DISEÑO DE CAPTACION TIPO BARRAJE

DISEÑO DE CAPTACION TIPO BARRAJE Datos de Entrada Población 2012(Po)

496 496 hab hab 100 l/hab l/hab/d /d 2.01% 20 años años

Dotación percapita(dot): percapita(dot): Tasa de crecimiento crecimiento Anual ( r ) Periodo de Diseño (t)

1. Calculo de la Poblacion Futura (Pf) Pf (hab) = Po (1+r/100*t)

Pf =

695 hab

2. Calculo del Caudal Promedio (Qp) Qp=

1.094 l/l/s

(NOTA: DATO DE HOJA DE CALCULO DE DEMANDA)

3. Calculo del Caudal Maximo diario (Qmd) Qmd= 1.3 (Qp)

Qmd=

1.422 l/s

4. Calculo del Tirante Medio del Agua (m) Qp (l/s (l/s)= )= 1.838 1.838 L x H¨(3 H¨(3/2) /2) Considerando :

L =

8.70 m 2.1 m /s

Q aforo =

H=

Formu Formula la de de Franc Francis is  Ancho del Vertedero Caudal Mínimo de Aforo de la Quebrada

0.25837 m

5. Calculo del Tirante Maximo del Agua (m) Qp (l/s (l/s)= )= 1.838 1.838 L x H¨(3 H¨(3/2) /2) Considerando :

L =

8.70 m 3 4.56 m /s

Q aforo =

H=

Formu Formula la de de Franc Francis is  Ancho del Vertedero Caudal Máximo de Aforo de la Quebrada

0.43324 m

6. Calculo de la velocidad de paso por la compuerta de entrada del caudal de diseño (m) V*=Qmd/A Considerando :

a= b= Q md =

V* =

0.25 m 0.1 m 3 0.0014222 m /s

0.057 m/s

ancho de la compuerta altura de la compuerta Caudal Máximo Diario

Considerando :

a*=

1 pulg

t=

0.21 pulg

espesor de la barra espaciamiento de cada barra son 8 barras

E=

0.830

8. Calculo de la Perdida de Carga en la entrega de la Compuerta (m) Hf (m) = K x ( t/a )* (4/3) Sen b x V x V / ( 2g )

Formula de Kirschmer 

Considerando :

k=

2.42 Se asume por ser de sección rectangular 

a=

1 pulg

t=

0.21 pulg

b=

90°

V=

0.05 m/s 2 9.8 m/s

g=

Hf 1 =

Vel. aguas arriba de la reja (V=V*xE)

0.000042 m

Hf (m) = 1.143 x (V*2-V¨2)/ 2g

Formula de Metcalf & Eddy

Hf 2 =

0.000068 m

9. Calculo de la caja de regulación y distribución de caudal Vr = Q x T Considerando :

4.56 m /s

Q aforo = T=

0 s

h=

0.23 m

Caudal Mínimo de Aforo de la fuente Tiempo de retención  Altura de la caja de regulación

 Ancho = 2 x Largo

Vr = Ancho = Largo =

0.0828 0.6 0.6

m3 m m

10. Calculo del tirante de agua en el vertedero triangular y el nivel de rebose de la caja de regulación Q = 1.4 x H*(5/2) Considerando :

Q diseño =

Formula de Thomson 0.00142 m /s

Caudal Máximo Diario

H=

0.06 m

Tirante de agua en el vertedero

Nivel de Rebose =

0.29 m

Sobre el nivel de fondo de la caja de distribución

11. Determinación del Diametro de la Linea de Conduccion (D) Vc=1.974*Qmd/D

^2

D= Raiz(1.974*Qmd/Vc)--->D(pulg), Qmd(L/s), Vc(m/s)=Recomendable: 1.0m/s-1.5m/s, Vc>0.6 m/s

 Asumiendo Veloc (Vc) = D=

1.2 m/s 1.530 pulg

Diametro Comercial D= Velocidad Recalculada Vc=

2 pulg 0.70 m/s

12. Diametro de la canastilla de salida (comienzo de la conduccion) (Dc) Dc=2*D+1

Dc=

4.00 pulg

13. Determinar el Numero de Ranuras de la canatilla(n1) y su longitud (lc) Si cada ranura de la canastilla tiene dimensiones definidas: a * l Entonces: Qmd = Cd*(n1*a*l)*V --> Qmd(m3/s), Cd = 0.6-0.8, a y l (metros), V=Vc(m/s) n1= Qmd/(a*l*V)

 Asumiendo un Cd=

0.6

l=1/4*p*Dc l (calculado)=

0.080 m

a(asumido)=

0.0015 m

n1= n1=

28.22 29.00 ranuras

lc=2*(12a)+n1*a+(n1-1)*6a lc= lc=

0.3315 m 34 cm

14. Determinacion del diametro de la tuberia de rebose (Dr) Dr=Raiz(1.974*Qmd/Vr) ---> Dr(pulg), Qmd(L/s), Vr=0.5 m/s Vr(asumida)=

0.5 m/s

Dr=

2.4 pulg

Diametro Comercial Dr= Velocidad Recalculada Vr=

2.5 pulg 0.45 m/s

DISEÑO DEL BARRAJE (DISEÑO DEL BARRAJE SEGÚN EL TEXTO "LIN EAMIENTOS PARA EL DISEÑO DE TOMAS DE CAPTACIÓN " DE HUGO AMADO ROJAS RUBIO)

1. Longitud del barraje En función del ancho del cauce L longitud del barraje 2. Altura del barraje P Altura del azud ho Altura de la toma h Altura de la ventana de la captación r Resguardo d Diámetro conducción salida H Carga de agua disponible 3. Altura de agua sobre el vertedero

L Q Hd

longitud del barraje caudal a aliviar altura sobre vertedero

4. Velocidad de llegada v Q L Hd

8.70 m

0.9 0.6 0.2 0.1 0.063 0.637

Asumido Asumido Asumido

Q p (l/s)= 1.838 L x H (3/2) Fórmula de Francis 8.70 m 2.1 m3/s 0.258 m v=Q/(L*H)

velocidad de llegada caudal a aliviar longitud del barraje altura sobre vertedero

0.93 m/s 2.1 m3/s 8.7 m 0.26 m

X1.85=2(Hd)0.85 Y

5. Forma del perfil de la cresta del barraje vertedero Hd

m m m m m m

Calado de agua aguas arriba del barraje

0.90 m x 0.00 0.15 0.30 0.45 0.60 0.75 0.90 1.05 1.20 1.31

y 0.000 0.016 0.059 0.125 0.213 0.321 0.450 0.598 0.766 0.900

H-Y 0.900 0.884 0.841 0.775 0.687 0.579 0.450 0.302 0.134 0.000

Forma del perfil de la cresta del barraje vertedero

1.000 0.900 0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000 -0.100 0.00

Series1

0.15

0.30

0.45

0.60

0.75

0.90

1.05

1.20

1.31

6. Dimensiones del colchón disipador VELOCIDAD Y TIRANTE AL PIE DEL AZUD v1=(2g·(C0-C1+P+H-d1+vH2/2g-hf 0-1))1/2 C0

cota del terreno aguas arriba del azud

C1

cota del colchón disipador

r=C0-C1 P H d1

Entre 0.5-1.0 altura del barraje altura lámina vertiente tirante del río al pie del talud (≥0.1m)

hf 0-1

pérdida de carga entre 0 y 1 0.1·vH2/2g

0.5 0.9 0.26 0.0879

m m m m

0.0044 m

vH

velocidad en la cresta del barraje

0.93 m/s

v1

velocidad al pie del talud

5.62 m/s

Comprobación:

v1=Q/(L*d1) 2.75 m/s

TIRANTE CONJUGADO d2=-d1/2+(d12/4+2·(v12/g)·d1)1/2 d2

d1

tirante conjugado tirante del río al pie del talud (≥0.1m)

v1

velocidad al pie del talud

0.71 m

0.0879 m 5.62 m/s

Asumido

Asumido

LONGITUD DEL COLCHÓN DISIPADOR Schoklitsch

L=(5 a 6)·(d2-d1)

L d1

longitud del colchón disipador tirante del río al pie del talud (≥0.1m)

3.42 m 0.0879 m

d2

tirante conjugado constante (5 a 6) Safranez

L

0.71 m 5.5 L=6·d1·F1

longitud del colchón disipador v1/(g·d)1/2

3.19 m

5.62 m/s

d1

velocidad al pie del talud tirante del río al pie del talud (≥0.1m)

L

longitud del colchón disipador

F1 v1

Asumida

6.05 0.09 m/s 4m

ADOPTADA