficiada con un sistema para la captación de agua y un sistema de alcantarillado.
Para esta ciudad se cuenta con. ……………………………………………………………………………………………………..
IV. JUSTIFICACION
En la actualidad el caserio de iluco viene contando con un sistema de agua no apto para consumo humano, este caserio viene teniendo una crecida poblacional, la cual necesitará un mejor sistema de agua potable.
V. ASPECTOS GENERALES
5.1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA
5.2. OROGRAFÍA Y TIPO DE SUELO
5.3. CLIMA
5.4. ACTIVIDADES ECONOMICAS.
..
…..
….
.
VI. BASES PARA EL DISEÑO
6.1 PERIODO DE DISEÑO
La predicción de crecimiento de población deberá estar perfectamente justificada de acuerdo a las características de la ciudad, sus factores socio económicos y su tendencia de desarrollo.
La población resultante para cada etapa de diseño deberá coordinarse con las áreas, densidades del plano regulador y los programas de desarrollo regional.
El periodo de diseño es el periodo recomendable de las etapas constructivas; para:
Poblaciones de 2000 hasta 20000 habitantes se considerará de 15 años. Para poblaciones de 20000 a más habitantes se considerará de 10 años.
6.2 ESTIMACIÓN POBLACIONAL:
x0=2.6¿¿
Donde:
x0: Periodo de diseño económico óptico.
d: factor de escala.
i: costo de oportunidad del capital.
EJEMPLO:
Para una infraestructura de abastecimiento de agua calcular el periodo de diseño:
Obra d i Costo_CAPTACION_LINEA DE IMPULSION_REDES_RESERVORIO_PLANTA DE TRATAM.
0.20.40.30.60.7
0.120.120.120.120.12
10300.0004325.00043245.00023433.00035285.000
MÉTODOS DE ESTIMACIÓN
1) MÉTODO ARITMÉTICO: Este método se emplea cuando la población se encuentra en crecimiento.
dPdt
= cte.
P=P0+r (t−t 0)
Donde:
P: Población a calcular
P0: Población inicial.
r: Razón de crecimiento.
t: Tiempo
a) Población intercensal: Para el calculo en años contemporáneos.
r= P i+1−Pit i+1−t i
P=P0+r (t−t 0)
b) Población post- censal: Para el cálculo de años posteriores
r= P f−P0
t f−t0
P=P f+r ( t−tf )
2) MÉTODO DE INTERÉS SIMPLE
P=P0[1+r (t−t 0 )]
P: Población a calcular
P0: Población inicial.
r: Razón de crecimiento.
t: Tiempo
r= Pi+1−Pi
P0¿(t¿¿i+1−ti)¿
Se usa también para el cálculo en años posteriores.
3) MÉTODO GEOMÉTRICO
La población crece en forma semejante a un capital puesto a un interés compuesto.
Este número se emplea cuando la población esta en su iniciación o periodo de saturación mas no cuando esta en el periodo de crecimiento.
P=P0 . r(t−t0 ) ; r=
ti+1−ti√ Pi+1
P i
Donde:
P: Población a calcular
P0: Población inicial.
t: tiempo en que se calcula la población.
r: factor de cambio de las poblaciones.
NOTA: Para facilidad de calculo usar (t i+1−t i¿ en décadas.
4) MÉTODO DE LOS INCREMENTOS DE VARIABLES
Este método se basa en los datos de poblaciones, las dos mas antiguas y las dos últimas (Método de las 4 poblaciones). Los censos deben estar equidistantes en el tiempo.
Para “z” datos.
POBLACION INCREMENTO DE LA POBLACION (∆ P ¿
INCREMENTO DE INCREMENTOS (∆2P)
P0
P1
P2
P3
.
.
.
.
.Pn
abcd....mn
ab-ac-bd-c.....n-m
ab-a(c-b)-(b-a)(d-c)-(c-b).....(n-m)-……..
∑ . n-a (n-m)-(b-a)
Media del incremento:
∆ P= ∑ ∆ P
Z−1 = n−az−1
En términos de la población:
∆ P=Pn−Paz−1
Media del incremento de incrementos
∆ P2=(P¿¿n−Pm)−(Pb−Pa)
z−2¿
Si consideramos a Pr , Ps ,P t ; como poblaciones futuras y posteriores a Pn, tenemos:
Pr= Pn + ∆ P
Pr=Pn + ∆ P
Ps= Pr+ ∆ P+ ∆ P2
Pt= Ps + ∆ P+ 2∆ P2
1 Pn
2 Pr
3 Ps
. Pt
.
m
Pt= Pn + ∆ P+ ∆ P+ ∆ P2+ ∆ P+ 2∆ P2
Pt= Pn + m∆ P+∆ P2[1+2+3+…..+m-1]
Finalmente:
Pt= Pn + m∆ P+m(m−1)
2∆ P2
También es usada para calcular datos futuros.
1 Pn
2 Pr
3 Ps
. Pt
.
m
II. DISEÑO DE BOCATOMA
I.1. UBICACIÓN DE LA BOCATOMA
La bocatoma será ubicada en tramo convexo del cause de rio, aguas a bajo de la parte cóncava.
I.2. ESPECIFICACIONES DEL BOCAL
TIPO DE TIERRA : Tierra Gravosa
TIPO DE CANAL : Rectangular
DESCRIPCION DE CANAL : Máxima eficiencia hidráulica
Cauces en tierra……………. 0.010Cauces en grava fina…….. 0.014Cauces en roca……………… 0.015
Cauces en grava gruesa… 0.028
BASE DEL CANAL : Concreto biena acabado
CAUDAL A DERIVAR : 3,6 m3
seg
PENDIENTE DE CANAL : 1/1000
TIRANTE DE CANAL : Según ecuación de Manning (1.1 m)
La velocidad promedio obtenida fue:
v=2.3m /s
I.3. BARRAJE
También conocido como azud o presa derivadora, su función es levantar el nivel de agua hasta la ventana del canal y facilitar su entrada.
I.2.1 PREDIMENSIONAMIENTO DE BARRAJE
Cc = Co + ho + h + 0.20 (en metros)
Donde
Co : cota del lecho detrás del barraje vertedero (del plano topográfico)
ho : altura necesaria para evitar el ingreso de material de arrastre (ho 0.60 m).
h : altura que necesita la ventana de captación para poder captar el caudal de derivación Qd (asumir que funciona como vertedero.)0 .20m sumando de seguridad con el fin de corregir efectos de oleaje y de coeficientes de la fórmula, pudiendo ser mayor de ser posible.
Una vez definido el tirante del bocal se procede a calcular el valor de “P”
I.2.2. DISEÑO DEL BARRAJE
a) Altura de Barraje:
Primero definiremos el tirante del canal
P=2Y, Cuando el caudal es > a 10 m3
seg
P= 2.5Y, Cuando el caudal es <1;10> m3
seg
Y= 1.00 m
El valor de P= 2.5 m
Por lo tanto la altura del barraje será de 2.50 m + factor de seguridad (0.20m)
P= 2.70 m
Según la siguiente tabla procederemos a calcular las dimensiones de las partes del barraje:
SEGMENTO P=H=1 P=H=2 P=H=3h=0 h=5 h=0 h=5 h=0 h=5
A 5.00 10.00 9.00 14.00 13.00 18.00E 4.20 5.20 7.40 8.40 10.60 11.60C 0.80 4.70 1.50 5.50 2.40 6.60D 1.80 2.80 3.50 4.50 5.20 6.20F 1.00 1.00 1.50 1.50 1.90 1.90B 0.70 0.70 0.90 0.90 1.20 1.20G 0.25 0.50 0.40 0.60 0.50 0.70J 0.50 0.50 0.60 0.60 0.70 0.70K 0.40 0.40 0.50 0.50 0.60 0.60
Datos según registros de cause de río Iluca:
Qmax=332.86m3
seg
b= 25 m
h= ( Qmax2.21∗b
)23 = 3.27
b) Dimensiones del Barraje
P= 2.70 m
h= 0.57 m
1) Para el valor de 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= 2.70 m
2 ----------------9.570
2.70 -----------------X
3 ------------13.570
A= 12.370
2) Para el valor de E
3) Para el valor de C
4) Para el valor de D
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= 2.70 m
2 ----------------7.514
2.70 -----------------X
3 ------------10.714
E= 9.754
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= 2.70 m
2 ----------------1.956
2.70 -----------------X
3 ------------2.856
C= 2.586
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= 2.70 m
2 ----------------3.614
2.70 -----------------X
3 ------------5.314
D= 4.804
5) Para el valor de F
6) Para el valor de B
7) Para el valor de G
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= 2.70 m
2 ----------------1.50
2.70 -----------------X
3 ------------1.90
F= 1.78
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= 2.70 m
2 ----------------0.90
2.70 -----------------X
3 ------------1.20
B= 1.11
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= 2.70 m
2 ----------------0.422
2.70 -----------------X
3 ------------0.522
A= 0.492
8) Para el valor de J
9) Para el valor de K
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= 2.70 m
2 ----------------0.6
2.70 -----------------X
3 ------------0.7
A= 0.67
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
PARA P= 2.70 m
2 ----------------0.50
2.70 -----------------X
3 ------------0.60
A= 0.57
10)
III. DISEÑO DE SISTEMA DE ABASTECIMIENTO