hoja excel para el diseño de una bocatomaDescripción completa
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DEFINICIÓN Y ANÁLISIS LAS PARTICULARIDADES Y LOS DIFERENTES TIPOS DE BOCATOMAS.
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ESTUDIO HIDROLOGICO PROYECTO: MEJORAMIENTO DEL CANAL "PAKI-PACAGUA" CALCULO DEL CAUDAL DE MAXIMA AVENIDA: QDA.
Debido a la falta de información hidrometereológica en determinadas zonas que justifiquen el diseño hidráulico de las estructuras proyectadas se plantean métodos de cálculo empíricos en base a observaciones y parámetros determinados de acuerdo a las características geomorfológicas y de cobertura vegetal de la zona donde se ubica el proyecto. Con la finalidad de dimensionar el muro de encauzamiento y la estructura de la Bocatoma se calcularán los caudales instantáneos, por medio del método empírico: "Método de la Sección y la Pendiente", basado en las observaciones de las huellas o marcas de agua dejadas sobre el cauce del río por las aguas de máximas avenidas.
A.-METODO DE LA SECCION Y LA PENDIENTE Para aplicar el siguiente método debe realizarse los siguientes trabajos de campo: 1- Selección de varios tramos tramos del río 2- Levantamiento topográfico de las secciones tranversales seleccionadas ( 3 secciones mínimas ) 3- Determinación de la pendiente de la superficie de agua con las marcas o huellas dejadas por las aguas de máximas avenidas 4- Elegir un valor de coeficiente de rugosidad ( n ) el más óptimo. 5- Aplicar cálculos en la formula de Manning. Qmax. = A * R^(2/3) R^(2/3) * S^(1/2) / n
Grado de irregularidad:
A B C D
ninguna leve regular severo
Grado de irregularidad adoptado:
Secciones Variables
A B C
A B C D
A B C D
0.005
B
=
0.005
B
=
0.01
despreciables menor apreciable severo
Efecto de las obstrucciones adoptado:
Vegetación:
=
leve regular severo
Variación de la seccción adoptada:
Efecto de las obstrucciones:
B
ninguna poco regular alta
n = 0.030
Cauce de piedra fragmentada y erosionada de sección variable con algo de vegetación en los bordes y considerable pendiente (ríos de ceja de selva ) n = 0.035
Cauce de grava y gravilla con variación considerable de la sección transversal con algo de vegetación en los taludes y baja pendiente (ceja de selva ) n = 0.040-0.050
Cauce con gran cantidad de canto rodado suelto y limpio, de sección transversal variable con o sin vegetacion en los taludes (ríos de sierra y ceja de selva ) n = 0.060-0.075
Cauce con gran crecimiento de maleza, de sección obstruida por la vegetación externa y acuática de lineamiento y sección irregular (ríos de la selva ) VALOR DE RUGOSIDAD " n " SEGÚN SCOBEY Seleccionando el menor "n" de estos dos criterios
0.045 0.045
CALCULO DEL CAUDAL DEL RIO POR LA FORMULA DE MANNING
A : Area de la sección del río en la avenida P : perimetro mojado de la avenida S pendiente pendiente de la superficie superficie del fondo
9.9 m2 21.20 m 0.053 m/m
DISEÑO DE LA BOCATOMA "PAKI" 1.- Consideraciones generales en el diseño de la Bocatoma: a) Debido a la falta de información hidrometereológica en la zona, el caudal de diseño se ha determinado mediante el método empírico de la Sección y Pendiente con el cual se realizarán re alizarán el dimensionamiento las estructuras que componen c omponen la Bocatoma. Debido a la pendiente fuerte de la quebrada se diseñará la bocatoma para un resalto del tipo barrido, dado que no se consigue la sumergencia por el tipo de flujo supercrítico aguas abajo
2.- Cálculo de las Caraterísticas Caraterísticas del Río Datos de entrada: Q= 30.490 m3/s m3/s n = 0.045 S= 0.0530 Lo = 8.500 m 0 dn = #NAME? m A= #NAME? m2 P= #NAME? m R= #NAME? V= #NAME? m/s hv= #NAME? m
Caudal Caudal Máxi Máxima ma Aven Avenida ida calc calcula ulado do Rugosidad de río Pendiente promedio del lecho de quebrada Ancho de cauce de Quebrada Tirante normal Area Perímetro mojado Radio hidraulico Velocidad Altura de velocidad
2.- Dimension Dimensionamien amiento to de la Ventana Ventana de Captació Captaciónn
Q=
1 n
AR
2
3
S
1
2
b) Sí trabaja como vertedero h=
0.400 m
altura ventana de captación
é Qc ù h=ê ú ë1.84 L û
3.- Altura Altura de barraj barrajee
Co= ho = h= C c= P=
3999.800 m 0.400 m 0.400 m 4000.800 m 1.000 m
Cota Cota del del llec echo ho del del río río agua aguass arr arrib ibaa del del barr barraj ajee altu altura ra del del umb umbra rall del del vert verted eder eroo de de cap capta taci ción ón altura de la ventana de captación calculado Cota de la cresta del barraje altura del paramento aguas arriba
4.- Dimension Dimensionamien amiento to del barraje barraje a) Descarga sobre el vertedero Línea de Energía
Ha He
Hd (4)
C
X 1.85 = 2. Hd 0.85Y
2
3
Ecuaciones para el coeficiente de descarga C, Según Gehy (1982) en función de la relación P/Hd, donde P es la altura del paramento de aguas arriba, y H d la carga de diseño sobre el vertedero, siendo válido si H d = He del Cimacio.
b) Perfil de la cresta del vertedero del barraje
Y = z=
#NAME? X 1.85 1.50 m
Ecuación general del perfil; Talud aguas abajo del barraje
æ X 1.85 ö ÷ ç H 0.85 ÷ è d ø
Y = 0.50ç
a d
H 5 . 1 = R
1
1.50 Ty
a Tx
T
c) Cálculo del nivel máximo y longitud del colchón disipador
Ho= BL= Altura Muro=
#NAME? m 0.200 m #NAME? m
Por Bernoulli y continuidad entre O y 1:
Nivel máximo Borde libre Ho+BL
d2 =
- d1
d2=
2
2
+
d1 4
+
#NAME?
2 2V 1 d 1
g
m
Tirante conjugado mayor
#NAME?
El resalto es barrido y la longitud del resalto es igual a la longitud del colchón o cuenco amortiguador. Longitud del colchón disipador: 1
Según Schoklitsch: Ld=
2
3
m
L d = 4 . 7 . d 1 . F 1
#NAME?
m
Según U.S. Bureau Of Reclamation: Ld=
4
#NAME?
Según Safranez: Ld=
Ld = (5 6)(d 2 d 1 )
#NAME?
Según Silvester: Ld=
Ld = 4.d 2
m
L d = 7 . 65 d 1 ( F 1 1 )
#NAME?
m
#NAME?
m
1 . 01
Valor Promedio: Ld=
Valor usado en el diseño
LH=
#NAME?
m
LP=
#NAME?
m
Longitud de de co contactos horizontales o que ha hacen un ángulo menor de 45º con la horizontal. longitud total de la fundación de recorrido del agua L p =
C= Z= Lw=
3.000 #NAME? m #NAME?
m
L H 3
+ LV
Coeficiente de Lane que depende del terreno, Ver Tabla 01 Diferencia de carga hidrostática ent entre lala cresta del barraje y uña terminal de la poza de disipación. Longitud del camino de percolación
#NAME?
Tabla 01 Valores del coeficiente C para los métodos de Bligh y Lane Lecho del Cauce Arena fina y limo Arena fina Arena gruesa Gravas y arena Bolonería, gravas y arena Arcilla
6.- Longit Longitud ud de Escoll Escollera era (Le) (Le)
Tamaño de grano (en mm) 0.005 á 0.01 0.1 á 0.25 0.5 á 1.0