Escuela Profesional de Ingeniería Civil
BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
TRABAJO DE RECURSOS HIDRAULICOS TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY CURSO: RECURSOS HIDRAULICOS DOCENTE: ING .HUGO BENITO ROJAS ALUMNO: HUAROTO RIOS, ERIK EMERSON
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY MACACONA-QUIL LOAY
Página 1
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
INDICE: Portada I.- ANTECENTES II.-INTRODUCCION III.-OBJETIVOS IV.-MARCO TEORICO 4.1.-Definición de bocatomas 4.2.-Finalidad de las bocatomas 4.3.-elementos fundamentales fundamentales a ser tomados en cuenta previo al diseño de bocatomas 4.3.1.- Ubicación 4.3.2.-Topografía 4.3.3.-Condiciones 4.3.3.-Condiciones Geológicas y Geotécnicas 4.3.4.- Información Hidrológica 4.3.5.- Condiciones Ecológicas 4.4.-Tipos de Bocatomas 4.4.1.-Toma directa 4.4.2.-Toma Mixta o Convencional 4.4.3.- Toma Móvil 4.4.4.- Toma Tirolesa o Caucasiana 4.5-condiciones de diseño de bocatomas 4.6.- La ingeniería civil en el diseño de una bocatoma 4.7.-las bocatomas y el fenómeno del niño (fen) 4.8.-Elementos de una bocatoma 4.8.1.-Canal de Limpia Gruesa.
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY MACACONA-QUIL LOAY
Página 2
Escuela Profesional de Ingeniería Civil 4.8.2.-Estructura de Captación o Toma. 4.8.3.-Ventanas de Captación. 4.8.4.-Cámara de decantación o Desripiador
.
4.8.5.-Rejillas. 4.8.6.-Las Compuertas de Regulación. 4.8.7.-Muros de Encauzamiento. 4.8.8.-Diques de Encauzamiento.
V.-DESARROLLO DEL TRABAJO 5.2.- componentes de la bocatoma macacona_quilloay macacona_quilloay 5.2.1.-aliviadero 5.2.1.-aliviadero de compuertas 5.2.2.-Muro “Alas” Aguas Arriba del Aliviadero de Compuertas 5.2.3.-Canal Despedrador 5.2.4.-Muro de la Ventana de Captación 5.2.5.-Cámara de decantación 5.2.6.-Canal 5.2.6.-Canal Desripiador 5.2.7.-Canal 5.2.7.-Canal de Aducción 5.2.8.-Desarenador – Aliviadero 5.2.9.-Canales de Empalme a los Canales Existentes 5.2.10.-Diques 5.2.10.-Diques de Encauzamiento Encauzamiento y Defensa 5.2.11.-Cerco 5.2.11.-Cerco Perimétrico y Caseta de Vigilancia
VI.-CONCLUSION VII.- RECOMENDACIONES VIII.-BIBLIOGRAFIA VIIII.-ANEXOS RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY MACACONA-QUIL LOAY
Página 3
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
I.-ANTECEDENTES VISITA ALA BOCATOMA LA ACHIRANA:
La bocatoma la Achirana se ubica al norte de la ciudad de Ica aproximadamente a 20 km. de distancia, políticamente pertenece a la Provincia de Ica, Distrito Los Molinos, emplazada en el río Ica a la cota 496.00 m.s.n.m.
Es una estructura que tiene más de 60 años de antigüedad y permite el abastecimiento de riego a 15 000 ha por el canal «La Achirana» de 45 km de longitud. La bocatoma La Achirana tiene las siguientes elementos:
Aliviadero de Compuertas Aliviadero Fijo Presa no vertedora Muro Aguas Arriba entre Presa no Vertedora y el Aliviadero Fijo Despedrador Muro de Encauzamiento Ventanas de Captación – Desripiador Canal Desripiador Desarenador Puente Vehicular
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY MACACONA-QUIL LOAY
Página 4
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
Cerco Perimétrico y Caseta de Vigilancia
VISITA ALA BOCATOMA ACHIRANA CON EL INGENIERO HUGO BENITO ROJAS
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 5
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
COMPUERTAS RADIALES
CANAL DESRIPIADOR
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 6
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
DESARENADOR LONGITUDINAL
PUENTE VEHICULAR
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 7
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
VISITA
ALA OBRA DE
CONSTRUCCIÓN DE LA
NUEVA BOCATOMA LA
ACHIRANA
VISITA ALA NUEVA BOCATOMA
La nueva bocatoma la achirana en proceso de construcción se encuentra ubicada a 150m agua arriba de la actual bocatoma achirana.
La obra inicio el 26 de noviembre del 2013
Lo obra fue ejecutada por costos unitarios según nos comentaba el ingeniero a cargo de la obra ingeniero JUAN PINEDA El presupuesto de la obra es de 32,341000 millones de soles La obra tiene un plazo de un año 365 días calendarios En la actualidad el avance de obra está en un 50%
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 8
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
DENTRO DE LA VISITA OBSERVAMOS LOS SIGUIENTES ELEMENTOS DE LA BOCATOMA.
CONSTRUCCION DE LAS COMPUERTAS RADIALES
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 9
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
DESARENADOR O CANAL DE PURGA
CANAL DE EMPALME QUE VA CONDUCIR EL AGUA LIIMPIA Y QUE A 150 M AGUAS ABAJO SE VA
CONTRUIR
UN
PEATONAL
LA CAPACIDAD DEL CANAL ES DE 50 /s
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 10
PUENTE
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
EL
ENCOFRADO
BOCATOMA PLACAS
LO
DE
ESTA
HACEN
CON
METALICAS
COMO
PODEMOS APRECIAR EN LA FOTO
LA OBRA TIENE UNA PLANTA CONCRETERA QUE ABASTECE A LA CONSTRUCCION DE LA BOCATOMA A TRAVES DE LOS CAMIONES MIXER
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 11
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
EL QUE ESTA A CARGO DE ESTA OBRA ES EL INGENIERO JUAN PINEDA
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 12
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 13
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
II.-INTRODUCCION La visita a la bocatoma se llevó a cabo el día 18 de mayo del presente año, con la presencia del ingeniero Hugo Benito Rojas de la facultad de ingeniería civil “UAP “el tema central de lo que se hablo era sobre la bocatoma achirana nos indicó los elementos y su función de cada uno .conociendo los elementos de la bocatoma, nuestro trabajo a realizar era lo siguiente de identificar los elementos de la nueva bocatoma macacona _quilloay.
III.-OBJETIVOS DE LA VISITA
Conocer la bocatoma Achirana y la bocatoma macacona quilloay
Identificar y conocer los diferentes elementos de la bocatoma macacona -quilloay
Determinar el fin de la construcción de una bocatoma
Determinar los parámetros que se deben de cumplir para el funcionamiento correcto del sistema.
IV.-MARCO TEORICO BOCATOMAS 4.1.-Definición de bocatomas Las obras de toma o bocatomas son las estructuras hidráulicas construidas sobre un río o canal con el objeto de captar, es decir extraer, una parte o la totalidad del caudal de la corriente principal. Las bocatomas suelen caracterizarse principalmente por el Caudal de Captación, el que se define como e l gasto máximo que una obra de toma puede admitir.
4.2.-Finalidad de las bocatomas La finalidad es uno de los muchos criterios que existen para la clasificación de las obras de toma. Desde el punto de vista de su finalidad las obras de toma se clasifican en función de las características del proyecto al que sirven. Es así como se tiene:
a) Obras de toma para abastecimiento público b) Obras de toma para irrigación c) Obras de toma para centrales hidroeléctricas d) Obras de toma para industria y minería
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 14
Escuela Profesional de Ingeniería Civil e) Obras de toma para otros propósitos f) Obras de toma para uso múltiple La clasificación anterior se refiere al uso predominante del agua. Si bien es cierto que hay bocatomas que tienen una finalidad específica, también lo es que casi siempre las bocatomas tienen, aunque sea en pequeña proporción, algún otro uso. En el Perú hay numerosas bocatomas para atender las finalidades antes señaladas. El abastecimiento de agua a la población es la primera necesidad de agua que debe se r cubierta. El aprovechamiento de las aguas superficiales, en especial las de un río, constituye una de las formas más antiguas de uso del agua. En los tiempos antiguos las ciudades se ubicaban en las orillas de los ríos para poder aprovechar sus aguas fácilmente. El crecimiento de la población, la expansión urbana, el aumento de las demandas y otros factores determinaron la necesidad de construir proyectos de abastecimiento de agua para la población. Estos proyectos empiezan por una bocatoma para captar el agua de un río, o de otra fuente de agua, y conducirla luego al área urbana.
4.3.-elementos fundamentales a ser tomados en cuenta previo al diseño de bocatomas
Antes de iniciar el diseño de una bocatoma, se debe examinar los siguientes aspectos:
4.3.1.- Ubicación Es de suma importancia la ubicación de la bocatoma en el cauce del rio, para la que se recomienda que el sitio elegido reúna por lo menos las siguientes condiciones: a. La dirección a ruta del flujo de agua debe ser lo más e stabilizada o definida. b. La captación del agua a ser derivada debe ser posible aún en tiempo de estiaje. c. La entrada de sedimentos hacia e l caudal de derivación debe ser limitado en el má ximo posible. Un punto recomendable para cumplir las condiciones anteriores, se enc uentra ubicado inmediatamente aguas abajo del centro de la parte cóncava en los tramos curvos del río
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 15
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
4.3.2.-Topografía Definida la posible ubicación, se realizarán los siguientes trabajos topográficos: a. Levantamiento en planta del cauce del r ío, entre 500m. a 1000m; tanto aguas ar riba como aguas abajo del eje del barraje, la escala recomendada es 1:2000. b. Levantamiento localizado de la zona de ubicación de la bocatoma, se recomienda un área de 100m. x 100m. Como mínimo, la escala no debe ser menor de 1:500. c. Perfil longitudinal del río, por lo menos 1000m, t anto aguas arriba como aguas abajo del eje del barraje; la escala recomendada es H = 1:2000 Y V = 1:200. d. Secciones transversales del cauce del río a cada 50m. En un tramo c omprendido 1000m. Aguas arriba y 500m. Aguas abajo del eje del barraje; la escala variara entre 1:100 y 1:200. 4.3.3.-Condiciones Geológicas y Geotécnicas
Es importante conocer las condiciones geomorfológicas, geológicas y geotécnicas, ya que su conocimiento permitirá dimensionar en mayor seguridad la estructura; por lo que se recomienda la obtención de los siguientes datos como resultado de los estudios geológicos – geotécnicos: a. Curva de graduación del material conformarte del lecho del río b. Sección transversal que muestre la geología de la zona de ubicación de la bocatoma. c. Coeficiente de permeabilidad. d. Capacidad portante e. Resultados sobre ensayos de hincado de pilotes o tabla, estacas
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 16
Escuela Profesional de Ingeniería Civil f. Cantidad de sedimento que transporta el río.
4.3.4.- Información Hidrológica Es de suma importancia conocer el comportamiento hidrológico del río, ya que esto permitirá garantizar el caudal a derivar y así como definir el dimensionamiento de los elementos conformantes de la bocatoma. Entre los datos a obtener son: a. Caudal del diseño para una avenida máxima. b. Caudales medios y mínimos. c. Curva de caudal versus tirante en la zona del barraje. Es lógico suponer que, para el proyecto de riego de la zona que va a servir la bocatoma, se ha ejecutado un estudio hidrológico detallado de las posibles fuentes de agua, por lo que se da por descontado que existe un estudio hidrológico sumamente detallado, y que para nuestro caso, sólo se usaran los datos anteriormente recomendados.
4.3.5.- Condiciones Ecológicas Siempre toda construcción en un río causa alteración del equilibrio ecológico de la zona, sobre todo en lo relacionado con la fauna. Es por esta razón que, se debe tratar de no alterar dicho equilibrio mediante la construcción de estructuras que compensen este desequilibrio causado por la bocatoma; aunque debemos reconocer que, en nuestro país estas estructuras son de costo elevado y que siempre se tratan de obviar por limitaciones presupuéstales; como por ejemplo la escalera de peces y camarones.
4.4.-Tipos de Bocatomas En lo referente a los tipos de bocatomas, podemos clasificar en 4, a saber:
4.4.1.-Toma directa Se trata de una toma que capta directamente mediante un canal lateral, que por lo general es un brazo fijo del río que permite discurrir un caudal mayor que el que se va a captar. Su mayor ventaja es que no se necesita construir un barraje o azud que por lo general constituye una de las partes de m ayor costo. Sin embargo; tiene desventaja de ser obstruida fácilmente en época de crecidas, además permite el ingreso de sedimentos hacia el canal de derivación.
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 17
Escuela Profesional de Ingeniería Civil 4.4.2.-Toma Mixta o Convencional Se trata de una toma que realiza la captación mediante el cierre del río con una estructura llamada azud o presa de derivación, el cual puede ser fija o móvil dependiendo del tipo del material usado. Será fija cuando se utiliza un elemento rígido, por lo general concreto, y será móvil cuando se utilizan compuertas de acero o m adera. La captación en ese tipo de bocatomas se realiza por medio de una ventana que puede funcionar como orificio o vertedero dependiendo del tirante en e l río.
4.4.3.- Toma Móvil Se llama así aquella toma que para c rear la carga hidráulica se vale de un barraje móvil. Son tomas que por la variación de niveles en forma muy marcada entre la época de estiaje y avenida, necesitan disponer de un barraje relativamente bajo, pero que para poder captar el caudal deseado necesitan de compuertas que le den la cota a nivel de agua adecuado. A los barrajes con compuertas que permiten el paso del caudal de avenida a través de ellos se les conoce como barraje móvil. Su principal ventaja es que permite el paso de los materiales de arrastre por encima de la cresta del barraje vertedero o azud.
4.4.4.- Toma Tirolesa o Caucasiana Son tomas cuyas estructuras de captación se encuentran dentro de la sección del azud, en un espacio dejado en él, protegido por una rejilla que impide el ingreso de materiales gruesos. Estas tomas no son recomendables en ríos donde el arrastre de sedimentos es intenso, ya que podrían causar rápida obstrucción de las rejillas. Conviene comentar que la gran mayoría de ríos del Perú son muy jóvenes y arrastran gran cantidad de sedimentos en épocas de crecidas, por lo que la construcción de estas tomas debe ser donde las condiciones lo favorezcan. Para concluir el tipo de bocatoma más recomendable para realizar la captación de un caudal determinado previamente, depende de la altura del vertedero, de las condiciones de la cimentación, el flujo en el río, remanso aguas arriba, de la disponibilidad de los materiales de construcción y del monto del dinero asignado pare Ia ejecución de la obra.
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 18
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
4.5-condiciones de diseño de bocatomas
Son varias las condiciones generales de diseño que debe cumplir una bocatoma, cualquiera que sea su tipo o características. Entre las principales están las siguientes: a) Asegurar la derivación permanente del caudal de diseño y de los caudales menores que sean requeridos. En algún caso se admite una interrupción temporal del servicio b) Proveer un sistema para dejar pasar la Avenida de Diseño, que tiene gran cantidad de sólidos y material flotante. En zonas sujetas al Fenómeno de El Niño es mejor utilizar un Hidrograma de Diseño. c) Captar el mínimo de sólidos y disponer de medios apropiados para su evacuación. Muchas veces esta es la clave del diseño eficiente. d) Estar ubicada en un lugar que presente condiciones favorables desde el punto de vista estructural y constructivo. e) Conservar aguas abajo suficiente capacidad de transporte para evitar sedimentación. f) Tener un costo razonable
4.6.- La ingeniería civil en el diseño de una bocatoma En el diseño de una obra de toma se requiere emplear al máximo los conocimientos del ingeniero civil. Las cinco fases correspondientes a una bocatoma son: a) Planeamiento b) Diseño c) Construcción d) Operación, y e) Mantenimiento. Son numerosos los aspectos de la ingeniería en general y de la ingeniería civil en particular que intervienen en el diseño de una obra de toma. Prácticamente debe emplearse a plenitud casi todas las especialidades de la ingeniería civil. Pero, además intervienen otros aspectos de la ingeniería. Sin pretender que la relación sea limitativa se presenta a continuación una relación de los principales temas vinculados al diseño de una obra de toma. Ellos son: RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 19
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
a) Estudio de la Demanda b) Topografía c) Meteorología d) Hidrología e) Transporte de Sedimentos f) Hidráulica Fluvial g) Geología h) Geodinámica i) Geotecnia j) Sismicidad k) Materiales de Construcción l) Diseño Hidráulico m) Diseño Estructural n) Diseño Electromecánico o) Procedimientos de Construcción p) Modelos Hidráulicos q) Costos y Presupuestos r) Análisis Económico y Financiero s) Estudio de Impacto Ambiental
4.7.-las bocatomas y el fenómeno del niño (fen)
De los numerosos problemas que tienen que enfrentar las bocatomas hay tres que se ven notablemente exacerbados durante el Fenómeno de El Niño, especialmente cuando tiene características de Meganiño y que están asociados a:
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 20
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
a) La precaria estabilidad fluvial, b) Las avenidas extraordinarias, y c) Las grandes descargas de sólidos.
4.8.-Elementos de una bocatoma
Canal de Limpia Gruesa.
Estructura de Captación o Toma. Ventanas de Captación.
Cámara de decantación o Desripiador . Rejillas.
Las Compuertas de Regulación. Muros de Encauzamiento . Diques de Encauzamiento.
4.8.1.-Canal de Limpia Gruesa .
El canal de limpia gruesa es el componente de la estructura que permite reducir la cantidad de sedimentos que tratan de ingresar al canal de derivación, así como eliminar el material de arrastre que se acumula delante de las ventanas de captación, para lo cual será necesario que la velocidad del agua sea capaz de remover estos sedimentos.
4.8.2.-Estructura de Captación o Toma.
Se ubica aguas arriba del barraje (móvil), en un lugar que minimice el ingreso de sedimentos y donde la topografía permita suficiente nivel para evitar obras complejas. La estructura está compuesta por las ventanas de captación, rejillas, cámara de decantación o desripiador, compuertas de regulación y canal de derivación.
4.8.3.-Ventanas de Captación.
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 21
Escuela Profesional de Ingeniería Civil La captación del agua se realiza mediante las ventanas de captación, las que se ubican a una altura mínima de 0,60 m sobre el piso del canal de limpia. Sus dimensiones son determinadas en función del caudal a derivar y de las c ondiciones económicas más aconsejables.
La altura para evitar ingreso de material de arrastre (ho), se recomienda 0.60 m como mínimo. Otros recomiendan ho ≥ H/3, aunque es obvio que cuando mayor sea h o menor será el ingreso de caudal sólido.
4.8.4.-Cámara de decantación o Desripiador.
Es el componente de la estructura que realiza la decantación y aquietamiento del agua que rebosan por el vertedero de la ventana de captación, atrapando el material que ha podido pasar a través de ella, antes que ingrese a la zona de compuertas de regulación; se le conoce como cámara de carga o cámara de decantación o desripiador. Se prefiere que su diseño se base en generar una velocidad que permita un arrastre del material que pudiera ser decantado, para lo cual es necesario dar una fuerte pendiente al canal desripiador, pero limitada por las cotas de salida que le permita el río, sobre todo en épocas de avenidas. Se recomienda una pendiente mayor de 2%. Asimismo, es conveniente que la compuerta de limpia del desripiador, tenga una abertura capaz de descargar el caudal de derivación en el mejor de los casos, pero es práctica común darle un ancho de 1.25 a 1.50 m a la compuerta.
4.8.5.-Rejillas.
Las rejillas impiden que los materiales de arrastre y suspensión ingresen al canal de derivación, los cuales causan obstrucción y desbordes aguas abajo de la captación. Se recomienda que dependiendo del tipo de material que se quiere impedir su ingreso, la separación entre platinas de rejilla varíe entre 1” y 4”, para material fino, y entre 4” y 8”, para material grueso. La colocación de la rejilla puede ser vertical o con una pequeña inclinación de 1:1/4 para facilitar la limpieza.
4.8.6.-Las Compuertas de Regulación. RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 22
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
Se ubican en el muro cabezal, para control del ingreso de agua al canal de derivación. Por lo general se recomienda que se dimensionen para que el área total de las compuertas se aproxime al área hidráulica del canal de derivación, así como que la velocidad de diseño del flujo se sujete al rango máximo de 2.0 a 2,5 m/s.
4.8.7.-Muros de Encauzamiento.
Estos elementos se emplean para orientar adecuadamente la corriente del río, permiten se formen las condiciones de diseño asumidas (ancho, tirante, remanso, etc.), serán dispuestos adecuadamente hacia aguas arriba y aguas abajo de la estructura. Los muros de encauzamiento serán de concreto, su dimensionamiento en altura, estará en función del control del nivel máximo de desborde del agua, y en profundidad, en resistir que la socavación afecte la cimentación de la estructura, y en espesor, en soportar los empujes laterales. Un criterio comúnmente adoptado, es que la altura de coronación del muro este por lo menos 0.60 m por encima del nivel máximo de agua y respecto a la cota de cimentación esté por debajo de la posible profundidad de socavación.
4.8.8.-Diques de Encauzamiento.
Son obras destinadas a proteger las riberas del río, para evitar erosiones, socavaciones e inundaciones a los terrenos ribereños, que podrían derivar en la formación de nuevos cauces en el río que pueda aislar la captación. Básicamente son diques del tipo enrocado y/o gaviones, que se plantean construir en ambas márgenes del cauce, tanto hacia aguas arriba como aguas abajo del punto de captación.
V.-DESARROLLO DEL TRABAJO
5.1.-descripción del sistema de riego macacona - quilloay RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 23
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
Esta estructura reemplaza e integra a las bocatomas existentes y contiguas Macacona y Quilloay, ubicadas en la margen derecha del río Ica y distanciadas una de la otra unos 35 m, en las progresivas 49+265 y 49+230. El funcionamiento de ambas bocatomas es precario e ineficiente que justifica el diseño y construcción de una nueva estructura 3 integradora y un desarenador, para un caudal de captación de 7.00 m /s, de los cuales 4 3 3 m /s corresponden al Sector Macacona y 3 m /s para el Sector Quilloay. En lo que sigue, se hace una descripción de cada uno de los componentes que consta el diseño de la nueva estructura Macacona – Quilloay.
5.2.- componentes de la bocatoma macacona_quilloay 5.2.1.-Aliviadero de Compuertas Está dispuesto para abarcar todo lo ancho del río, conformado por 05 compuertas planas deslizantes de 2.00 m de alto y 5.20 de ancho, accionadas por elementos mecánicos. Para su izaje o descenso se utiliza un tecle de 15 Tn montado sobre un carro troley que se desliza por una viga carril de acero tipo I con 9 m de largo, que se emplaza a 4.50 m de altura, apoyada en seis columnas de concreto de 0.30 x 0.40 m de área. Las compuertas pueden ser desplazadas a lo largo de la viga carril, por medio del carro troley para su almacenamiento externo en las acciones de control y mantenimiento.
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 24
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
Aliviaderos
de
compuertas
con
sistema
de
izaje
mecanico_automatico que
se
manipula
desde la caseta de control
CASETA DE CONTROL
EN ESTA FOTO SE PUEDE APRECIAR LOS CABLES QUE CONTROLAN LAS 5 COMPUERTA PLANAS CON SISTEMA DE IZAJE AUTOMATICO
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 25
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
5.2.2.-Muro “Alas” Aguas Arriba del Aliviadero de Compuertas
La finalidad de estos muros “alas” es dirigir el flujo del agua del río hacia el aliviadero de compuertas y poza de disipación. El ancho de los muros es variable desde 0.25 m, en la parte superior hasta 0.55 m, en la parte inferior.
MUROS “ALAS”AGUAS ARRIBA QUE DIRIGE EL FLUJO
DEL
AGUA
DEL
RIO
HACIA
LAS
COMPUERTAS DE VENTANAS DE CAPTACION
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 26
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
5.2.3.-Canal Despedrador
Está ubicado en el lado derecho del aliviadero, delimitado por el muro lateral de la ventana de captación y el muro guía que se alinea con el segundo pilar del aliviadero de compuertas, conformado por un muro de 0.30 m de ancho. La finalidad es retener y evacuar la bolonería que puede ingresar a éste, en forma directa del río.
CANAL DESPEDRADOR su función es retener la boloneria cuando estas se sedimenten evacuados
para al
rio
luego .tiene
ser una
dimensión de 1.80m de ancho x1.10 de alto, forma rectangular.
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 27
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
EL CANAL DESPEDRADOR tiene una compuerta rectangular
con
sistema de izaje manual en forma circular como se observa en la foto.
5.2.4.-Muro de la Ventana de Captación
La ventana de captación está ubicada en el muro de concreto de la margen derecha, de la bocatoma. Limita en su extremo de aguas arriba, con el muro ala de encauzamiento y en el otro extremo de aguas abajo, con el muro derecho de la poza disipadora. Observe que las 2 ventanas de captación llevan rejillas .
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 28
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
Las rejillas impiden que los materiales de arrastre y suspensión ingresen al canal de derivación, los cuales causan obstrucción y desbordes aguas abajo de la captación.
La captación del agua se realiza mediante las ventanas de captación, las que se ubican a una altura de 1.00m sobre el piso del canal de limpia.
Las
dimensiones
del
canal
de
captación eran de 3.85m x1.70m con alfeizer de altura 1.00m
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 29
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
5.2.5.-Cámara de decantación Es el componente de la estructura que realiza la decantación y aquietamiento del agua que rebosan por el vertedero de la ventana de captación, atrapando el material que ha podido pasar a través de ella, antes que ingrese a la zona de compuertas de regulación; se le conoce como cámara de carga o cámara de decantación o desripiador. Este componente de la estructura se encuentra ubicado inmediatamente después de la ventana de captación y conduce las aguas al canal desr ipiador y a la zona de compuertas.
CAMARA DE DECANTACION
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 30
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
5.2.6.-Canal Desripiador El desripiador es un canal que se encuentra ubicado después de la cámara de decantación, tiene sección rectangular y es abierta en la zona de la cámara de decantación y sección cuadrada cubierta a partir de esta zona hasta su entrega aguas abajo del aliviadero de compuertas. El desripiador permite la limpieza de material sólido grueso menor a 0.05 m que ingrese del río a través de la ventana de captación.
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 31
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
El Canal Desripiador permite la
limpieza de material sólido grueso menor a 0.05 m como las arenas que ingrese del río a través de la ventana de captación.
5.2.7.-Canal de Aducción
Este canal se inicia en la salida de la captación de la bocatoma, inmediatamente después de la zona de compuertas y empalma con el desarenador proyectado hacia aguas abajo, tiene 17.35 m de longitud y su cota de rasante varia de 457.83 a 457.78 msnm. La sección es rectangular uniforme, de 3.60 m de ancho por 2.00 m de altura, con un espesor de losa de piso de 0.30 m y espesores de muros de 0.25.
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 32
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
CANAL DE ADUCCION
5.2.8.-Desarenador – Aliviadero Esta estructura se ubica hacia el final del canal de aducción consta de una transición de entrada, cámara de sedimentación, aliviadero, canal lateral, compuerta y canal de purga, enrocado de salida, tramo de salida de la cámara, partidor y canales de entrega a los cauces existentes MACACONA_QUILLOAY.
5.2.9.-Canales de Empalme a los Canales Existentes
Estos canales se inician a partir del partidor del desarenador y empalman con los canales existentes, sus longitudes son de 33.00 m aproximadamente, para el canal Macacona y 50.00 m aproximadamente para el canal Quilloay.
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 33
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
CANAL
MACACONA
UBICADO MARGEN
EN
EL
CANAL
QUILLOAY
UBICADO
EN
MARGEN
DERECHO
EN
EN DIRECCION DEL
EL
IZQUIERDO
DIRECCION
DEL
AGUA DEL RIO
AGUA DEL RIO
CANAL
DE
EMPALME A LOS
CANLES MACACONA QUILLOAY
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 34
DE Y
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
5.2.10.-Diques de Encauzamiento y Defensa
Estas obras han sido proyectadas tanto en la margen derecha como izquierda del río, están orientadas a formar una sección estable del rió, con la finalidad de generar en época de avenidas, una distribución equilibrada de la corriente de agua y orientar e l flujo hacia la captación. Básicamente consisten en un dique terraplenado con material propio, con protección enrocada en su talud húmedo. Esta protección está constituida por bloques de roca pesada, cuyos diámetro varían de 1.20 m, en la parte inferior, hasta 0.60 m en la coronación, es decir con pesos aproximadamente de 2.00 a 1.50 Tn. Las dimensiones del dique son aproximadamente 4.00 m de altura del terraplén, 4.00 m de ancho de corona y 1:2 de taludes exteriores del relleno, el cual esta conformado por material extraído y arrimado del lecho del cauce, compactado e n capas.. Los diques enrocados se han proyectado, hacia aguas arriba de la bocatoma .
Enrocados Ubicado aguas arriba y aguas debajo de la Bocatoma MACACONA – QUILLOAY para evitar la erosión.
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 35
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
5.2.11.-Cerco Perimétrico y Caseta de Vigilancia
Perimetralmente a la bocatoma se tiene un cerco de concreto prefabricado junto a la puerta de acceso. El acceso a la bocatoma es por 1 puertas de 4.0m de ancho construida en base a tubos de acero y malla metálica.
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 36
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
CASETA DE CONTROL Y VIGILANACIA
VI.-CONCLUSION La nueva Bocatoma Macacona_Quilloay es una estructura hidráulica de fundamental importancia en un sistema de riego ya que asegura la captación del caudal de agua requerido, tanto en la época de estiaje como en la época de avenidas en el Rio ICA así como resistir la carga de la avenida milenaria; asimismo, la construcción de esta nueva obra tiene elementos de encauzamiento y protección, aguas arriba y aguas debajo de la captación, para garantizar una estabilidad del cauce y evitar cambios de curso de dirección de las avenidas. Se minimiza el problema de sedimentación en la bocatoma ya que ha sido diseñada con barrajes móviles en todo lo ancho de la estructura, debido a que los barrajes fijos
permiten la acumulación de material de transporte.
VII.- RECOMENDACIONES El tema de las bocatomas no es sencillo. Se requiere la consideración de muchos aspectos entre los cuales están los teóricos, experimentales y prácticos. En esta exposición se ha presentado no sólo una visión general del diseño de bocatomas, sino que tambi én se ha enfatizado su importancia en un proyecto de aprovechamiento hidráulico.
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 37
Escuela Profesional de Ingeniería Civil Debe tenerse presente que en el planeamiento, diseño, construcción, operación y mantenimiento de una bocatoma la ingeniería civil tiene un papel muy importante, pues se emplea a plenitud.
VIII.-BIBLIOGRAFIA http://dc396.4shared.com/doc/OW5qhKcb/preview.html http://es.scribd.com/doc/70238517/59730267-Que-Es-La-Bocatoma http://www.imefen.uni.edu.pe/Temas_interes/ROCHA/La_bocatoma.P DF http://es.scribd.com/doc/70237597/Diseno-de-Bocatomas-AlfredoManse
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 38
Escuela Profesional de Ingeniería Civil VIIII.-ANEXOS NUEVA BOCATOMA
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 39
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 40
Escuela Profesional de Ingeniería Civil BOCATOMA MACACONA _QUILLOAY
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 41
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 42
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
RECURSOS HIDRAULICOS
TEMA: BOCATOMA MACACONA-QUILLOAY
Página 43