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 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA- SEDE JAÉN Abast. De Agua Potable y Alcantarillado Página 1 INDICE INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………….. . pag. 2 I. MARCO TEÓRICO ………………………………………………………………………..………Pág. 3  ASPECTOS GENERALES………………………………………………………………………….……… Pág. 4 PARTES DE UNA BOCATOMA ……………………………………………….………….Pág. 5  1. BARRAJE …………………………………………………………………………………..…. Pág. 6 2. BOCAL COMO ORIFICIO ……………………………………………………………….Pág. 14  3. BOCAL COMO VERTEDERO…………………………………………………………. .Pág. 14 4. VERTEDERO LATERAL………………………………………………………………….. Pág. 16 5. DESARENADOR………………………………………………………………………..….Pág. 17  II. DISEÑO DE BOCATOMA II.1 UBICACIÓN DE LA BOCATOMA…………………………………………….……Pág. 19  II.2 ESPECIFICACIONES DEL TERRENO Y DEL RÍO …………………………….Pág. 20 III.3 DISEÑO DE BARRAJE …………………………………………………………..…..Pág. 21 II.4 DISCIPACIÓN DE ENERGÍA ………………………………………………………Pág. 32 II.5 DISEÑO DE BOCAL COMO COMPUERTA …………………………………..Pág. 33 II.6 DISEÑO DE VERTEDERO LATERAL ……………………………………………..Pág. 34 II.7 DISEÑO DE DESARENADOR …………………………………………..………….Pág. 36 II.8 DISEÑO DE CANAL FINAL DE CONDUCCIÓN………………………………Pág. 3 7 III. ANEXOS ………………………………………………………………………………………… . Pág. 39 CONCLUSIONES…………………………………………………………………………………….Pág. 43 BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………………..………..Pág. 43

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diseño de bocatoma

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    Abast. De Agua Potable y Alcantarillado Pgina 1

    INDICE INTRODUCCIN... pag. 2

    I. MARCO TERICO ..Pg. 3

    ASPECTOS GENERALES.Pg. 4

    PARTES DE UNA BOCATOMA ..Pg. 5

    1. BARRAJE ...Pg. 6

    2. BOCAL COMO ORIFICIO .Pg. 14

    3. BOCAL COMO VERTEDERO..Pg. 14

    4. VERTEDERO LATERAL..Pg. 16

    5. DESARENADOR...Pg. 17

    II. DISEO DE BOCATOMA

    II.1 UBICACIN DE LA BOCATOMA.Pg. 19

    II.2 ESPECIFICACIONES DEL TERRENO Y DEL RO .Pg. 20

    III.3 DISEO DE BARRAJE ....Pg. 21

    II.4 DISCIPACIN DE ENERGA Pg. 32

    II.5 DISEO DE BOCAL COMO COMPUERTA ..Pg. 33

    II.6 DISEO DE VERTEDERO LATERAL ..Pg. 34

    II.7 DISEO DE DESARENADOR ...Pg. 36

    II.8 DISEO DE CANAL FINAL DE CONDUCCINPg. 37

    III. ANEXOS . Pg. 39

    CONCLUSIONES.Pg. 43

    BIBLIOGRAFA....Pg. 43

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    INTRODUCCIN

    La bocatoma es una de las partes ms importantes de la obra civil, ya que en ella se

    concentran la mayor parte de componentes que harn Posible la circulacin del agua

    hacia la cmara de equilibrio, por medio del canal de derivacin.

    Otra de sus funciones sera la de impedir la introduccin de materiales slidos y flotantes

    por medio de rejillas y desarenadores, como tambin procurar proteger el sistema de

    posibles inundaciones que Queda sufrir el ro mediante un aliviadero.

    Para el diseo de una bocatoma hay que tener en cuenta muchos aspectos como son la

    ubicacin, la pendiente del cauce, el caudal del ro, el acarreo de los materiales

    erosionados y otros aspectos no menos destacados como pueden ser la geologa del lugar

    o la importancia de la obra que se tendra que llevar a cabo.

    Haciendo referencia a la ubicacin, la bocatoma debera situarse en tramos rectos y

    estables del ro, nunca en las curvas, ya que ah es donde se acumulan la mayor parte de

    sedimentos del ro. En el caso de que no se pueda, se colocara en los primeros tramos de

    la curva y siempre en la parte convexa.

    El diseo de los componentes de la obra civil debe permitir un funcionamiento eficaz a la

    hora de transportar el agua hasta la turbina. El transporte del agua, es fundamental ya

    que su funcin ser de mantener y/o proporcionar al agua la presin suficiente y

    necesaria para hacer girar la turbina y de ese modo generar la energa deseada.

    Por otra parte, se tiene que intentar siempre, reducir el impacto respecto al medio

    ambiente, causado por las obras realizadas a la hora de instalar una microcentral, a la vez

    que se asegura al mximo la estabilidad de cada componente para el tiempo de servicio

    diseado.

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    I. MARCO TEORICO

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    ASPECTOS GENERALES DEFINICION DE BOCATOMA Definimos Bocatoma al conjunto de Obras Hidrulicas construidas en una fuente de agua , ya sea rio , canal o laguna , con la finalidad de captar y derivar de dicha fuente un determinado volumen de agua para utilizarlo con fines energticos, de irrigacin, de abastecimiento publico u otros, constituye generalmente la obra bsica para un aprovechamiento hdrico. Con los Estudios Bsicos: Hidrologa, Geologa- Geotecnia, Topografa de la zona es posible definir el diseo mas conveniente debindose considerar los siguientes aspectos: a) Zona mas adecuada para la ubicacin de la toma. b) Alternativas de disposicin y tipo de obra. c) Seleccin de las alternativas mas conveniente con diseo hidrulico y estructural. La definicin de la obra tanto en disposicin como en el tipo y caractersticas de todos sus elementos se resume en los siguientes criterios: Costo, Seguridad Hidrulica y Estructural, y Tiempo de ejecucin de obras. Segn el Nivel de Toma con Respecto al Rio: - Toma con Nivel libre. - Toma con captacin profunda. Segn el Emplazamiento de la Toma con Respecto al Rio: - Toma con captacin desde una margen (lateral). - Toma con captacin en el Rio (frontal). - Toma con captacin desde ambas mrgenes (bilateral). Segn el Criterio de Funcionamiento : - Toma por Gravedad. - Toma por Bombeo. Segn el Tiempo de Vida : - Toma permanente. - Toma provisional. - Toma rustica. Segn la Manera de Combatir el Ingreso de los Solidos (Tomas Libres): - Toma sin ningn dispositivo especial (derivacin libre). - Toma con barraje (con captacion a ngulo recto o inclinado). - Toma con efectos especia es (espigones , etc.)

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    PARTES DE UNA BOCATOMA Las partes que conforman una estructura de captacin son las siguientes: 1. Ventanas de captacin con compuertas para regular el gasto de entrada. 2. Canal de Limpia para evacuar sedimentos. 3. Barraje que puede ser fijo , mvil o mixto. 4. Trampas para material de fondo y rejillas para material flotante. 5. Disipadores de Energa en los cambios de rgimen. 6. Aliviaderos de Demasas para evacuar los excedentes en la captacin. 7. Muros de encauzamiento o muros de proteccin de la estructura. 8. Desrripiador y canal de purga. 9. Enrocado para evitar la erosin aguas abajo. 10. Compuertas para operacin de purga y captacin. Las partes mencionadas se incluyen generalmente en una estructura de captacin, pero teniendo en cuenta factores Topogrficos, material de arrastre, etc., se puede prescindir de algunas ce ellas. La representacin esquemtica de una bifurcacin, as como la derivacin libre en una captacin, tomas empleando material rustico y las partes que generalmente conforman una bocatoma convencional las podemos apreciar en las Figuras N 1 , 2 , 3 , y 4.

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    CONDICIONES DE DISEO Entre las principales condiciones tenemos: Con Respecto a su Funcionamiento. - Tener derivacin permanente del caudal de diseo. - Proveer un sistema para dejar pasar las avenidas, que acarrean material solido y flotante. - Captar el mnimo de solidos y disponer de medios apropiados para su evacuacin. - Estar ubicado en un lugar que presente condiciones favorables desde el punto de vista constructivo. - Conservar aguas abajo suficiente capacidad de transporte para evitar sedimentaciones. Con Respecto al Material Slido: - Evitar su ingreso. - Decantacin y eliminacin luego de su ingreso.

    1. BARRAJE El barraje es una estructura levantada en el cauce del rio con la finalidad de retener el agua, produciendo la elevacin de su nivel hasta una altura que nos asegure una captacin permanente. La forma varia segn su tipo : geometra , disposicin dentro del cauce , material de construccin y economa del proyecto.

    TIPOS DE BARRAJE a) Barraje Fijo: Es una estructura solida emplazada a todo lo ancho del cauce por lo tal motivo la curva de remanso que se produce aguas arriba del barraje no puede ser alterada originando una colmatacin de solidos que puede traer la inutilizacin de la toma o el ingreso de abundante material solido a travs de la ventana de captacin. b) Barraje Movil: Consiste en un sistema de compuertas situadas a todo lo ancho del cauce del rio y que a su vez regulan el flujo de aguas. Desde el punto de vista hidrulico se recomienda cuando el rio presenta un periodo de crecidas con caudales muy altos. c). Barraje Mixto: Constituye la combinacin de los dos anteriores formado en parte por una estructura fija y el resto por un sistema de compuertas que se aprovechan para usarlo como un canal de limpia del material solido acumulado.

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    TIPOS DE CIMENTACION DEL BARRAJE Flotantes: Apoyadas sobre material del !echo del rio (arena y grava). Fijo: Apoyados sobre rocas. La seleccin de cualquiera de ellos se rige por condiciones de seguridad contra la erosin, control de flujo subterrneo y razones de costo durante el proceso constructivo, siendo este ultimo el decisivo para elegir el tipo de estructura.

    PREDIMENSIONAMIENTO DE BARRAJE

    Una vez definido el tirante el bocal se ver el caudal de mxima avenida del rio:

    P= 2Y.. si Q > 10

    Donde: Y es el tirante del bocal, y P es la altura del barraje

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    SECCION Y DEMNSIN DEL BARRAJE

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

    A 5.00 10.00 9.00 14.00 13.00 18.00

    E 4.20 5.20 7.40 8.40 10.60 11.60

    C 0.80 4.70 1.50 5.50 2.40 6.60 D 1.80 2.80 3.50 4.50 5.20 6.20

    F 1.00 1.00 1.50 1.50 1.90 1.90

    B 0.70 0.70 0.90 0.90 1.20 1.20

    G 0.25 0.50 0.40 0.60 0.50 0.70

    J 0.50 0.50 0.60 0.60 0.70 0.70

    K 0.40 0.40 0.50 0.50 0.60 0.60

    DONDE:

    K

    L'

    AJ

    ECB

    G

    F e

    P

    D

    h

    V

    max

    o

    2/2g

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    PERFIL DE LA CRESTA DEL BARRAJE

    La frmula que se aplic para el perfil es la del Cuerpo de Ingenieros del Ejrcito de los EE.UU., la cual se presenta en la Figura 3. Esta se us para la corona del barraje, pero con el fin de darle mayor ancho a la estructura y no hacerla muy esbelta.

    Lo que se tendr que hacer es usar la formula:

    Luego se har un tabla con los valores que vayamos iterando.

    ANLISIS DE ESTABILIDAD DEL BARRAJE

    El barraje es un elemento de concreto que logra su estabilidad debido a su propio peso. A continuacin se desarrolla el anlisis de estabilidad de la estructura bajo la condicin ms severa, la cual se da cuando se produce el caudal de avenida. Las fuerzas que se toman en cuenta son:

    El peso propio del barraje

    El empuje hidrosttico

    El empuje debido al lecho del ro

    El empuje debido a la subpresin

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    PESO PROPIO Se dividi el barraje como se muestra en la figura para facilidad en el clculo. En cada seccin se calcular el rea, peso propio, centro de gravedad y momento con respecto al punto O.

    Perfil de creaguer.

    Una vez predimencionado el barraje se chequea la estabilidad del mismo y se podria modificar

    las dimensiones si fuera necesario.

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    La estructura puede fallar:

    Por volteo:

    .2

    Por corte si:

    Por aplastamiento del suelo si :

    Condiciones de equilibrio.

    Donde:

    Para que la estructura no falle por volteo , entonces debe cumplir que:

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    Caso contrario se debe aumentar el peso de la estructura.

    Punto de aplicacin de Ry.

    Calculo de los esfuerzos actuantes sobre el terreno.

    (Chequeo al aplastamiento del terreno).

    (

    )

    Por el teorema de barignon.

    (

    ) (

    )

    Resolviendo a y b se obtiene max y min , que son los esfuerzos actuantes sobre el terreno.

    Si la estructura no fallara por aplastamiento del terreno (hundimiento);

    caso contrario se debe aumentar el rea de la base.

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    Chequeo por corte.

    Para que no falle por corte,

    Caso contrario aumentar el rea de la base.

    Otra condicin de diseo es que la resultante debe pasar por el tercio central de la base para que

    el concreto ciclpeo no trabaje a traccin porque resiste muy poco.

    Bocal.

    El bocal es una estructura ubicada aguas arriba del barraje en una de las mrgenes del rio y

    consiste en una abertura que capta el agua del rio al canal de alimentacin para su

    aprovechamiento en la central hidroelctrica.

    El bocal puede estar de un orificio, un vertedero o una compuerta y debe tener una rjilla para

    impedir el ingreso de materiales flotantes.

    El bocal debe estar ubicado a una altura Z=0.50m sobre el fondo del rio a fin de evitar el

    ingreso excesivos de sedimentos.

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    2. BOCAL COMO ORIFICIO.

    (Despreciando la velocidad de llegada).

    3. BOCAL COMO VERTEDERO

    [ ]

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    Bocal como compuerta.

    [ ]

    Para compuertas planas se puede considerar:

    Adems:

    Ac= d*b

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    4. VERTEDERO LATERAL O ALIVIADERO.

    Los vertederos laterales usados en canales para eliminar excesos de gasto en un canal.

    La altura de cresta debe se estar ubicada al nivel normal que tiene el agua en la conduccin.

    En un vertedero lateral hay que considerar tres particularidades propias del fenmeno.

    - Perturbaciones en los extremos del vertedero.

    - Coeficiente de gasto.

    - Rgimen de flujo en el canal que determina las cargas que toma el vertedero lateral.

    QV = Q0 - Q1

    QV = Caudal a eliminar por el vertedero lateral.

    Q1 = Caudal de diseo de la Central.

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    Q0 = Caudal que ingresa por el bocal en max. Avenida.

    Segn el rgimen de flujo se presentan dos casos:

    El coeficiente C puede tomarse igual a los vertederos con cresta normal a la corriente (vertederos

    normales).

    5. DESARENADOR

    El desarenador es una estructura que tiene la funcin de eliminar los materiales solidos que

    transporta el rio y que son captados por la bocatoma.

    La longitud y profundidad del desarenador es funcion del caudal de agua.

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    Recomendaciones de diseo:

    Segn Gmez Navarro.

    1.- Un eficaz depsito de Sedimentacin, debe tener aproximadamente:

    Capacidad = 400Q (Q = Caudal del canal)

    Seccin > 6 Q

    2.- El fondo de los depsitos debe tener una pendiente longitudinal 1:20 y una transversal de 1:4

    a 1:7 hacia la Compuerta de limpia.

    3.- El desarenador debe tener compuertas de limpia para que la arena depositada pueda ser

    expulsada con poco gasto de agua y por accin de esta. Con una fuerte velocidad de arrastre.

    Determinacin de las dimensiones del desarenador

    La longitud y profundidad del desarenador es funcin del caudal de agua.

    Segn NOZAKI en su obra Pequeas Centrales Hidroelctricas recomienda:

    1.- Velocidad del agua debe ser menor de 0.3 m3/seg.

    2.- Dimetro mximo del grano debe ser mm.

    3.- La capacidad de desarenacion debe ser de 1.5 a 2 la capacidad terica.

    4.- Los tiempos de sedimentacin de los distintos granos de arena se indican en la siguiente

    tabla:

    T (seg) 75 52 38 25 19 15 12.5 9.5 7.6 6.4

    O grano 0.1 0.15 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.2

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    II. DISEO DE BOCATOMA

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    II.1. UBICACIN DE LA BOCATOMA

    UBICACIN GENERAL

    Distrito : Jan

    Provincia : Jan

    Departamento : Cajamarca

    UBICACIN ESPECFICA

    La bocatoma ser ubicada en tramo convexo del cause de rio, aguas a bajo de la parte

    cncava.

    II.2. ESPECIFICACIONES DEL TERRENO Y DEL RO

    TIPO DE TIERRA : Tierra Gravosa

    TIPO DE CANAL : Rectangular

    DESCRIPCION DE CANAL : Mxima eficiencia hidrulica

    BASE DEL CANAL : Canal revestido (n=0.013)

    CAUDAL REQUERIDO : 1.35

    ANCHO DE RIO : 20 m

    CAUDAL MAXIMO DE RO : 332.86

    CAUDAL MINIMO DE RO : 4.80

    PENDIENTE DE CANAL : 1/1000

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    II.3. DISEO DE BARRAJE

    Tambin conocido como azud o presa derivadora, su funcin es levantar el nivel de agua

    hasta la ventana del canal y facilitar su entrada.

    II.3.1 ALTURA DE BARRAJE

    Primero definiremos el tirante del bocal de captacin ya que de este depender la

    altura del barraje:

    n= 0.013

    A= 2

    S= 0.001

    b= 2y

    y= 0.74m

    b= 1.48 m

    P=2Y, Cuando el caudal es > a 10

    Y= 0.74 m

    El valor de P= 1.48 m

    Podemos considerar una altura de barraje de 1.50 o 2.00 m

    En este caso elegimos:

    P= 2.00 m , por lo que se va a dar una altura de seguridad para el barraje.

    = 3.84 m

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    = 2+3.84-0.5 = 5.34

    = 0.23 m

    = 2+0.23-0.5 = 1.73

    Segn la siguiente tabla procederemos a calcular las dimensiones de las partes del barraje:

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

    A 5.00 10.00 9.00 14.00 13.00 18.00

    E 4.20 5.20 7.40 8.40 10.60 11.60

    C 0.80 4.70 1.50 5.50 2.40 6.60 D 1.80 2.80 3.50 4.50 5.20 6.20

    F 1.00 1.00 1.50 1.50 1.90 1.90

    B 0.70 0.70 0.90 0.90 1.20 1.20

    G 0.25 0.50 0.40 0.60 0.50 0.70 J 0.50 0.50 0.60 0.60 0.70 0.70

    K 0.40 0.40 0.50 0.50 0.60 0.60

    Datos segn registros de cause de ro:

    b= 20 m

    = 3.84 m

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    b) Dimensiones del Barraje

    1) Para el valor de A

    2) Para el valor de E

    3) Para el valor de C

    4) Para el valor de D

    PARA P= 2.00 m

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

    3.84 ------------X

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

    A= 12.80

    PARA P= 2.00 m

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

    3.84 ------------X

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

    E= 7.90

    PARA P= 2.00 m

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

    3.84 ------------X

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

    C= 4.00

    PARA P= 2.00 m

    0 ----------------3.5

    3.84 ------------X

    5 -----------------4.5

    D= 4.30

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    5) Para el valor de F

    6) Para el valor de B

    7) Para el valor de G

    8) Para el valor de J

    PARA P= 2.00 m

    0 ----------------1.5

    3.84 ------------X

    5 -----------------1.5

    F= 1.50

    PARA P= 2.00 m

    0 ----------------0.9

    3.84 ------------X

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

    B= 0.90

    PARA P= 2.00 m

    0 ----------------0.4

    3.84 ------------X

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

    G= 0.50

    PARA P= 2.00 m

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

    3.84 ------------X

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

    J= 0.60

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    9) Para el valor de K

    c) Perfil De Cresta Del Barraje

    H = 0.90 /0.282

    H= 3.20

    VISTA PREVIA DE LA CRESTA DEL BARRAJE

    X Y H

    0.56 0.063641495 3.2

    0.9 0.153088006 3.2

    0.5 0.051604435 3.2

    1 0.186034085 3.2

    1.5 0.393877663 3.2

    2 0.670653221 3.2

    2.5 1.013401491 3.2

    PARA P= 2.00 m

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

    3.84 ------------X

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

    K= 0.50

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    d) Estabilizacin del Barraje

    Longitud del barraje = 13.80

    rea de Barraje = 18.00

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    CALCULO DE LAS FUERZAS HORIZONTALES

    hmax. = 3.84 m

    P = 2.00 m

    = 1000 kg/m3

    A = 9.68 m2

    B = 8.0 m

    Ht = 5.84 m

    FUERZA HIDROSTTICA

    Fh= 9680 Kg

    CALCULO DEL PESO

    Se procedi a separar el barraje en reas para el clculo del peso como se muestra en la

    siguiente figura:

    CGFH h A

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    = 2400

    VARIABLE PESO (kg) X (m) PTO. APL.

    (m)

    W1 4320.00 12.35 53352.00

    W2 9600.00 10.57 101440.00

    W3 15360.00 6.40 98304.00

    W4 2592.00 12.50 32400.00

    W5 864.00 12.07 10425.60

    W6 1200.00 0.25 300.00

    W7 360.00 0.60 216.00

    w total 34296.00

    8.64

    dWT= 8.64 m

    FUERZAS DE SUPRESIN

    Sp= subpresion w= peso especifico del agua

    b= ancho de la seccion normal al eje

    c'= factor de subpresion

    h'= profundidad de un punto cualquiera con respecto al punto A

    hx/L= carga perdida en un recoorido x

    = 1000 kg/m3 b = 1 m (se analiza por 1 m)

    c = 0.5 (suelo de mediana calidad)

    Lt = 12.80 m h/Lt = 0.46 m

    )*

    '(***.Lt

    xhhhcbpS

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    PUNTOS H H' X SP (Kg)

    A 5.84 0.00 0.00 2920.00

    B 5.84 -2.30 2.30 1245.31

    C 5.84 -2.30 2.90 1108.44

    D 5.84 -0.50 3.70 1825.94

    E 5.84 -0.50 14.70 -683.44

    F 5.84 -1.50 15.51 -1368.22

    G 5.84 -1.50 16.01 -1482.28

    H 5.84 0.00 17.51 -1074.47

    VARIABLE FUERZA(Kg) X (m) PTO. APL.

    Sp

    a 34.22 12.53 428.88

    b 554.22 12.45 6900.02

    c -143.50 12.07 -1731.57

    d 730.38 12.00 8764.50

    e -7517.81 6.30 -47362.22

    f 13801.56 8.13 112252.71

    g -205.03 0.65 -133.27

    h -102.72 0.70 -71.90

    i -741.14 0.25 -185.29

    j 28.52 0.33 9.51

    FS. TOTAL 6438.69 12.25

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    dFS= 12.25 m

    CHEQUEO POR VOLTEO

    La reaccin del terreno ser:

    Ry= 27857.31 Kg

    Por ecuacin:

    dy= 7.57

    Momento Actuante = 296437.60 kg-m

    Momento Resistente = 296437.60 kg-m

    Mr/Ma=1 (Segn el Ing. Nosaky debe ser igual a 1 para que no falle por volteo)

    CHEQUEO POR CORTE

    Para que la estructura no falle por corte se debe verificar que Fc>Fh

    Fc= A*15%

    = 140 kg/cm2

    Fc= 2688000 Kg. > 9680 Kg

    0 YF 0S T YF W R

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    CHEQUEO POR APLASTAMIENTO DEL TERRENO

    (

    )

    (

    ) (

    )

    Resolviendo a y b se obtiene , que son los esfuerzos actuantes sobre el

    De la ecuacin (a)

    = 4352.70 Kg/m2

    De la ecuacion (b)

    699.05 617.13 = 213386.99

    De (a) y (b)

    = 2.2 Tn/m2

    = 2.15 Tn/m2

    = 2.8 Tn/m2

    >

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    II.4 DISCIPACIN DE ENERGA

    Hasta que la igualdad se cumpla

    Ycont = 0.30

    V= 4.00 m/s

    Y2 = 0.75m

    Y1= 1.23 m

    Como el Ycont < Y1 entonces no necesitara colchn de agua.

    2

    2 2

    .

    2 * . .*2 * .

    qycont

    qg ycont ycont

    g y cont

    22

    2*

    VF

    g y

    1

    221 28 1 12

    yy F

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    II.5 DISEO DE BOCAL COMO COMPUERTA

    1.35 = 0.61*1.48*d*

    d = 0.27

    Con este d calculamos para un , su caudal:

    Como d = 0.27 el caudal de diseo ser:

    = 2.46

    Se puede ver que el caudal de diseo es mayor al requerido, se corregir el tirante del

    bocal pero manteniendo el mismo ancho, es decir:

    Para ello usaremos la definicin de:

    Y= 0.92 m

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    B = 1.84 m

    d= 0.35 m

    II.6 DISEO DE VERTEDERO LATERAL

    Como el caudal que entra es 2.46

    y el caudal requerido es 1.35

    , se necesitar un

    vertedero que elimine un caudal de 1.1

    .

    1) Se calcular el tirante del canal para el caudal requerido ( 1.35

    ):

    Y= 0.6

    Segn el nmero de Froude analizaremos si el flujo es turbulento o tranquilo:

    A: rea del canal

    T: espejo de agua

    v: velocidad del agua

    Q = VA

    El caudal es 2.46

    V= 1.45 m/s

    = 0.38 < 1

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    Por lo tanto el flujo es tranquilo.

    =

    2.46 1.35 = 1.1

    [

    ]

    =

    [

    ]

    b= 2.45 m

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    I.7 DISEO DE DESARENADOR

    Segn la recomendacin del ing. Gmez Navarro:

    La seccin debe ser 6*Q (Q= caudal del canal =1.35

    )

    Deber tener una pendiente de 5% en seccin longitudinal y en seccin transversal una pendiente de 10 %. Para las dimensiones recurrimos a la tabla mencionada:

    Tiempo(s) 75 52 38 25 19 15 12.5 9.5 7.6 6.4

    Dimetro De grano

    0.1 0.15 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2

    Dimetro asumido ser de 0.3 T=25 seg. C= 1.8 L = V*H*T*C Como la seccin puede ser = 6* 1.5= 9.0 Le daremos una base B= 2.5 m A= B*H H= 3.60 m V= Q/A

    V=

    = 0.15 m/seg.

    Como 0.15 < 0.3 m/seg .. Est correcto. L= 0.15*3.6*25*1.8 L= 24.30 m Pero por motivos de diseo se considerar: L= 24.50 m

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    I.8 DISEO DE CANAL FINAL DE CONDUCCIN Por ecuacin de Maning:

    Donde A: rea : 0.013 ( Canal revestido) S: Pendiente : Radio Hidrulico La base del canal se va a mantener igual al de captacin: B= 1.84 A= By = 1.84 *y

    =

    =

    S= 0.001

    1.35 =

    Iterando hasta que la igualdad se cumpla: Y= 0.595 m Pero se tomara Y= 0.6 m

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    III.ANEXOS

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    PLANOS

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    CONCLUSIONES

    Las bocatomas son indispensables para las centrales hidroelctricas y consumo humano, por lo que debe pasar por distintos tipos de limpia como el desarenador, que tanto servir para la hidroelctrico para que las turbinas se preserven y para el consumo humano por facilitar el trabajo de las plantas de tratamiento.

    En toda bocatoma es indispensable un buen diseo de barraje que resista al caudal

    de avenida mxima, para ello conviene inspeccionar bien el tipo de terreno en el que se trabaja.

    Toda bocatoma debe tener todas sus partes en buen funcionamiento ya que su funcionamiento es en conjunto, por lo tanto debe estar en constante mantenimiento.

    BIBLIOGRAFIA

    DISEO DE ESTRUCTURAS HIDRAULICAS- Maximo Villon Bjar

    DISEO DE BOCATOMAS (Apuntes de Clase) Ing. Alfredo Mansen Valderrama.

    DISEO HIDRAULICO DE UNA BOCATOMA - Helen Zrate Miranda, Javier Cornejo Tejada, Jhofre Flores Hurtado, Kevin Calvay Pinedo.

    MEJ. DE LA INFRAESTRUCTURA DE RIEGO CANAL TUYUSIBE-SOQUESANE

    LINEAMIENTO PARA EL DISEO DE TOMAS DE CAPTACIN Ing- Hugo Amado Rojas R.