Nota: lo que esta de amarillo es para cambiar datos, lo de color rojo son datos q se p los de color verde son calculados ya sea en en el Hcanales o en la calculadora
DISEÑO DEL AZUD TIPO CREAGER Para El perfil del Azud tenemos lo siguiente Qcrecida= 23 m3/s v= 3 m/ m/s (velocidad del río) L= 11 m (ancho del rio) Tenemos la siguiente ecuacion: Hd=Carga de agua en la cr
Hd=
0.697 m
Paramento P=
2.5 m
Entonces: 0.5Hd= 0.2Hd= 0.175Hd= 0.282Hd=
0.348 0.139 0.122 0.197
m m m m
Si el paramento aguas arriba es vertical tenemos: k= 2 n= 1.85 y con la ecuación siguiente:
X
n
K
*
Hd Hd
n 1
*
Y 0 0.00 -0.5
X
Y
0.00 0.65 0.95 1.18 1.38 1.55 1.71 1.86
0 0.250 0.500 0.750 1.000 1.250 1.500 1.750
0 -0.25 -0.5 -0.75 -1 -1.25 -1.5 -1.75
-1 -1.5 -2 -2.5 -3
2.00 2.13 2.26 2.38 2.49
-2 -2.25 -2.5 -2.75 -3
2.000 2.250 2.500 2.750 3.000
-3.5
Cálculo del Radio del Azud Velocidad a la salida del vertedero
V= 6.18 m/s Radio de la cubeta para la salida aguas abajo del vertedero
R=
3.334 m
CUENCO AMORTIGUADOR TIPO SAF Este tipo de disipador se va a utilizar debido a que el número de froude es bas Hd = V1 = L= Qcrecida=
Hd=Carga de
0.69 0.697 7 m 6.18 m/s
V1=Velocidad
1 1 m.
L=ancho del rí
23 m3/s m3/s
Altura contraida Y1 Q
V 1* A1
Y 1 Q
Ho =
/ V 1 *
Y1=
L
0.33 0.338 8 m P=
Número de Froude L.R.
Fr 1
0.697
V 1 gy 1
Fr1= 3.393
Altura Conjugada Y2
2.50
2.00 2.13 2.26 2.38 2.49
-2 -2.25 -2.5 -2.75 -3
2.000 2.250 2.500 2.750 3.000
-3.5
Cálculo del Radio del Azud Velocidad a la salida del vertedero
V= 6.18 m/s Radio de la cubeta para la salida aguas abajo del vertedero
R=
3.334 m
CUENCO AMORTIGUADOR TIPO SAF Este tipo de disipador se va a utilizar debido a que el número de froude es bas Hd = V1 = L= Qcrecida=
Hd=Carga de
0.69 0.697 7 m 6.18 m/s
V1=Velocidad
1 1 m.
L=ancho del rí
23 m3/s m3/s
Altura contraida Y1 Q
V 1* A1
Y 1 Q
Ho =
/ V 1 *
Y1=
L
0.33 0.338 8 m P=
Número de Froude L.R.
Fr 1
0.697
V 1 gy 1
Fr1= 3.393
Altura Conjugada Y2
2.50
Y 1
Y 2
2
1
Y2=
1 8 Fr 1
2
1.46 1.463 3 m.
1. La longitud del cuenco disipador para número de froude entre 1.7 y 17 se d
LB
4 . 5 * Y 2
Fr 1
LB=
0 . 76
2.60 2.601 1 m.
2. La altura de los bloques de entrada y los bloques de salida del piso es Y1 y
S
0.75Y 1
S=
0.25 0.254 4 m.
3. La distancia desde el extremo de aguas arriba del cuenco disipador hasta lo LB 3
LB /3=
0.86 0.867 7 m
4. No deben localizarse bloques en el piso más cerca de las paredes laterales q 3 8 3 8
y 1
y 1
0.12 0.127 7 m
5. Los bloques del piso deben localizarse aguas abajo enfrentados a las abertu 6. Los bloques del piso deben ocupar entre el 40% y55 % del ancho del cuenc 7. Los anchos y el espaciamiento de los bloques del piso para cuencos diverge 8. La altura del umbral de salida está dada por:
C
C=
0 . 07 *
y2 0.01 0.0102 02 m
9. La profundidad de salida de aguas abajo por encima del piso del cuenco dis Y´2= 0.85*Y2 ; Si 5.5 ≤ Fr ≤ 11
Y´2=
48.952 48.952 pies pies
10. La altura de los muros laterales por encima de la profundidad de salida m z
Z=
2
Y 3
16.317 16.317 pies pies
11. Los muros de salida deben ser iguales en altura a los muros laterales del c 12. El muro de salida debe localizarse con un ángulo de 45 grados con respect 13. Los muros laterales del cuenco disipador pueden ser paralelos o divergir 14. Debe utilizarse un muro cortina de profundidad nominal en el extremo del 15.El efecto de atrapamiento de aire no se considera en el diseño del cuenco.
MUROS DE ALA P=
2.5
Hd=
P=Paramento Hd=carga de agua en la crest
0.697 m
Ha= altura de los muros de al
Ha=P+H+hs H=P+Hd hs=20%H
3.197 0.639 m
Ha=
6.336
θ=
15⁰
hs=altura de seguridad
m
θ= ángulo de los muros de al
0.697
Ho =
Ha=
m
6.34
P=
2.50
L.R.
REJA DE ENTRADA.( LATERAL) Qdis= Y= H= z= k=
6.00 1 .5 1 .2 0.2 0.85
m3/seg m m m
Caudal de diseño Umbral desde el fondo del río y desripiador Carga de agua Desnivel entre superficies Coeficiente adicional de perdida
M= coeficiente para el vertedero de cresta delgada
M=
1.998
s= coeficiente de correccion por sumersion.( asumido)
s=
0.575
Formula para el ancho libre de la reja
b=
Barrotes Recta
4.674 m
Tomamos : separacion entre barrotes (s)= ancho de barrotes (a)= altura de barrotes(L)=
0 .2 m 0.1 m 1.00 m
a= 0.10
Numero de espacios (n) 4.67 0.2 Numero de barrotes (N)=
=
23
23-1=
22
Ancho total de la reja: B= b+( b+( N*a) N*a) B= 6.874
m
˜
6.900 m
Suponiendo que el Qmedio del rio es de = Seccion mojada del rio Ar= 75 m2 Qmedio= Vr*Ar Vr= 0.240 m/seg
18 m3/s m3/seg eg
Vr= velocidad
La velocidad con la que el agua pasa por la reja (Vc) Qdis= L= b=
6.00 1.00 4.674
Qdis= Qdis= Areja Areja * Vc Arej Areja= a= L*b L*b
m3/seg m m
Caudal de diseño Altura de los barrotes ancho libre de la reja
Vc=
1.28
m/s
Se calcula el ángulo entre la dirección del canal y del río que debe ser
Vr Vc
=
α=
0.187 79.22
Es decir que la reja debe tener un angulo de: 90 - α =
10.78
s L=
1m
B=
6.900 m
DESRIPIADOR Datos de Ingreso: Qdis=
6 m3/seg
Caudal de diseño
z=
0.2 m
Desnivel entre superficies
H=
1.2 m
Carga de agua
P=
2.5 m
Paramento
B= Y=
6.9 m 1.5 m
m³/seg
ancho total de la reja Umbral desde el fondo del río y desripiador
M= coeficiente para el vertedero de cresta delgada
M=
1.998
s= coeficiente de correccion por sumersion.( asumido)
s=
0.575
El vertedero de salida se calcula con la misma fórmula de vertederos sumergidos
bd= al tomar H=
4.000 m
˜
3.973 m
1.2 m se observa que la cresta del vertedero queda
y que por lo tanto para el vertedero Y=
1.3 m
sin embargo el valor de M es de
y ya no
2.014 como cambia muy poco se considera igual
El ancho del desripiador se calcula en funcion del re salto sumergida Qdis/B=
B=ancho tota Qdis= Cauda
0.87 m^2/s
Debido al resalto sumergido tenemos: T
Vo
2
2g
V 1
T
2
Q A
D 1
T
D1
V 1
2g
Q D1* B
Q
2
2 g * D 1
T= Altura tot Y= umbral d H= Carga de
Y
2
* B
2
H
La altura D1 contraida por Bernoulli es :
Y H D1
D1=
Q2 2
2 g * D1 * B
2
0.127 m
Calculadora
La altura conjugada D2
D2
D1 2
1
D2= Como:
8Q
g
* B
2
2
* D1
3
1
1.040 m D2
< 1.040
<
H+Y 2.5
el resalto esta completament
La longitud del resalto hidraulico segun Pavlovski se tiene: Lr 2.5*( H Y ) * D2 D1
Lr=
6.182954211 m
6.00 m
˜
Lr= bds bds=
6.00 m
bds= ancho superior del desripiador
Para el calculo de la pendiente del desripiador (S) se considera un canal con las siguie Q dis=
6.00 m^3/s
n=
0.025
Caudal de captacion Rugosidad debido a la presencia de piedras
b=
1.2 m
Ancho del canal (asumido)
Y=
1.3 m
Y= umbral desde el fondo del río como
A=b*Y
A=Area mojada
A=
1.56 m^2
Y P=b+2*Y
P=perimetro mojado
P=
3.80 m
R= radio hidráulico R=
0.411 m
V=Q/A
V= Velocidad
V=
3.846 m/s
Se cálcula la gradiente necesaria para el desripiador (S)con la fórmula de Mann
De donde:
So=
0.03
la longitud del desripiador (L), se calcula como una tranisicion entre el ancho del desr Cálculo de la longitud en la superficie bds=
6.00 m
bds= ancho superior del desripiador
b= α=
1.2 m 12.5 º
b=Ancho del canal (asumido) ángulo maximo entre el eje d α= una de las lineas de los lados
L1
Lr b
2*tg
L1=
11.238 m 2
B B1 L'1 L2 2
2
L´1=
11.511
m
Cálculo de la longitud en el fondo bd=
4.000 m
b= α=
1.2 m 12.5 º
bd=Base inferior del desripiador b=Ancho del canal (asumido) ángulo maximo entre el eje d α= una de las lineas de los lados
L2
bd b 2 * tg
L2=
6.315 m
2
L' 2
bd b 2
L2
L´2=
6.468
m
12.5°
bds= 6.00
Desripiador
C
L'
COMPUERTA DEL DESRIPIADOR Hay que comprobar tambien que en primer instante en que la compuerta se abre, te Para que el desripiador pueda vaciarse hasta el calado de y=
1.3
Tenemos que la compuerta no trabaja sumergida y que parala relacion: a/Ho=
0.538
a=
Ho= con lo cual se tiene el valor de e, utilizando el cuadro 12-1 del libro de Kcrochin e=
0.648
e= Coeficiente de la compue
Tenemos entonces que el caudal que sale al abrir la compuerta(Qd)es, según la form k=
0.96
K= Coeficiente de sumersion
b=
1.2 m
v=
3.846 m/s
Qd=
b=Ancho del canal v=velocidad del canal
7.453 m^3/s
Este valor es superior al caudal de diseño Qdis=
6
m^3/s
L=
11.238 m
Longitud del desripiador
bd=
4.000 m
bd=Base inferior del desrip
Ho=
2.6 m
Ho= Carga antes de la compu
a=
1.4 m
a= Abertura de la compuerta
A=bd*Ho A= 10.4 m^2
A=area de la seccion transve
Vol=A*L Vol= 116.879 m^3
Vol=Volumen del desripiador
Asumiendo que todo es evacuado por la compuerta y que el caudad varia linealment tendriamos que el tiempo de vaciado seria : t=(2*Vol)/(Qd-Q) t= 160.865 s t= 2.681 min
CAMARA PEQUEÑA Qd= n=
7.453 m^3/s
Caudal de descarga de la com
0.014
Rugosidad de la camara
b=
1.2 m
S=
0.004
Yn=
2.91
A=b*Y A=
Ancho del canal (asumido) pendiente en el canal Calado Normal (obtenido de A=Area mojada
3.492 m^2
P=b+2*Y P=
P=perimetro mojado
7.02 m
R= radio hidráulico R= 0.49744 m V=Qd/A
V= Velocidad
V= 2.13434 m/s Altura total(Yt) Yt=Y+15%Y Yt=
3.3465 m
VERTEDERO LATERAL Vertedero de Excesos
Para nuestro caso tenemos: b= 2.5 m n= 0.014 So= 0.004 Q1= Q2=
Qd= Qdis= Qv=
1) Calculo de las alturas Sabiendo que:
b=base del ve
7.453 m3/s 6 m3/s 1.453 m3/s
Caudal a evac
Reemplazando formulas tenemos:
y
Para Q1=
7.45313 m^3/s Yo1= 1.227 Yc1= 0.768
Para Q2=
m m
6 m^3/s Yo2= Yc2=
1.041 m 0.665 m
Aguas Arriba (Hcanales)
Aguas Abajo (Hcanales)
2) Igualdad de Energias E1=E2 yo2=yo1
2
E2=
1.31 m
E1=E2
2
Resolviendo la Ecuacion y1= 0.906 m
(Calculadora)
3) Calculo de S (Metodo por Tanteos) 1ra Iteración Suponer que S= Lvertedero=
h1= Y1-S
0.7 m => aproximadacdel valor d 2.5 m
h1=
0.206
Calculo de k
k=
h1 h2
k=
0.604
0.206 0.341
=
Caclulo de h1 en f(la ecuacion del Q del vertedero)
h1=
0.813 m
Calculo de S
S= S=
Y1-h2 0.472
2da Iteración Suponer que S= Lvertedero=
0.434 m => aproximadacdel valor d 2.5 m
h1= Y1-S h1= 0.472 m
Calculo de k
k=
h1 h2
k=
0.778
0.472 0.607
=
Caclulo de h1 en f(la ecuacion del Q del vertedero)
h1= Calculo de S
S= S=
Y1-h2 0.000
0.607 m
DESARENADOR DE UNA CAMA Q dis= 6 m^3/s Caudal de dis Tamaño de las particulas de arena a depositarse 0.35 El canal que llega al desarenador tiene una seccion rectangular con los Qdis=
6.000 m^3/s
Caudal de descarga de la com
n=
0.014
Rugosidad de la camara
b= S=
1.2 m 0.004
Ancho del canal (asumido) pendiente en el canal
1.873
Clado Normal (obtenido de h
Yn=
A=b*Y A=
A=Area mojada
2.2476 m^2
P=b+2*Y P=
P=perimetro mojado 4.95 m
R= radio hidráulico R= 0.45443 m V=Q/A
V= Velocidad
V= 2.66951 m/s Altura total(Yt) Yt=Y+15%Y Yt= 2.15395 m El ancho de la superficie es:
˜ 1.2
2.200
m
Adoptamos una velocidad del agua en el desarenador (v) = Ad=Qdis/V=
20 m^2
Las paredes del desarenador tendrá un talud de m=
0.5
Adoptamos la relacion de ancho e n el fondo /profundidad= Tenemos entonces:
d= 2.82843 A=bdes*d+md^2 bdes 5.65685 m Para facilidad de construccio tomamos bdes= A=bdes*d+md^2 d= 2.810 m
bdes= base de 5.70
˜ 5.70
m. con lo qu
˜
2.800
El ancho de la superficie de agua será:
B=
8.500 m
La longitud activa del desarenador (L)esta dado por :
k= 1.2 L= 26.6667 m
˜
k=Coeficiente L=
La longitud de la transicion de entrada en la superficie sera igual a : B= b= L1= 16.4641
α=
La longitud de la transicion de entrada en el fondo sera igual a :
L2= 10.1491 m Escogemos el primer valor por ser mayor redondeando L a: El vertedero de paso tendra una carga de H= 0.25 Por lo tanto la longitud del vertedero (b) con un coeficiente de M=
Qdis=M*b*H^(3/2) b=
24.00 m
Esta longitud es mucho mayor que el ancho del desarenador y se la ubi Tenemos que :
y tambien que
Eliminando el radio R de las dos ecuaciones, nos queda b= B= La ecuacion se resuelve con aproximaciones:
161.776 De aquí obtenemos que aproximadamente:
α= α= y el radio:
42.5 42 º30´
32.355 m La longitud de la proyeccion longitudinal del vertedero esta dado por.
L´= 21.6499 m Para facilidad de lavado, al fondo del desarenador se le dara una pendiente(S
Tenemos que la longitud total (Lo )sera:
Lo=
49.5249 m
L= b= m=
La caida al fondo sera: h=S*Lo h=
2.476 m
Osea que la profundidad maxima del desarenador frente a la compuer p=d+h p= p=
d= 5.276 m 5.300 m
B=
8.50
m
0.5 h= 2.476 m
1
bdes=
5.70
Canal de Lava m
COMPUERTA A LA SALIDA DE LA C Hay que comprobar tambien que en primer instante en que la compue Para que la camara pequeña pueda vaciarse hasta el calado de y= Tenemos que la compuerta no trabaja sumergida y que parala r a/y=
0.515
con lo cual se tiene el valor de e, utilizando el cuadro 12-1 del libro de e=
0.646
e= Coeficiente
k=
0.96
K= Coeficiente
v= 2.13434 m/s
v=velocidad e
b=
b=base del ca
1.2 m
Tenemos en tonces que el caudal que sale al abrir la compuerta es, se
Qd=
8.38 m^3/s
Este valor es superior al caudal de diseño Qdis=
6
L=
10.000 m
Longitud de la
b
1.200 m
b= base del c
Yn=
2.91 m
Yn=calado nor
A=
A=b*Yn 3.492 m^2
A=area de la s
Vol=A*L Vol= 34.92 m^3
Vol=Volumen
Asumiendo que todo es evacuado por la compuerta y que el caudad v tendriamos que el tiempo de vaciado seria : t=(2*Vol)/(Qd-Q) t= 29.3427192 s t= 0.489 min
COMPUERTA DE REGULACION DEL CAUDAL DEL DISE Compuerta de interconeccion Qdis=
6.000 m^3/s
Caudal de diseño
n=
0.014
Rugosidad del hormigon
b= S=
1m 0.003
Ancho del canal (asumido) pendiente en el canal
2.724
Clado Normal (obtenido de h
Yn= A=b*Y A=
A=Area mojada 2.724 m^2
P=b+2*Y P=
P=perimetro mojado 6.45 m
R= radio hidráulico
R= 0.42246 m V=Q/A
V= Velocidad
V= 2.20264 m/s Altura total(Yt) Yt=Y+15%Y Yt=
3.1326 m
Ancho de la superficie del canal=
1
m d=
Cd= Cc*Cv
Cd=Coeficiente de descarga
Cc= Yn/a
Cc=coeficiente de contraccion
Cv=0,96+0,0979(a/d)
Cv= Coeficiente de velocidad a= abertura de la compuerta
Reemplazando en la ecuacion de Qdis real:
a=
-40.278
Como el valor de a es negativo se considera al caudal de diseño como
a=
0.588 m
˜
0.600
Para tener en el canal el caudal de diseño el cual es 6.000 se debe tener una abertura en la compuerta despues del desarenador
ueden tomar como constantes;
sta del azud
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
Series1
ante grande que el único disipador que recomienda la USBR es el tipo SAF para estos casos agua en la cresta del azud a la salida del vertedero o
d2= d1=
0.34
L=
2 .601 m
1.46
etermina mediante :
su ancho y espaciamiento es aproximado de 0.75y1 :
bloques del piso es:
ue:
ras de los bloques de la rápida. o disipador. ntes deben incrementarse en proporción al aumento del ancho del cuenco disipador en la secci
ipador está dada por:
xima esperada dentro de la vida útil de la estructura está dada por:
enco disipador y su parte superior debe tener una pendiente de 1:1. o al eje central de la salida. omo un extensión de lo muros laterales de la transición. cuenco disipador.
a del azud a
(12⁰- 20⁰)
Muros de ala
Plataforma de operacion
Z d
Rejilla P1
Desripiador
ngulares
L=
0.2
del rio
1m
con la direccion del rio
bds=
6.00
m
Colmatado
m 1,00 bd=
4.00
m
bd=Base inferior del desripiador 0.2 m mas abajo que el umbral de la reja
1.5 m como para el de la reja
l de la reja l de diseño
al de carga sde el fondo del río como del desripiador agua
-934.1082
e sumergido
2335.2705
0
-36
ntes condiciones
en el fondo
el desripiador
1.30
b=
1.2 m
ing:
ipiador y el canal de Interconexión
el canal desripiador y de la transicion , no debe exeder de 12,5º
el canal desripiador y de la transicion , no debe exeder de 12,5º
b=
1.2
m
nal de interconeccion
nga una capacidad mayor que Q= que se tiene para el canal m
1.4 m
6
a= Abertura de la compuerta
m^3/s
2.6 m
Ho= Carga antes de la compuerta
ta la siguiente: que varia entre o,95 y 0,97
y por lo tanto seria aceptable.Sin embargo el vaciado seria lento.
iador erta
sal
e de
7.453 a
6 m^3/s
puerta
Y=
hcanales)
tedero
ar
2.91
b=
1.2 m
122.625
-160.872733
e Y1
h2= Y2-S
0
55.5490834
h2=
0.341 m
e Y1
h2= Y2-S h2= 0.607 m
RA ño mm siguientes datos
W=
3.78 cm/s(tabla N 6-1 Velocidades de sedimentacion)
puerta
canales)
B=
0.5 1
h=
m
bdes=
0.3 m/s Ad=La seccion tranversal del desarenador
2
p=
Canal de Lavado de Sedimentos
l desarenador m la profundidad en el desarenador sale igual a: 0.5
5.70
-20
que varia entre 1,20-1,50 26.70 m
8.500 m 1.2 m
ancho en la superficie del desarenador Ancho del canal (asumido)
12.5 Angulo maximo entre el eje del canal desripiador y una de las lineas de los lados de la transicion , no debe exeder de 12,5º
bdes= base del desarenador
16.5 m m 2
icara a lo largo de una curva circular al final de la cual estara la compuerta de lavado
24.000 m 8.500 m
53 º20" 42.5
) del
longitud del vertedero El ancho en la superficie del desarenador (B)sera =
161.7675441
5 %.Esta inclinacion comienza al finalizar la transicion.
26.700 m 24.000 m 0.5
longitud activa del desarenado longitud del vertedero Las paredes del desarenador tendran un talud de m
a de lavado sera: 2.800 m
p=
profundidad de agua en desarenador
5.300
m
do de Sedimentos
MARA PEQUEÑA rta se abre, tenga una capacidad mayor que Q= que se tiene en el canal 2.91 m
6
m3/s
lacion: a=
1.5 m
y=
2.910 m
a= Abertura de la compuerta Ho= Carga antes de la compuerta
Kcrochin de la compuerta de sumersion que varia entre o,95 y 0,97 la camara pequeña al ún la formula siguiente:
m^3/s
y por lo tanto seria aceptable.Sin embargo el vaciado seria lento.
camara (asumida)
anal mal en la camara pequeña
eccion transversal
del desripiador ria linealmente de
O
canales)
8.380 a
6 m^3/s
5.300 m
profundidad de agua en desarenador
n caudal teorico Qt=
6.000 m^3/s
m m^3/s a=
0.600
m
n donde se localizan los bloques.
