OBRAS HIDRAULICAS Tema: Obras de captacion en rios
Grupo
8
Eemp!o de Ap!icaci"n En un rio de !a #ona sierra$ se %a determinado pro&ectar una obra de toma de a'ua$ para irri'ar una cantidad de %ectareas a peticion de !a comision de re'antes de !a #ona$ para eso se tienen !os datos( ES)UE*A DE LA BOCATO*A + ,ARTES
-( I./OR*ACIO. ,RE0IA
Período de diseño Población de diseño Caudal de diseño "#oro del río
Tenemos los datos recopilados de la zona para el diseño.
SI*BOLO
0ALOR
U.D
P
20 3833 4.6 0.0! 20.0 0.2 $.!
años hab ls m3s m3s m3s m
Q Qseco Qmáx Qpromedio
"ncho del río
1( DISE2O DE LA ,RESA CARACTERISTICA
SI*BOLO
0ALOR
U.D
Ancho de la presa
L
0.!
m
0.03
m
L'
0.4%
m
V r
0.32
ms
Lámina de agua en las condiciones de diseño Correción por las dos contracciones laterales
H
/OR*ULA
2
Q 3 H = 1.84 L
1
!
n&2
L' = L − 0.1* n * H
Velocidad del río sobre la presa 'eri#icación
OBS
V =
Q L'* H
0.3m / s
< V <
3.0m / s
3( DISE2O DE LA RE4ILLA + EL CA.AL DE ADUCCIO.:
CARACTERISTICA
SI*BOLO
0ALOR
U.D
s
0.2!
m
/OR*ULA
OBS
Alcance "ilo superior
4
X s= 0 . 3 6 V
2
r
+0 .
60 H
7
3
Alcance "ilo in"erior
i
Ancho del canal de aducción Se adopta
#
3
0.$!
m
X i =0 . 18 V r
0.3! $%&$
m
B
=
X s
+
4+
0 . 7 4 H
7
0.10
4
$%$)+- $%$/ $%1
m m
$%)$
ms
An
0.0!$
m2
Lr
0.$6
m
(iámetro barrote )*+, .eparación entre barrote Coe"% (e "lu0o
b a !
Velocidad entre barrotes Se supone
V b
φ $2(
Area neta de la re0illa Longitud de la re0illa Se adopta 2ue3a Area neta de la re0illa 24mero de ori"icios Se adopta
An
=
Lr =
Q K *V b
An * (a + b) a * B
$%-$ An
2
0.223
$$. $6
m2
ori #ic ios
N =
)+
Area neta "inal de la re0illa
An
0.240
Velocidad entre barrotes
V b
0.02
Longitud "inal de la re0illa
Lr
0.)!
CARACTERISTICA
SI*BOLO
0ALOR
A n =
m2
m
U.D
a+ b
∗
B∗ L r
An a * B
A n = a∗B∗ N V b
ms
a
Lr
=
=
Q K * An
An * (a + b) a * B
/OR*ULA
OBS
Aceleración de gra3edad 5spesor de muro Pendiente "ondo canal #ordo libre
g e i #%L
%.8$ 0.30 0.03 0.$!
ms2 m m
.i5e!es de a'ua en e! cana! de aducci"n Pro"undidad
1 3
aguas aba0o
he
0.02
m
he
*on+itud crítica Pro"undidad
Lc
$.0!
m
Lc
aguas arriba
ho
0.02
m
2 = Q 2 g * B
= hc
= Lr + espesor (muro)
[ ( )]
ho = 2 h 2 + h e −
iLc
e
2
1 2
3
2 −
3
iL c
Altura total del canal de aducción Aguas arriba
H o
0.$)
m
Aguas aba0o
H e
0.20
m
V e
0.48
ms
H o H e
=
Velocidad del agua al "inal del canal 'eri#icación
1
!
V e
=
B. L.
=
ho
+
he
+
(ho
−
he ) + iLc
+
B.L.
Q B * he
0 . 3 m/ s < V e < 3 . 0 m / s
6( DISE2O DE LA CA*ARA DE RECOLECCIO.:
CARACTERISTICA
SI*BOLO
0ALOR
U.D
s
0.2%
m
/OR*ULA
OBS
Alcance "ilo superior Alcance
X s= 0.36 V
2+
e
3
0.60 h
4
e
7
"ilo in"erior
i
Ancho de la cámara de recolección Se adopta
#cámara
0.$6
m
X i =0 . 1 8 V
4
e
0.!%
Lcámara espesor muro
BL
Borde libre Fondo (cabeza)
m
+0 . 7 4 h
7
e
3 4
B = X s + 0.30
)%/$
Por la #acilidad de acceso , mant
$.!0 0.30 0.$! 0.60
-e adopta una cmara cuadrada m m
CALCULO DE LA ALTURA DE LOS *UROS DE CO.TE.CIO CARACTERISTICA
SI*BOLO
0ALOR
U.D
Anc%o Borde !ibre
L BL
$ /3.%$
m m
H'
4.%$
m
H
-(
Altura de los muros de contención
/OR*ULA
H =
(
Q máx 1 . 8 4 L
)
OBS
2 3
H = H ' + B . L .
9( CALCULO DE COTAS C6A $00.00
ondo del río en la captación *mina sobre la presa iseño 5ima Promedio
H 0.03 ).)% 0.36
$00.03 $0).)% $00.36
Corona de los muros de contención
$.00
$0$.00
Canal de aducción ondo a+uas arriba ondo a+uas abao *mina a+uas arriba *mina a+uas abao
0.$) 0.20 0.02 0.02
%%.83 %%.80 %%.8! %%.83
Cmara de recolección Cresta del 7ertedero de e5cesos ondo
0.$! 0.60
%%.6! %%.0!
*1ido del plano topo+r#ico
-e adopta en esta etapa del diseño un 7alor de 60 cm por ls p1rdidas de conducción de la bocatoma al desarenador Tubería de e5cesos Cota de entrada %%.0! Cota del río en la entre+a %).6! *1ido del plano topo+r#ico Cota de salida %).%! *a cota del río en el punto de descar+a corresponde a la cota m5ima del río !0 metros a+uas debao de la captación
( CALCULO DEL CAUDAL DE E;CESOS: CARACTERISTICA Lámina de agua en las condiciones de diseño
SI*BOLO
0ALOR
U.D
H
0.36
m
/OR*ULA
(
H =
Q promrío 1.84 L
)
OBS 2 3
Caudal captado a tra37s de la re0illa
Q captado
0.$%2
Coeficiente de descarga Caudal de
C d
0.3
m3s
Qcaptado = C d An 2 gH
Qexcesos Qcaptado Qdiseño =
−
excesos
Q excesos
0.$8)
m3s
Qexcesos Qcaptado Qdiseño =
( )
Lámina o altura de excesos
Q exc .
2 3
H exc%
0.$) 99
m
H exc .=
V exc%
0.)!
m
Q exc . V exc .= H exc .∗B cámara
s
0.!$
m
Vol4men de excesos
−
1 . 8 4 L
Alcance "ilo superior
:l 7ertedero de e5cesos estar colocado a
$%8
X s= 0.36 V
2
exc
+ 0 . 6 0 H
4 7
3
exc
m de la pared de la cmara de recolección
8( CALCULO DE LA TUBERIA DE E;CESOS: CARACTERISTICA
SI*BOLO
Perdida de carga
i
Perdida de carga unitaria (iámetro interno de la tubería
9
( Se adopta
0ALOR
U.D
2.2$ 999
;
0.022$
0.33 $2.86 ):
/OR*ULA i=
OBS
Cotaentrada−Cotasalida ∗100 Lonit!d
mm
m ( (
" =
(
Q exc 0.54
0.2785 ∗C ∗#
)
1 2.63
RESULTADOS + DI*E.SIO.ES
;esultados del diseño% Planta < 0.6
0.3
0.2
0.40
0.) 0.0!
0.! $.!
φ $2(
0.)0
"
"
$2 ori#icios 0.30
0.)0
0.8
(
$.!0
$3
al desa+ue compuerta
Tapa >. φ 0.6
:scalones φ 34( c0.30 "l desarenador <
;esultados del diseño% Corte #<# 0.6
0.!
0.3
$.!0
$0$.00
$0).)% =i7el 5.
$00.36 =i7el Prom. $00.03 =i7el iseño $00.00 %%.83 %%.80 %%.6!
$.0! %%.0! %8.)!
;esultados del diseño% Corte A
$.00
0.3
0.2
0.)
0.40
0.30
;esultados del diseño% (etalle del canal 0.)0
0.30
0.$! 0.$! 0.$) 0.02
0.03
/0.0$ 0.02
3 ; $.0!
0.20
