informe bocatoma de montaña..final

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

Facultad de Ingeniería Ingeniería Escuela Profesional Profesional de Ingeniería Ingeniería Civil TEMA:

DISEÑO DE UNA BOCATOMA DE MONTAÑA NOMBRE DEL CURSO:

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

PROFESOR :

MG. ING.

GRUPO:

A

EUSEBIO ZACARIAS

ALUMNOS:

BUSTAMANTE VASQUEZ, Yuri Alexander Alexander CACHO CORREA, Carlos DILAS GONZALES, Jhony A. GUTIÉRREZ ARMAS, James Edward JULCAMORO ISPILCO, Jheimy RAICO HUATAY, Ismael SOTA SOLIS, Humberto TERRONES FERNADEZ, Lister F. BOLAÑOS TAUMA, Josué MENDOZA RAMOS, Silas PAUTA ORTIZ, Maira VILLA QUIROZ, Jorge Cajamarca / Julio / 2013

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA INTRODUCCIÓN El tema de bocatomas no es sencillo, para el diseño de estas se requiere la consideración de aspectos teóricos, experimentales y prácticos. Es necesario tener presente que la bocatoma es una estructura muy importante para el éxito de un proyecto, si por una razón u otra se produce una falla importante en la obra de toma, esto significaría la posibilidad del fracaso de todo el proyecto de aprovechamiento hidráulico. Para el estudio de una bocatoma es necesario tener en cuenta que un río transporta lo siguiente: 

Agua proveniente de la precipitación que ocurre en la cuenca.



Sólidos, también llamados sedimentos, provenientes de la erosión dela cuenca



Hielo en los lugares que existe

Cuerpos extraños como arboles, plantas, basura y desperdicios. Por lo general los ríos transportan grandes cantidades de sólidos, sea como fondo o de suspensión. Durante las avenidas estas cantidades se incrementan enormemente y constituyen una serie dificultad para el diseño y operación de las bocatomas en las que se debe captar agua con la mínima cantidad posible de sólidos. El estudio del transporte de sedimentos y de las maneras de eliminar los sólidos en la captación son aspectos importantes del diseño de una bocatoma. Hay también muchos proyectos en los que la presencia de cuerpos extraños, como basura y desperdicios, causan un daño grande en las captaciones. El manejo de los sólidos es un asunto importante en el diseño de una bocatoma.

OBJETIVOS:  Diseñar una bocatoma, considerando los parámetros de diseño, tales como; el

aspecto hidrológico, topográfico, geológico, geométrico, hidráulico y estructural. 

Ubicar el punto de reunión o punto de control donde se construirá las estructuras para la bocatoma del canal.



Analizar la pendiente que tendrá el c anal para así tener en cuenta el e l diseño de caídas de agua, con el fin de disminuir la pendiente.



Seleccionar la sección del canal, en todos los tramos, dependiendo de la geometría que e l diseñador tome en cuenta.



Definir si vamos a diseñar las transiciones en el canal o cambios de sección.

DISEÑO DE UNA BOCATOMA | ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

2

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Conocer y aplicar los conocimientos impartidos por el docente.

MATERIALES Y MÉTODOS: El método utilizado en esta práctica fue y se emplearon con ayuda de los siguientes materiales de trabajo:  Hoja de cálculo (Excel.)  AUTOCAD CIVIL 3D-2012  Plano topográfico  Calculadora científica.

MARCO TEORICO: BOCATOMA Definición: 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 el gasto máximo que una obra de toma puede admitir. Son estructuras empleadas para captaciones de pequeñas cantidades de agua en ríos, en las cuales la lámina de agua se reduce considerablemente. El objetivo de este tipo de estructuras es que se puedan proyectar de tal forma que se acomode al lecho del río, procurando que en épocas de caudal mínimo el agua pase por la rejilla. El agua captada mediante la rejilla localizada en el fondo del río, se conduce a una caja de donde la tubería sale al desarenador. Este tipo de bocatomas constan de lo siguiente: 

Una presa para represar el agua, colocada de manera normal a la corriente.



Muros laterales de contención para proteger la presa y encauzar el río.



Una rejilla colocada sobre la presa cubriendo la canaleta de aducción.



Un canal de aducción colocado dentro de la presa y debajo de l a rejilla.



Una cámara de recolección de agua situada al final de la canaleta.



Un vertedero de excesos dentro de la cámara de recolección, para arrojar al río los excesos de agua que no transporten por la tubería de conducción. 3

BOCATOMAS EN RÍOS DE MONTAÑA


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Consideraciones importantes De acuerdo a lo establecido por el Bureau of Reclamation (USBR), y por las prácticas usuales de ingeniería en proyectos similares, se recomienda los siguientes criterios:  El caudal adoptado corresponderá a una avenida máxima entre 50 y 100 años, para

condiciones de operación extrema.  Determinación del caudal de captación de acuerdo a los requerimientos, pudiendo

ser una o más ventanas.  Para atenuar el ingreso de sólidos de fondo, se puede incluir un canal de limpia

gruesa o destripador, ubicado frente a las ventanas de captación. Completando la limpia un conducto de purga ubicado antes de las compuertas de regulación, el caudal descargará a la poza del barraje móvil.  La operación de captación del caudal de diseño, tendrá en cuenta que lo podrá

efectuar en época de estiaje, manteniendo cerradas las compuertas del barraje móvil y durante el periodo de avenidas con la compuerta parcial o completamente abiertas.  El diseño de la estructura vertedora a proyectarse en el cauce del río, deberá

permitir el paso de la avenida máxima de diseño, mediante la acción combinada entre el barraje fijo y el móvil, cuyo salto hidráulico deberá estar contenido dentro de los muros de encauzamiento y poza disipadora. Aguas abajo se deberá contemplar una protección de enrocado.

Tomas Convencionales Los

ríos

de montaña

tienen

caudales

relativamente

pequeños,

gradientes

relativamente grandes y corren por valles no muy amplios. En crecientes llevan cantidades apreciables de material sólido. Tal como lo muestra la figura Nº 5-1 la toma común no convencionales se componen de los siguientes elementos principales:

1. Un dique que cierra el cauce del río y obliga a que toda el agua que se encuentra por debajo de la cota de su creta entre a la conducción. En tiempo de creciente e exceso de agua pasa por encima de este dique o sea que funciona como vertedero. Este tipo de dique vertedero se llama azud. Para evitar que en


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA creciente ente excesiva agua a la conducción, entre esta y la toma se dejan estructuras de regulación. Una de estas es la compuerta de admisión que permite interrumpir totalmente el servicio para el caso de reparación o inspección.

2. Una reja de entrada que impide que pase hacia la conducción material sólido flotante demasiado grueso. Para esto el umbral de la reja se pone a cierta altura sobre el fondo del río y la separación entre barrotes normalmente no pasa de 20 cm. En vista de que a pesar de esto, parte del material sólido alcanza a pasar, al otro lado de la reja se deja una cámara llamada desripiador para detenerlo. El desripiador debe tener una compuerta hacia el río através de la cual periódicamente se lava el material acumulado en el fondo.

Figura 5-1

3. Una transición de entrada al canal. Se desea que la mayor parte del material grueso que llega a desrripiador se deposite dentro de éste y no pase al canal. Por este motivo la conexión del desrripiador se hace generalmente por medio de un vertedero cuyo ancho es bastante mayor que el del canal que sigue. Para evitar que haya pérdidas grandes de energía entre la salida del desrripiador y el canal las dos estructuras se conectan por medio de una transición.


5

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA 4. Un zampeado y un colchón de aguas al pie del azud. El agua erosiona el cauce y puede socavar las obras causando su destrucción. El zampeado o el colchón sirven para disipar la energía de manera que el agua pase al cauce no revestido con velocidades lo suficientemente bajas para no producir erosiones. El agua filtra por debajo del azud ejerce una subpresión en el zampeado que podría romperlo. Para disminuir un poco esta subpresión como también para anclar mejor el azud, se construye aguas arriba un dentellón y debajo del zampeado muchas veces se dejan drenes con sus respectivos filtros.

5. Una compuerta de purga que reubica en un extremo del azud, al lado de la reja de entrada. Generalmente el río trae en creciente una gran cantidad de piedras que se acumulan aguas arriba del azud pudiendo llegar a tapas la reja de entrada con lo cual el caudal de captación se reduce considerablemente o puede ser totalmente interrumpido. La función de la compuerta es eliminar este material grueso. Por lo general la eficiencia de la compuerta de purga es pequeña pero por lo menos se consigue mantener limpio el cauce frente a la rejilla. La compuerta se abre en las crecientes, cuando sobra agua, y por lo tanto cumple una función adicional de aliviar el trabajo del azud y hasta cierto gado, regular el caudal captado.

6. Escala de peces. Esta es una obra que frecuentemente se omite a pesar de tener mucha importancia en algunos ríos. La presa representa un obstáculo al paso de los peces y es conveniente tomar medida para rehabilitarlo. Por lo general los pasos para los peces son pequeños depósitos escalonados que se construyen a un lado del azud. El agua baja de un escalón a otro con poca velocidad a través de escotaduras que sirven al mismo tiempo para que por ellas puedan saltar los peces. Todas las aristas deben ser redondeadas. Las dimensiones y otras características se tratan en obras especializadas. 

Ubicación y forma de construcción de la toma La forma de utilización del agua es generalmente conocida de antemano es decir está ubicado el sitio apropiado para producir energía eléctrica por medio de una caída, o para la planta de tratamiento que abastecerá de agua a una población o para la iniciación de la zona de riego. A este punto de cota conocida debe llegar, la línea de conducción (canal o


6

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA túnel) conveniente y el trazado se establece a base de consideraciones económicas, después de un recorrido de reconocimiento previo. En otras palabras teniendo esta línea de gradiente preliminar se puede encontrar su intersección con el río y establecer aproximadamente el sitio de las obras de toma. La ubicación exacta puede estar desplazada en algunos cientos de metros, por lo general hacia aguas arriba, y se determina en función de las condiciones geológicas y topográficas del sitio. Así por ejemplo, para disminuir la entrada de los sedimentos es conveniente situar las obras de toma en la orilla cóncava de un río. Por lo general de este lado existe un barranco y la playa se encuentra en el lado convexo, y es necesario disponer de un terreno relativamente plano para situar el desripiador y la transición. Por este motivo muchas veces el sitio se desplaza hacia aguas abajo ubicándolo donde termina la concavidad y comienza la parte convexa. Se debe indicar también que la obstrucción del cauce producida por el azud altera substancialmente las condiciones de flujo y por lo tanto la condiciones del transporte de sedimentos. Es importante también tomar en cuenta el aspecto constructivo. Si bien las obras deben ser contraídas durante la época de estiaje, de todos modos el agua que viene por el río es un estorbo y debe ser desviado. Esto se hace por medio e ataguías o sea diques provisionales. El agua se desvía hacia el un lado del cauce mientras se construye en el otro. Normalmente se construye primero en la orilla protegida por las ataguías las obras de compuerta de purga, desrripiador, transición y compuerta de entrada. Una vez realizado este trabajo, el río se desvía hacia estas obras, llevando el agua por la compuerta de salida del desrripiador o si es posible por el canal hasta el primer aliviadero y cerrando el cauce con una ataguía, se construyen el azud, el zampeado y los muros de ala de la otra orilla. La ataguías se construyen en una forma lo suficientemente hermética para que no filtre agua en cantidad excesiva que no pueda ser eliminada mediante bombas y que no cauce perjuicios a los trabajos de hormigón. Las dimensiones en el interior de las ataguías deben ser lo suficientemente amplias para permitir la realización cómoda de la obra y su inspección una vez terminada. La ataguía se construye con el material que se encuentra en el cauce y en las orillas colocadas en tal forma que los espacios que dejan las piedras grandes sean rellenados por piedras pequeñas. Las piedras de mayor tamaño se colocan del lado de los taludes y las mas pequeñas en el centro de la ataguía. Las piedras que queda del lado del talud inferior,


7

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA no deben tener dimensiones menores de 60 cm. Para impermeabilizar la ataguía, su talud superior es revestido con una capa compuesta de tierra con chambas o fajinas. Una vez que han servido a su propósito, todas las obra temporales de desvío son removidas de manera que no estorben el funcionamiento normal de la toma. Las facilidades existentes para la construcción son un criterio importante para la ubicación de las obras de toma. 

Reja de entrada El agua se capta por medio de un orificio que se encuentra en una de las orillas. Este orificio está provisto de barrotes verticales que impiden la entrada del material flotante y de piedras mayores del espacio entre los mismos. El orificio está dentro de un muro que separa el desrripiador del río y aguas abajo se prolonga a conectarse con la compuerta de purga. El umbral del orificio debe estar a una altura no menor de 0.60 – 0.80 cm del fondo. El dintel es generalmente de hormigón armado y debe llegar hasta una altura superior a la de la mayor creciente. Los barrotes deben ser lo suficientemente fuertes para resistir el impacto de troncos y otro material flotante grueso que ocasionalmente es traído por las creciente. Por esto los barrotes se hacen de rieles o de hormigón armado con un ancho no menor de 10 cm. Los barrotes deben estar al ras o sobresalir un poco de la cara del muro para facilitar su limpieza del material flotante que a veces tiende a tapar la reja. La reja debe estar a una cierta distancia aguas arriba del azud a fin de que durante la construcción quede espacio suficiente para una ataguía. En estiaje, el vano de la reja funciona como vertedero. La carga necesaria para el vertedero viene el remanso producido por el azud. El vertedero trabaja sumergido con un desnivel muy pequeño entre las dos superficies de agua. El dintel que sostiene los barrotes está a una altura muy pequeña sobre la superficie del agua. Generalmente está a la misma cota que la cresta del azud a pocos centímetros menos, de manera que en creciente, cuando los niveles de agua suben, queda sumergido y la reja pasa a trabajar como orificio contribuyendo así a la regulación del caudal que entra al canal. Al mismo tiempo, durante las crecientes, cuando baja por el río la mayor parte del material flotante, éste pasa por el azud casi sin entrar por la reja que queda sumergida. El dintel que sostiene a los barrotes en su parte superior es una viga de hormigón armado que debe soportar, a más de su peso propio, el empuje horizontal del agua en creciente. Este dintel se apoya solamente en sus extremos, o, si es muy largo se construyen


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA contrafuertes intermedios que dividen a la reja en varios tramos. Es decir que mientras más baja y más ancha es la reja, más costoso resulta este dintel. Por otro lado, la altura del azud debe ser igual a la suma de la altura del umbral desde el fondo del cauce más la altura de los barrotes. O sea, mientras más corta y más alta es la reja, más alto también y más costoso resulta el azud. Por lo tanto el orificio formado por la reja puede tener distintas relaciones entre el ancho y el alto para el mismo caudal y la selección se hace a base de consideraciones económicas. De acuerdo a Kieselev (Bibl. 8-4) si llamamos:

Vr

=

a la velocidad media en el río

Ve

=

la velocidad de entrada al canal

=

el ángulo entre la dirección del canal y el río debe ser igual a: = arc cos (Vr / Ve)

La velocidad en el río es variable y se debe escoger la que corresponde al caudal medio anual. Se recomienda que para facilitar la limpieza de los sedimentos, el plano de la reja no tenga un ángulo superior a 20º con la dirección del canal de limpieza.

Bocatomas de Alta Montaña o Tirolesas Este tipo de bocatomas se disponen en ríos de zonas montañosas de régimen nival y difícil acceso en invierno. Su funcionamiento debe ser por lo tanto automático. Uno de los problemas principales que deben enfrentar es el gran arrastre de sólidos que ocurren en esos cauces. Están compuestas por una barrera fija que peralta el nivel en el cauce pasando además sobre ella las crecidas. También se incluye en ocasiones una barrera móvil. Sin embargo, el componente que las caracteriza es un sumidero ubicado a ras del fondo del cauce. Este sumidero tiene una serie de barras longitudinales en su superficie en el sentido del escurrimiento y fuerte pendiente. El agua pasa sobre las barras entrando al sumidero, y el material


9

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA grueso pasa hacia el cauce hacia aguas abajo. Desde la pared del sumidero hacia uno de los lados, sale un canal de hormigón con pendiente fuerte que lleva el agua hasta un segundo componente de importancia, el desarenador. El desarenador tiene por objetivo eliminar las partículas que por su tamaño no fueron retenidas por las barras del sumidero. Es un estanque de grandes dimensiones y geometría apropiada, en el cual, por la disminución de la velocidad del escurrimiento, las partículas caen al fondo del estanque. Las aguas claras pasan por un vertedero superficial ubicado al final del desarenador y son llevadas por un canal hasta su lugar de destino.

DISENO HIDRAULICO DE UNA BOCATOMA: Es conveniente, antes de comenzar a detallar los criterios más difundidos sobre diseño de bocatomas, precisar sobre la necesidad, tipos y partes que componen la bocatoma. Es común que los terrenos potencialmente a ser irrigados en un valle, se encuentran a considerable distancia del cauce del río de donde se pretende obtener el agua, o en algunos casos se trate de terrenos de cota relativamente alta con respecto al nivel del agua en el río. En consecuencia es necesario remontar el río con la finalidad de encontrar un lugar apropiado topográficamente que permita el riego de dichos terrenos, situación no siempre fácil de encontrar, ya que podría ser que topográficamente sea


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA factible, pero que geológicamente o de facilidad constructiva no sea lo apropiado; por lo que a veces es necesario formar la carga hidráulica mediante la construcción de una presa de derivación que permita elevar el nivel de Ia superficie del agua en el río a fin de que sea posible captar parte del caudal del río en forma oportuna y eficiente.

Carga Hidráulica de una captación

TIPOS DE BOCATOMAS En lo referente a los tipos de bocatomas, podemos clasificar en 4, a saber:

a. 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 mayor costo. Sin embargo; tiene desventaja de ser obstruida fácilmente en época de crecidas, además permite el ingreso de sedimentos hacia el canal de derivación.

b. 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 madera. 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 el río.

c. Toma Móvil: Se llama así aquella toma que para crear 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.


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA 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.

d. 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 podría causar rápida obstrucción de las rejillas. Conviene comentar que la gran mayoría de ríos del Per ú son muy jóvenes y arrastran gran cantidad de sedimentos en épocas de crecidas, por lo que la construcción de esta toma debe ser donde las condiciones lo favorezcan.

VERTEDERO Definición: Los vertederos son estructuras que tienen aplicación muy extendida en todo tipo de sistemas hidráulicos y expresan una condición especial de movimiento no uniforme en un tramo con notoria diferencia de nivel. Normalmente desempeñan funciones de seguridad y control. Un vertedero puede tener las siguientes misiones: -

-

-

Lograr que el nivel de agua en una obra de toma alcance el nivel de requerido para el funcionamiento de la obra de conducción. Mantener un nivel casi constante aguas arriba de una obra de toma, permitiendo que el flujo sobre el coronamiento del vertedero se desarrolle con una lámina líquida de espesor limitado. En una obra de toma, el vertedero se constituye en el órgano de seguridad de mayor importancia, evacuando las aguas en exceso generadas durante los eventos de máximas crecidas. Permitir el control del flujo en estructuras de caída, disipadores de energía, transiciones, estructuras de entrada y salida en alcantarillas de carreteras, sistemas de alcantarillado, etc.

Vertederos de pared delgada: La utilización de vertederos de pared delgada está limitada generalmente a laboratorios, canales pequeños y corrientes que no lleven escombros y sedimentos. Los tipos más comunes son el vertedero rectangular y el triangular. La cara de aguas arriba debe ser instalada verticalmente y el borde de la placa debe estar cuidadosamente conformado. La estructura delgada está propensa a deteriorarse y con el tiempo la calibración puede ser afectada por la erosión de la cresta.


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Flujo de un vertedero sobre pared delgada

Vertederos de pared delgada en función de las condiciones de flujo aguas arriba:

Vertederos de pared gruesa:

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA Flujo crítico sobre vertederos de borde ancho

Este tipo de vertederos es utilizado principalmente para el control de niveles en los ríos o canales, pero pueden ser también calibrados y usados como estructuras de medición de caudal.

PARÁMETROS HIDRÁULICOS DE UN VERTEDERO:

Dónde: Co: cota del terreno en 0 C1: cota del colchón disipador P: altura del barraje H: altura de lámina vertiente d1: tirante del río al pie del talud hf 0-1 : pérdida por fricción entre 0 y 1 VH: velocidad en Ia cresta del barraje vertedero V1: velocidad al pie del talud

MUROS DE ENCAUZAMIENTO: Son estructuras que permiten encauzar el flujo del río entre determinados límites con el fin de formar las condiciones de diseño pre-establecidas (ancho, tirante, remanso, etc.)

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Muros de encausamiento

PROCEDIMIENTO: Se solicita diseñar una bocatoma de montaña considerando los datos siguientes:

DATOS: Caudal Máx: Caudal Min.

Q máx Q min

Caudal de Demanda (Lts/Seg):

600.0

Caudal de De manda (m^3/Seg

0.8

100.00

m^3/s

100000.00

Lts/s

1

m^3/s

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA Diseño del Vertedero Criterio:          

c: Coef. Del Vertedero b: Ancho del Vertedero H Altura sobre la Cresta P Altura de la Cresta Geometria del Vertetero: Tipo: Qmax: b: b: g M c: H H asumido

S-rio Qmin L P

H1/P H2/P (Calc. En Fig). H2:

s k n 1/ (H^( n- 1) )

2 100 m^3/s Con Restricciones 16 mts Asumido 9.81 m ^2/s 1.9 m Tabla 9.1 F igur a 2 0.4289475 Altura de Cresta 2.21 2.00 0.02 Dato Plano 1 m^3/s 25 m 1.2 Según Tipo Figura 2 0.5 1.67 1.75 Figura 9.14 (Vertedero Salto Hidraulico) 2.1 S aguas arriba k 0.33 1.936 0 2 0.33 1.936 1.836 0.2893567 0.66 1.936 1 1.873

n 1.85 1.836 1.81 1.716

16



GRÁFICA

x 0 0.135 0.27 0.405 0.54 0.675 0.81 0.945 1.08 1.215 1.35 1.485 1.62 1.755 1.89 2 025

x

0.05

y 0 -0.007324 -0.026147 -0.055045 -0.093349 -0.140616 -0.196522 -0.260811 -0.333273 -0.413729 -0.502026 -0.598031 -0.701622 -0.812693 -0.931145 -1 05689

y = -0.2465x2 - 0.0439x + 0.002

0 -0.05 -0.1 -0.15 -0.2 -0.25 -0.3 -0.35 -0.4 -0.45

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4


GRÁFICA

x 0 0.135 0.27 0.405 0.54 0.675 0.81 0.945 1.08 1.215 1.35 1.485 1.62 1.755 1.89 2.025 2.16 2.295 2.43

x

0.05

y 0 -0.007324 -0.026147 -0.055045 -0.093349 -0.140616 -0.196522 -0.260811 -0.333273 -0.413729 -0.502026 -0.598031 -0.701622 -0.812693 -0.931145 -1.05689 -1.189846 -1.329936 -1.477089

y = -0.2465x2 - 0.0439x + 0.002

0 -0.05

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

-0.1 -0.15 -0.2 -0.25 -0.3 -0.35 -0.4 -0.45

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA D IS EÑ O D E C OM PU ER TA Calculo del ancho de la toma "b":

Datos de Ingreso: Parámetro

Q Min Qdem, a(Asumido): g b vertedero c vertedero H(Q min): Ho: Ho/a

Gráfico: Valor

Unidad

1 0.8000 0.4500 9.8100 16.0000 0.4289 0.0329 1.1329

m^3/s m m/s^2 m m m

2.5

Parámetros:

Compuerta

Ho/a

2. 0000

Cop iar

ϕ

0. 6300

F ig 9. 7

c

0. 5965

F ig 9. 7

y1

0.2835

Ho (Rio) Hi ( a

 

y2 a

Formula:



Ho

b

Y1=?*ac

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA D IS EÑ O D E C OM PU ER TA Calculo del ancho de la toma "b":

Datos de Ingreso:

Gráfico:

Parámetro

Valor

Q Min Qdem, a(Asumido): g b vertedero c vertedero H(Q min): Ho:

Unidad

1 0.8000 0.4500 9.8100 16.0000 0.4289 0.0329 1.1329

m^3/s m m/s^2 m m m

2.5

Ho/a Parámetros:

Compuerta

Ho/a

2. 0000

Cop iar

ϕ

0. 6300

F ig 9. 7

c

0. 5965 0.2835

F ig 9. 7

y1

Ho (Rio) Hi ( Ho

a

y2 a

Formula:





Y1=?*ac

b



Respuesta: Parámetro

Valor

Unidad

b

0.71

m

a

0.45

m

DISEÑO DEL CANAL: (Rectangular): Datos de Ingreso (Q demanda): Parámetro

Valor

Datos de Ingreso (Q máximo):

Unidad

Observación

0.8000 m^3/s

Qdem. a g s n b Formula:

0.4500 m 9.8100 m/s^2 0.002 0.016 0.71 m 

Terreno Concreto, lozas con encofrado de madera





Terreno Concreto, lozas con encof rado de madera

m

Fig 9.7 Fig 9.7

m^3/ s Parámetros Para Figura N . 13: Unidad

0.72

Calc.

Observación

Valor (Eje A bscisas)

Parámetro 

Valor

Unidad

0.79

Calc.

Valor (Eje Abscisas)

0.693

Leído

Valor (Eje Ordenadas)

0.49

m

0.346 1.687 0.205 0.337 0.973 0.443734

m^2 m m m^3/s m/s

    

Observación



 

ymin

0.525

Leído

0.37

m

Comprobación:

Ah Pm Rh Q V Fr Conclusión:

Observación

m^3/s m

Qmax canal 0. 871017

Valor

 

Cuando la Compuerta permanece abierta

Unidad

0.5980

c

Parámetros Para Figura N . 13:   

Valor

100 0.4500 0.002 0.016 0.71 1.3 2.888889 0.6250

Qmax a s n b Ho ho/a ϕ

         

Parámetro

Parámetro

Valor (Eje Ordenadas)

ymax Diagrama:

0.26 1.45 0.18

0.235 0.894 0.468782266

m^2 m m m^3/s m/s

Caudal Excedente: Q demanda: Q maximo: Q Excedente: Borde Libre: Vertedero Lateral:

0.80 0.87 0.07 0.4

Comprobación:

Ah Pm Rh Q V Fr Conclusión:

ymin

b

Flujo Subcritico m^3/s m^3/s m^3/s m

 

Dato del Proyecto Calculado

Diagrama:

ymax

b

Flujo Subcritico

18

borde Libre

ymax ymin

Tabla N°5 Si lo Requiere

b


UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA Ho/a

c

µ

1

0.6030

0.6700

1.1

0.6030

0.6700

1.2

0.6030

0.6700

1.3

0.6030

0.6700

1.4

0.6020

0.6600

1.5

0.6000

0.6470

1.6

0.5990

0.6400

1.7

0.5980

0.6380

1.8

0.5975

0.6340

1.9

0.5970

0.6320

2

0.5965

0.6300

2.1

0.5960

0.6280

2.2

0.5958

0.6270

2.3

0.5959

0.6275

2.4

0.5961

0.6260

2.5

0.5965

0.6260

2.6

0.5970

0.6255

2.7

0.5976

0.6250

2.8

0.5980

0.6250

2.9

0.5988

0.6250

3

0.5992

0.6240

3.1

0.5999

0.6240

3.2

0.6002

0.6240

3.3

0.6010

0.6240

3.4

0.6015

0.6240

3.5

0.6018

0.6250

3.6

0.6024

0.6250

3.7

0.6028

0.6250

3.8

0.6031

0.6250

3.9

0.6035

0.6250

4

0.6039

0.6240

4.1

0.6042

0.6240

4.2

0.6045

0.6240

4.3

0.6048

0.6240

4.4

0.6050

0.6240

4.5

0.6055

0.6230

4.6

0.6057

0.6230

4.7

0.6059

0.6230

4.8

0.6060

0.6230

4.9

0.6062

0.6230

5

0.6065

0.6230


19

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA CANAL REVESTIDO CON SECCION TRAPEZOIDAL Datos de Ingreso Símbolo

Parámetro

Q Pendiente s n Coef. De Rug. Anch. De Solera b Tirante y Talud z Caudal:

Valor

Unidades 0.8 m^3/s 0.002 0.016 0.53 m 0.427 m 0.5

Observación Comprobar

Asumido

Resultado

Calculos: Area Hidráulica Perim. Mojado Rad. Hidráulico

0.31752949 1.4849298 0.21383468

Comprobación Caudal: y/b Velocidad Froude

0.317369 m^3/s 0.80546467 <0.67 0.99949457 m/s 0.48835091

Comprobar f'c=210 <1

Vmax=3.3m/s C

20


UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA RECOMENDACIONES: Debemos tener en cuenta en el momento de diseñar la sección de un canal ya



que este tendrá un recorrido en partes muy accidentada, donde el suelo sea de baja capacidad portante. 

Con este trabajo logramos diseñar un canal hidráulico para riego agrícola.



Hemos llegado a asumir en este caso los caudales de demanda y el mínimo porque para la cuenca en estudio no se puede encontrar mucha información. Es importante seleccionar el punto de reunión para la bocatoma del canal,



teniendo en cuenta la pendiente del rio, condiciones geológicas, etc. Debemos de analizar la pendiente del canal para considerar la construcción de las



caídas esto con el fin de bajar la erosionabilidad del canal. Definir que en el canal existe transiciones, es decir cambios de secciones.



CONCLUSIONES: Las bocatomas construidas técnicamente constan en general de las siguientes partes:  Compuerta de control y cierre de la compuerta;  Dispositivo para medir los niveles, aguas arriba y aguas abajo de la compuerta de

control. Estos pueden ser simples reglas graduadas o pueden contar con medidores continuos de nivel y trasmisores de la información al centro de operación, el que puede contar con mecanismos para operar a distancia la compuerta; Si se encuentran en ríos y arroyos, generalmente constan también de:  Un vertedero para fijar la sección del curso de agua, tanto planimétricamente,

como en cota, evitando de esta forma la migración del curso de agua en ese punto y su socavación, lo que podría dejar la bocatoma inoperante;  Un canal de limpieza, provisto de compuertas, para permitir el desarenamiento de

la aproximación a la bocatoma. Frecuentemente se completa la bocatoma con una reja y un desarenador, para evitar que el transporte sólido sedimente en el canal dificultando los trabajos de mantenimiento del mismo.


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA BIBLIOGRAFIA:  http://es.wikipedia.org/wiki/Bocatoma  http://www.ana.gob.pe/media/389716/manual-dise%C3%B1os-1.pdf 

http://www.arqhys.com/construccion/bocatoma-estructura-hidraulica.html



ROSELL CALDERON CESAR; “Irrigación”- Fondo Capitulo de Ingeniera Civil – II Edición – Perú - 1998. VILLASEÑOR JESUS; “Proyectos de Obras Hidráulicas” – Primera edición – México –



Fondo  Universidad Autónoma Chapingo - 1978  

NOVAK; “Hidráulica Aplicada” - 1981 EL INGENIERO CIVIL Nº 116 Mayo – Junio 2000

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informe bocatoma de montaña..final

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