Informe de Bocatomas

“Año de la Promoción de la Industria Responsable y Compromiso Climático”

CODIGO

: 2012103012

ALUMNOS: PUMA POMA EDWIN GERMAN CICLO

CURSO TEMA

:V

: HIDRAULICA : INFORME PRACTICO N° 3

DOCENTE: ELADIO FABIAN VERGARA MOQUEGUA - PERU 2014

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA INGENIERIA DE MINAS

I: TEMA: -

Bocatomas

-

Obtenc Obtención ión del cauda caudall de la bocato bocatoma ma por por flot flotado adores res

-

Rugo ugosidad idades es de Man Mann ning ing

-

Obra Obrass de de art arte e hid hidra rau ulic licos

II: !"#ETI$! -

Dete Determ rmin inar ar el conc concep epto to de boca bocato toma mass

-

Recon Reconoce ocerr sus parte partess y clasif clasifica icació ción n de de una una bocato bocatoma. ma.

-

Reconoce Reconocerr y comparar comparar los diferentes diferentes tipos de rugosidade rugosidadess en en el el campo. campo.

-

Obtene Obtenerr corre correcta ctamen mente te el cau caudal dal de cada cada bocato bocatoma. ma.

-

Recon Reconoce ocerr y desa desarrol rrollarl larlas as obra obrass hidrá hidráuli ulicas cas vistas vistas..

III: %"ICACI&' (

El da sábado !" de #unio del presente a$o% nos dirigimos hacia el puente de &umilaca% &umilaca% como se observa en la figura el traba#o de investigación se desarrolló del puente cuestas aba#o encontrando encontrando ' bocatomas (ue serán e)puestas en el siguiente traba#o. Puente Tumilaca

Primera bocatoma

Segunda bocatoma

Tercera bocatoma


I: TEMA: -

Bocatomas

-

Obtenc Obtención ión del cauda caudall de la bocato bocatoma ma por por flot flotado adores res

-

Rugo ugosidad idades es de Man Mann ning ing

-

Obra Obrass de de art arte e hid hidra rau ulic licos

II: !"#ETI$! -

Dete Determ rmin inar ar el conc concep epto to de boca bocato toma mass

-

Recon Reconoce ocerr sus parte partess y clasif clasifica icació ción n de de una una bocato bocatoma. ma.

-

Reconoce Reconocerr y comparar comparar los diferentes diferentes tipos de rugosidade rugosidadess en en el el campo. campo.

-

Obtene Obtenerr corre correcta ctamen mente te el cau caudal dal de cada cada bocato bocatoma. ma.

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Recon Reconoce ocerr y desa desarrol rrollarl larlas as obra obrass hidrá hidráuli ulicas cas vistas vistas..

III: %"ICACI&' (

El da sábado !" de #unio del presente a$o% nos dirigimos hacia el puente de &umilaca% &umilaca% como se observa en la figura el traba#o de investigación se desarrolló del puente cuestas aba#o encontrando encontrando ' bocatomas (ue serán e)puestas en el siguiente traba#o. Puente Tumilaca

Primera bocatoma

Segunda bocatoma

Tercera bocatoma


-

El reco recorrid rrido o fue alre alreded dedor or de los los ' *m en en el camin camino o se pudo pudo obse observa rvass todo tipo de obras hidráulicas% diferente tipos de rugosidades del campo entre otras cosas (ue serán e)puestas a continuación.

-

I$: APECT! TE!RIC! "!CAT!MA +e define as a la estructura (ue tiene finalidad de derivar parte o el total del caudal (ue discurre en un rió% para irrigar una área ba#o rieg riego o o gene genera rarr ener energ ga a medi median ante te su util utili, i,ac ació ión n en una una cent centra rall hidroelctrica. En este curso sólo trataremos de a(uellas tomas (ue captan en forma rma direc recta las aguas del rió rió sin ninguna estruc ructura de almacenamiento tipo presa. Reali,ando una visión a travs del tiempo% desde un punto de vista tcn tcnic ico% o% pode podemo moss esta establ blec ecer er tres tres etap etapas as del del desa desarr rrol ollo lo de la construcción de bocatomas. /. Empleo Empleo de madera madera y pied piedras ras

0nte las limitaciones de las tcnicas de uso del concreto% manufactura del acero o generación de energa% se usaron la madera y piedras 1caballos2 como elementos principales para la construcción de las bocatomas. Es conocido (ue las bocatomas construidas de este modo son arrastradas y destruidas durante la poca de avenidas a pesar de (ue se construyen construyen tratando de darle la menor resistencia al efecto erosivo del rió.

!. Empleo Empleo del acero acero y el concre concreto to


Esta etapa se caracteri,a con la aparición de nuevas tcnicas de fabricación del concreto y el acero% as como la introducción de la energa elctrica para la operación y construcción% haciendo posible la edif edific icac ació ión n de vert verted edero eross rgi rgido doss con con mayor mayor resi resist sten enci cia. a. +in +in embargo% esto genera problemas de roturas en los di(ues laterales% debido al impacto directo de las aguas hacia ellos% tal como se indi indica ca en la fig. fig.!. !. 3ara 3ara preve preveni nirr este este probl problem ema a se reco recomi mien enda da construir el vertedero en el ángulo recto con respecto a la dirección del flu#o% siendo la mayor parte del cauce del ro cubierto por el vertedero o barra#e.

'. Empleo Empleo de ma(u ma(uina inaria ria pesada pesada

4a etapa más reciente se caracteri,a con la aparición de potentes ma(uinarias para la construcción civil 1retroe)cavadoras% bulldo,ers% etc.2 y el empleo de nuevas tcnicas en ingeniera civil y en la comunicación% los (ue han permitido la construcción de cimentaciones (ue pueden alo#ar compuertas de grandes luces (ue son accionadas por e(uipos con sistemas elctricos o hidráulicos% recomendándose siempre la necesidad de contar con un e(uipo au)iliar independiente para casos de emergencia. 0ctualmente e)isten grandes luces de vertederos móviles (ue son controlados con censores a control remoto (ue permiten un mane#o más apropiado del caudal del ro (ue discurre a travs de la bocatoma. 1fig. 52


)* +%'CI!'E: 0bastecimiento de aguas potables6 • • • •

3ara el riego 3ara generar energa elctrica En la acuicultura 3ara el enfriamiento de las instalaciones industriales.

,* PARTE -E %'A "!CAT!MA

)* Canal de .impia


0 continuación se menciona algunas recomendaciones sobre los parámetros o caractersticas del canal de limpia6 •

•

•

7audal en la ,ona de limpia +e debe estimar el caudal en la ,ona del canal de limpia en por lo menos ! veces el caudal a derivar o igual al caudal medio del rió 8elocidad en la ,ona de 4impia +e recomienda (ue est entre /.9: a '.:: m;s 0ncho de la ,ona de 4impia +e recomienda (ue sea un dcimo de la longitud del barra#e.

,* Estructuras Componentes de Ia Toma

&al como se muestra en la figura !!% describiremos las partes de una toma de acuerdo al sentido del flu#o del agua derivado


/* Re0illas 1Tras2 Rac3s4

+u ob#etivo básico es impedir (ue los materiales de arrastre y suspensión ingresen al canal de derivación% los cuales causan obstrucción y desborden aguas aba#o de la captación. 4as re#illas platinas unidas mediante soldadura formando paneles. 4a separación entre re#illas se recomienda tomarla de e#e a e#e y dependiendo del tipo de material (ue se (uiere impedir su ingreso la separación variará entre :.:!9m y :./:m 1material fino2 y de :./:m a :.!:m 1material grueso2% recomendándose (ue las re#illas de menor separación en la parte superior. 4a colocación de la re#illa puede ser vertical o con una pe(ue$a inclinación de /6/;5 para facilitar su limpie,a. Esta limpie,a se recomienda (ue se haga mediante acción mecánica ya (ue cuando es manual en pocas de avenidas es casi imposible e#ecutar con la frecuencia debida. 4a principal ob#eción de colocar re#illas es (ue causa prdidas% las cuales deben ser consideradas durante el dimensionamiento de la altura del vertedero y en el cálculo del tirante en el canal de derivación.

5*

$entana de Captación

4a captación de agua se reali,a mediante una abertura llamada ventana de captación debido a (ue se encuentra a una altura de :.<: m. del piso del canal de limpia como mnimo 18er figura !52. +us dimensiones son calculadas en función del caudal a derivar y de las condiciones económicas más aconse#ables.


6* Cámara de -ecantación o -esripiador Despus (ue el agua rebosa el vertedero de la ventana de captación% es necesario atrapar o decantar el material (ue ha podido pasar a travs de la re#illa a esta estructura (ue reali,a la decantación y a(uietamiento del agua antes (ue ste ingrese a la ,ona de compuertas de regulación% se le conoce como cámara de carga% cámara de decantación a desripiador.

7* Compuerta de Re8ulación

+on a(uellas compuertas (ue regulan el ingreso del caudal de derivación hacia el canal principal 1ver figura !<2. 3or lo general se recomienda (ue el área total de las compuertas sea igual al área del canal conducto aguas aba#o. 0simismo se recomienda (ue la velocidad de dise$o sea de !.: a !.9 m;s.


9*

Muros de Encauamiento

+on estructuras (ue permiten encau,ar el flu#o del ro entre determinados lmites con el fin de formar las condiciones de dise$o pre-establecidas ancho% tirante% remanso% etc.

;* -i
En la mayora de los casos% al colocar un obstáculo 1barra#e2 en un ro% por un remanso hacia aguas arriba podra causar inundaciones a los terrenos ribere$os% situación no deseada (ue se podra agravar si el ro forma un nuevo cauce coma consecuencia del remanso y (ue podra de#ar aislada a la bocatoma. 3ara controlar


esta situación se construyen di(ues de encau,amiento por lo general del tipo escollera si e)isten canteras de rocas en la ,ona del proyecto. +u dimensionamiento se reali,a en función de la altura (ue puede alcan,ar el tirante del agua en la ,ona de remanso6 usualmente% la cota del di(ue se debe colocar con un borde libre 1B.42 de :.9:m por encima del tirante.

"!CAT!MA %"ICA-A E' %' RI! ! ARR!=! • • •

=n vertedero (ue sirve para fi#ar cual es la sección del curso de agua. =n canal de limpie,a compuesto por compuertas. =na re#a y un desarenador (ue completan la bocatoma.

/* C.AI+ICACI!' -E .A "!CAT!MA


a. BO70&OM0+ D>RE7&0+6

+on posibles de dise$ar en cursos de agua de fuerte pendiente% y cuando no se (uiere tener una estructura costosa% tienen el inconveniente de (ue el lecho del rio puede variar y de#ar la toma sin agua% igualmente en las pocas de estia#e al disminuir el tirante de agua en el rio puede disminuir considerablemente el ingreso de agua en la toma.

b. BO70&OM0+ 7O? B0RR0@E+6

+on las más empleadas ya (ue aseguran una alimentación más regular% conservan un nivel constante en la captación (ue permite dominar una mayor área regable. Estas tomas pueden presentar tres variantes6 • • •

4a toma con barra#e fi#o. 4a toma con barra#e móvil. 4a toma con barra#e mi)to.

"ARRA#E Es una represa construida a travs del ro con el ob#eto de levantar el nivel de agua del mismo% su altura debe ser tal (ue permita una carga de agua suficiente en la toma% para el ingreso seguro del agua en esta% considerando las prdidas de carga (ue se producen en los muros% re#illas y compuertas de sección en la toma.


E.EME'T! PRI'CIPA.E -E. "ARRA#E 4os elementos son6 • • •

4a presa propiamente dicha 4a po,a de tran(uili,acion o colchón de disipación El enrocamiento

"!CAT!MA -E CAPTACI&' .ATERA. Es la más empleada cuando se trata de captar el agua de un rio. 4a forma más simple de concebir una captación lateral es como una bifurcación.

"!CAT!MA -E +!'-! En las bocatomas de fondo la &oma está colocada en la cara de las aguas deba#o de la estructura de control. El caudal (ue entra por la re#illa de la toma pasa a una canaleta (ue la conduce a un tan(ue de a(uietamiento.


5* E.EME'T! +%'-AME'TA.E A ER T!MA-! E' C%E'TA PRE$I! A. -IE>! -E "!CAT!MA 0ntes de iniciar el dise$o de una bocatoma% se debe e)aminar los siguientes aspectos6 •

=bicación

Es de suma importancia la ubicación de la bocatoma en el cauce del rió% para la (ue se recomienda (ue el sitio elegido reAna por lo menos las siguientes condiciones6 a. 4a dirección a ruta del flu#o de agua debe ser lo más estabili,ada o definida. b. 4a captación del agua a ser derivada debe ser posible aAn en tiempo de estia#e. c. 4a entrada de sedimentos hacia el caudal de derivación debe ser limitado en el má)imo posible.

=n punto recomendable para cumplir las condiciones anteriores% se encuentra ubicado inmediatamente aguas aba#o del centro de la parte cóncava en los tramos curvos del ro.


•

&opografa

Definida la posible ubicación% se reali,arán los siguientes traba#os topográficos6 a. 4evantamiento en planta del cauce del ro% entre 9::m. a /:::m tanto aguas arriba como aguas aba#o del e#e del barra#e% la escala recomendada es /6!:::. b. 4evantamiento locali,ado de la ,ona de ubicación de la bocatoma% se recomienda un área de /::m. ) /::m. como mnimo% la escala no debe ser menor de /69::. c. 3erfil longitudinal del ro% por lo menos /:::m% tanto aguas arriba como aguas aba#o del e#e del barra#e la escala recomendada es  C /6!:::  8 C /6!::. d. +ecciones transversales del cauce del ro a cada 9:m. en un tramo comprendido /:::m. aguas arriba y 9::m. aguas aba#o del e#e del barra#e la escala variara entre /6/:: y /6!::. •

7ondiciones eológicas y eotcnicas

Es importante conocer las condiciones geomorfológicas% geológicas y geotcnicas% ya (ue su conocimiento permitirá dimensionar en mayor seguridad la estructura por lo (ue se recomienda la obtención de los siguientes datos como resultado de los estudios geológicos F geotcnicos6 a. 7urva de graduación del material conformarte del lecho del ro


b. +ección transversal (ue muestre la geologa de la ,ona de ubicación de la bocatoma. c. 7oeficiente de permeabilidad. d. 7apacidad portante e. Resultados sobre ensayos de hincado de pilotes o tabla% estacas f. 7antidad de sedimento (ue transporta el ro. •

>nformación idrológica

Es de suma importancia conocer el comportamiento hidrológico del ro% ya (ue esto permitirá garanti,ar el caudal a derivar y as como definir el dimensionamiento de los elementos conformantes de la bocatoma. Entre los datos a obtener son6 a. 7audal del dise$o para una avenida má)ima. b. 7audales medios y mnimos. c. 7urva de caudal versus tirante en la ,ona del barra#e. Es lógico suponer (ue% para el proyecto de riego de la ,ona (ue va a servir la bocatoma% se ha e#ecutado un estudio hidrológico detallado de las posibles fuentes de agua% por lo (ue se da por descontado (ue e)iste un estudio hidrológico sumamente detallado% y (ue para nuestro caso% sólo se usaran los datos anteriormente recomendados.

MET!-! -E.+.!TA-!R El mtodo de aforo por flotadores% es un mtodo de campo% sencillo y rápido para estimar el caudal de agua (ue pasa en una sección transversal del ro. 7on este mtodo se calcula las velocidades superficiales de la corriente de un canal o ro% utili,ando materiales sencillos 1flotadores2 (ue se puedan visuali,ar y cuya recuperación no sea necesaria.


G7=H4E+ +O? 40+ 8E?&0@0+  DE+8E?&0@0+ DE4 MI&ODOJ 8enta#as a2 Miden directamente la velocidad superficial. b2 ?o les afecta los acarreos de material. c2 +u costo es pe(ue$o o nulo.

Desventa#as a2 >mprecisión% debido a (ue miden la velocidad superficial b2 >mposibilidad de controlar su trayectoria% sobre todo en ros ama,ónicos. c2 Dificultad de utili,arlos cerca de las márgenes.

GK=I 70R07&ERL+&>70 DEBE 7=M34>R =? 4O&0DORJ •

•

•

•

•

El flotador puede ser tro,os de ramas% pe(ue$os troncos% botellas% latas de leche% etc. En caso de utili,ar botellas como flotadores stos serán tapados hermticamente y parcialmente llenas de agua 1 N partes de la botella2. Es importante (ue el flotador (uede sumergido una gran parte de ellos y emergente lo necesario% esto permitirá (ue el flotador no sea influenciado por el viento y cambie de dirección fácilmente% lo (ue implicara velocidades ine)actas. 4os flotadores deben ser similares en forma y peso. 0 cada flotador se le debe colocar un distintivo de color a fin de (ue sean observados durante su trayectoria.


30R0 E4 7H47=4O DE4 70=D04 +E =&>4>0 40 +>=>E?&E PRM=406

?@CAB B@et Dónde6 76 actor de corrección v 6 8elocidad 1m ; s2 e 6 Espacio recorrido por el flotador 1m2 t 6 &iempo de recorrido del espacio Qe por el flotador 1s2 0 6 Hrea de la sección transversal K 6 7audal 4os valores de caudal obtenidos por medio de este mtodo son apro)imados% por lo tanto re(uieren ser rea#ustados por medio de factores empricos de corrección 172% (ue para algunos tipos de canal o lechos de ro y tipos de material% a continuación se indican6


R%D!I-A-E -E MA''I'D El valor de n es muy variable y depende de una cantidad de factores. 0l seleccionar un valor adecuado de n para diferentes condiciones de dise$o% un conocimiento básico de estos factores debe ser considerado de gran utilidad. •

Rugosidad de la superficie

+e representa por el tama$o y la forma de los granos del material (ue forma el permetro mo#ado y (ue producen un efecto retardante sobre el flu#o. En general% los granos finos resultan en un valor relativamente ba#o de n y los granos gruesos dan lugar a un valor alto de n. •

8egetación

3uede ser vista como una clase de rugosidad superficial. Este efecto depende principalmente de la altura% densidad% distribución y tipo de vegetación% y es muy importante en el dise$o de canales pe(ue$os de drena#e% ya (ue por lo comAn stos no reciben mantenimiento regular. •

>rregularidad del canal

+e refiere a las variaciones en las secciones transversales de los canales% su forma y su permetro mo#ado a lo largo de su e#e longitudinal. En general% un cambio gradual y uniforme en la sección transversal o en su tama$o y forma no produce efectos apreciables en el valor de n% pero cambios abruptos o alteraciones de secciones pe(ue$as y grandes re(uieren el uso de un valor grande de n. •

0lineamiento del canal

7urvas suaves con radios grandes producirán valores de n relativamente ba#os% en tanto (ue curvas bruscas con meandros severos incrementarán la n. •

+edimentación y erosión

En general la sedimentación y erosión activa% dan variaciones al canal (ue ocasionan un incremento en el valor de n. =r(uhart 1/S"92 se$aló (ue es importante considerar si estos dos procesos están activos y si es probable (ue permane,can activos en el futuro. •

Obstrucción

4a presencia de obstrucciones tales como troncos de árbol% deshechos de flu#os% atascamientos% pueden tener un impacto significativo sobre el valor de n. El grado de los efectos de tale obstrucciones dependen del nAmero y tama$o de ellas. DE&ERM>?07>P? DE4 7OE>7>E?&E DE R=O+>D0D M0??>?


0plicando la fórmula Manning% la más grande dificultad reside en la determinación del coeficiente de rugosidad n pues no hay un mtodo e)acto de seleccionar un valor n. 3ara ingenieros veteranos% esto significa el e#ercicio de un profundo #uicio de ingeniera y e)periencia para novatos% puede ser no más de una adivinan,a% y diferentes individuos obtendrán resultados diferentes. 3ara calcular entonces el coeficiente de rugosidad n se dispone de tablas 1como la publicada por el =.+ Departament of 0griculture en /S99 7hoT% /S9S2 y una serie de fotografas (ue muestran valores tpicos del coeficiente n para un determinado tipo de canal 1Ramser% /S!S y +cobey% /S'S2. 0parte de estas ayudas% se encuentra en la literatura numerosas fórmulas para e)presar el coeficiente de rugosidad de Manning en función del diámetro de las partculas% las cuales tienen la forma n C m D/;<% donde m es un factor de escala y D es un diámetro caracterstico del material del lecho 1D9:% D"9% DU5% DS:2 (ue son% respectivamente% los diámetros correspondientes al 9:% "9% U5 y S:V de la curva granulomtrica del material del lecho. Otros modelos tienen forma logartmita y e)presan n en función del diámetro de las partculas 1D9: ó DU52 y de las caractersticas del flu#o 1radio hidráulico% profundidad media del flu#o2. 4a siguiente tabla muestra valores del coeficiente de rugosidad de Manning teniendo en cuenta las caractersticas del cauce6

C!E+ICIE'TE -E MA''I'D

7unetas y canales sin revestir

En tierra ordinaria% superficie uniforme y lisa

:%:!:-:%:!9

En tierra ordinaria% superficie irregular

:%:!9-:%:'9

En tierra con ligera vegetación

:%:'9-:%:59

En tierra con vegetación espesa

:%:5:-:%:9:

En tierra e)cavada mecánicamente

:%:!U-:%:''

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA INGENIERIA DE MINAS En roca% superficie uniforme y lisa

:%:':-:%:'9

En roca% superficie con aristas e irregularidades

:%:'9-:%:59

7unetas y 7anales revestidos

ormigón

:%:/'-:%:/"

ormigón revestido con gunita

:%:/<-:%:!!

Encachado

:%:!:-:%:':

3aredes de hormigón% fondo de grava

:%:/"-:%:!:

3aredes encachadas% fondo de grava

:%:!'-:%:''

Revestimiento bituminoso

:%:/'-:%:/<

7orrientes ?aturales

4impias% orillas rectas% fondo uniforme% altura de la mina de agua suficiente

:%:!"-:%:''

4impias% orillas rectas% fondo uniforme% altura de la mina de agua suficiente% algo de vegetación

:%:''-:%:5:

4impias% meandros% embalses y remolinos de poca importancia

:%:'9-:%:9:

4entas% con embalses profundos y canales ramifi-cados

:%:<:-:%:U:

4entas% con embalses profundos y canales ramifi-cados% vegetación densa

:%/::-:%!::/

Rugosas% corrientes en terreno rocoso de monta$a

:%:9:-:%:U:


0reas de inundación adyacentes al canal ordinario

:%:':-:%!::/

!"RA -E ARTE I-RA%.IC! 4as obras de arte llamadas tambin estructuras secundarias% constituyen el complemento para el buen funcionamiento de un proyecto hidráulico. Este tipo de estructuras se dise$an teniendo en cuenta las siguientes consideraciones. -

+egAn la función (ue desempe$an +egAn su ubicación De acorde a la seguridad contemplada en el proyecto a reali,ar El riesgo como factor preponderante ante una probable falla y el impacto (ue ello cause.

C.AI+ICACI&': +e clasifican segAn la función (ue van a desempe$ar en el proyecto6





Estructuras para salvar desniveles 7adas Rápidas

Estructuras para cru,ar depresiones 0cueductos +ifones





Estructuras para control de gasto

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA INGENIERIA DE MINAS 







8ertederos Medidores 3arshall Estructuras para distribución de gasto &omas laterales 3artidores

Estructuras de seguridad 3uente 7anal o 7anoas 0lcantarillas





I$* -EARR!..! REC!'!CIMIE'T! -E .A / "!CAT!MA ) PRIMERA "!CAT!MA CERCA -E. P%E'TE -E T%MI.ACA


7omen,ó el recorrido en el puente de &umilaca% a tan solo apro)imadamente /.9 *m% encontramos la primera bocatoma (ue tiene unas coordenadas de6 -/"./!S:5<% -":.U'U/U!. 0 continuación se$alaremos cada parte de la bocatoma y las reconoceremos con las fotos correspondientes. 2

4

5

6 7

1

8

3

Leyenda: 1 Barraje móvil (Rocas, río, etc) 2 Barraje fjo (Construcción de concreto) 3 Barras de acero 4 Ventana de Captación  Compuerta de !istri"ución (1)

9

# Canal de !istri"ución $ Compuertas de Control (2) % &'ceso de aua de rereso al cauce  Compuertas de *impia, !esarenadores (2)

En la imagen pudimos ver cada parte con la (ue cuenta esta primera bocatoma. / "arra0e MóBil: El barra#e móvil está compuesto por el WroX en s% es decir las rocas% las hierbas% ramas% o el mismo cauce del ro el cual puede ser removido por la fuerte venida del ro.


En la fotografa podemos observar la dirección (ue toma el agua gracias a las rocas y plantas (ue se encuentran en el terreno. ! "arra0e +i0o: El barra#e fi#o está compuesto por la estructura de concreto (ue tiene la bocatoma% se encarga de (ue el agua pueda seguir la dirección adecuada a la captación.

En las fotografas se obseva la estructura de concreto (ue además sirve como control para el rebalse del agua captada. ' "arras de Acero: Estas barras de acero ubicadas en el ingreso a la bocatoma sirven para retener el material grande (ue pueda causar problemas a la captación% por e#emplo detiene las rocas muy grandes y las ramas o basura (ue pueda causar obstrucción en la captación.

En la fotografa observamos las barras de acero.


5 $entana de captación: Es una pe(ue$a re#illa (ue se ubica en la compuerta de captación. Es la encargada de obtener el ingreso del agua al canal% sus barras evitan el ingreso de material no deseado con el agua 1ramas% ho#as% etc2.

En la fotografa observamos la re#illa 1ventana de captación2 cumpliendo su finalidad% por lo tanto podemos observar basura (ue es retenida por estas barras. 9 Compuertas de .impia y Control: Istas compuertas se encargan de limpiar los finos del agua 1arenas2 además de controlar el e)cedente de ingreso de agua a la bocatoma.

En

las fotografas podemos observar las compuertas 1>,(uierda2 y el canal de limpia 1Derecha2. Estas compuertas son controladas manualmente mediante unas válvulas% las válvulas tambin son para el uso de la compuerta de captación. En total en sta Bocatoma se encontraron 9 8álvulas es decir 9 7ompuertas% las cuales tenan como finalidad6 / 7ompuerta de 7aptación% ! 7ompuertas de 7ontrol y ! 7ompuertas de 4impia.


de Captación: Es < Canal el canal (ue recibe el agua de la bocatoma y lo distribuye a los agricultores de la ,ona. En ste canal se pueden encontrar muchas obras hidráulicas (ue serán detalladas más adelante en ste informe..

, ED%'-A "!CAT!MA +iguiendo el curso de los canales logramos cru,ar el rio y as llegar a la segunda bocatoma.


4a

segunda bocatoma se encontraba unos ! *m más aba#o (ue la primera Esta bocatoma era diferente a la primera pero tena las mismas parte% como ya e)plicamos los conceptos solo agregaremos fotos y pe(ue$os detalles

3

1

2

5

6

7

4

LEE!"#: UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA 1 Barraje fjo INGENIERIA DE MINAS 2 Barraje móvil 3 Ventana de captación 4 Compuertas de control + de limpia  Vlvulas # Canal de distri"ución $ Canal de control

PARTE -E .A "!CAT!MA , / "arra0e +i0o: En ste caso la Bocatoma tiene una pared de concreto (ue se encarga de dar dirección al agua.

! "arra0e MóBil:


En la fotografa podemos observar las rocas y otros materiales (ue sirven como barra#e móvil. ' $entana de Captación:

5 $álBulas:


0(u observamos varias válvulas encargadas de diferentes funciones como brir la compuerta de limpia o la de captación 9 Compuertas y Canales de .impia y Control En la imagen observamos las compuertas de limpia y control.

<

Canal

Compuerta de Captación y de -istribución

En las fotografas podemos observar a la i,(uierda la 7ompuerta de captación% y a derecha el canal de distribución.

/ TERCERA "!CAT!MA 7ontinuando con el recorrido podemos llegar a la ultima bocatoma del campo (ue es muy muy similar a la primera bocatoma. asta a(u hay alrededor de " *m y fue la ultima parada.


Esta

Altima bocatoma tiene las mismas partes (ue la primera y todas las partes son las mismas.

Leyenda: # Barraje móvil (Rocas, río, etc) $ Barraje fjo (Construcción de concreto) % Barras de acero  Ventana de Captación 1- Compuerta de !istri"ución

1 Barraj !"#$% & 'arra( ) a*r+:

1- Canal de !istri"ución 11 Compuertas de Control (2) 12 &'ceso de aua de rereso al cauce 13 Compuertas de *impia, !esarenadores (2)


2 Barraj ,j+- #./a.a ) *a/a*$". & *+!r/a( ) *+./r+% & %$!$a:

3 Ca.a%( ) *+./r+%- %$!$a & ) )$(/r$'*$".:

.uesto /ue la tercera "ocatoma es mu+ similar a la primera las partes de esta +a se e'plicaron anteriormente + por esa ra0ón a/uí solo se colocó imenes de las partes o"servadas

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA INGENIERIA DE MINAS Con esta "ocatoma fnali0amos el recorrido + proseuimos a allar caudales en cada uno por otadores

PARTE EFPERIME'TA. !"TE'CI!' -E. CA%-A. P!R +.!TA-!RE:

MATERIA.E = ERRAMIE'TA A %AR     

carri,o 4ápi, 7uaderno 7ronometro lotador 1 ho#as secas 2

PR!CE-IMIE'T!: o

Buscar un lugar adecuado para aforar 1el tramo debe ser recto y

o

uniforme2 +eleccionar las secciones de control por las cuales va a pasar el flotador levantar y calcular las secciones inicial y final del tramo

o

elegido. Dividir la sección de entrada y de salida del flotador en sub secciones

o

para determinar con mayor e)actitud la trayectoria. Medir la distancia longitudinal entre las secciones de control. Determinar las áreas hidráulicas de las secciones de control. 4an,ar el flotador el flotador debe ser soltado unos cuantos metros

o

aguas arriba de la sección de control. Medir el tiempo (ue demora el flotador en pasar por las secciones de

o o

control.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA INGENIERIA DE MINAS o

Determinar la sección media del cauce% para luego determinar el

o

caudal. Repetir el proceso para calcular el caudal más e)acto por este mtodo.

-EARR!..!: allamos la velocidad con respecto a la distancia (ue depende del carri,o con cada tiempo (ue nos demoró el flotador. Parte$ de carri%o: .arte 1  -1 m .arte 2  -1## m .arte 3  -1# m .arte 4  o1$ m .arte   o1# m .arte #  -1$- m .arte $  -12 m •

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

.arte %  -13 m .arte   -12- m .arte 1-  -1-- m .arte 11  --- m Resto  --%# m 5657*  1$1$# m

•

• •

Para mayor &acilidad lo$ dato$ en la tabla ya e$tar'n en $u$ re$(ecti)a$ unidade$ de traba*o+

•

4uego hallamos el caudal (ue es la velocidad por el área. •

El área es un dato (ue ya lo habamos hallado y vale •

Bocatoma / C Y :./9m ! Bocatoma ! CY :.:<5:9S m ! Bocatoma ' CY :./"9"" m ! •

4uego sumamos cada caudal hallado y obtenemos un dato • •

3ero este dato necesita un factor de corrección (ue en este caso es :.U9 •

0si obtenemos el caudal por flotadores en un canal •

PRIMERA "!CAT!MA 1aneo)4 •

• •

! : ( m )

•

5 ; & < . 6

8*657!6R&9 •

V&*6C ;!7! !: =5;&<. 6

•

C7>! 7* V?7

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA INGENIERIA DE MINAS •

•

1 •

•

1 •

•

1 -

1 4   % 1 4   4 1   1 1

• •

-##$#

• •

-##3

• •

-##1% •

•

C7*C>*6 !& C7>!7*

• •

•

5657* C7>!7 * (m3)

•

C7>!7 * (*=s)

•

-1-1

-1-4

-- 3 --  --%4 1 %41 

• •

• • •

ED%'-A "!CAT!MA 1aneo ,4 • • • •

•

•

•

! : ( m )     2 %     2 %   

•

•

•

•

5 ; & < . 6

3  # 2

3  4 4 3  

8*657!6R&9 •

•

V&*6C ;!7! !: =5;&<. 6

1#

•

•

• • •

1$421 1$122

•

C7>! 7* V?7

-1-#

-111 # -1- $

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA INGENIERIA DE MINAS  2 % •

•

C7*C>*6 !& C7>!7*

• •

•

5657* C7>!7 * (m3)

•

C7>!7 * (*=s)

•

-1- 1 --2 $3 2$3 

• • •

TERCERA "!CAT!MA 1aneo / 4 • • •

•

•

•

! : ( m ) #   1 % 4 #   1 % 4 #   1 % 4

•

•

•

•

5 ; & < . 6 1   % 1 1   4 1 3  # 3

8*657!6R&9 •

V&*6C; !7! !: =5;&<. 6

•

• •

-#3-1

• •

-$4

• •

--$# •

•

C7*C>*6 !& C7>!7*

• •

•

• • • • • •

5657* C7>!7 * (m3) C7>!7 * (*=s)

•

•

C7>! 7* V?7

-11%

-1-1 %

--% 2 -1-# --% 1 %1

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R%D!I-A-E -E MA''I'D

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En la salida de campo se pudieron observar varios tipos de rugosidades en todo el recorrido de las cuales pudimos diferenciar y clasificar algunas% a continuacion la comparacion de las rugosidades de manning con lo (ue vimos en campo.

• •

1 &l @ondo est compuesto por cantos rodados *os "ancos estn compuestos de arena ruesa + canto rodad + lleno de r"oles n --41 • • • • • • • • • • •

! @ondo + "ordes consistentes de cantos rodados lisos >nas cuantas piedras rande de dimetro m'imo 4# cm n--32

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3 Canales naturales en crecida en arena fna media a arcilla fna, sin pendientes lateralesA @ondo adecuadamente parejo + reular con ocasionales o+as planasA variación en pro@undidadA maderas prcticamente vírenes, mu+ poco crecimiento in@erior e'cepto mancas densas ocasionales de ramaje + r"oles pe/ueos, alunos troncos + r"oles caídos muertos n  -12 • • • • • • • • • • •

4 anja revestida en am"os lados + en el @ondo piedra partida acomodada en seco n  --24 • • • • • • • • • • • • •

 Canal de ormión colocado detrs de un enco@rado + alisado n  --14 •

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!"RA I-RA%.ICA 1!"RA -E ARTE4

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4as obras de arte llamadas tambin estructuras secundarias% constituyen el complemento para el buen funcionamiento de un proyecto hidráulico.

• •

0 continuación desarrollaremos el estudio referencial de cada una de las obras observadas en el recorrido6

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) TRA'ICI&' • •

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4a transición es una estructura (ue se usa para ir modificando en forma gradual la sección transversal de un canal% cuando se tiene (ue unir dos tramos con diferente forma de sección transversal% pendiente o dirección. 4a finalidad de la transición es evitar (ue el paso de una sección a la siguiente% de dimensiones y caractersticas diferentes% se realice de un modo brusco% reduciendo as las prdidas de carga en el canal. 4as transiciones se dise$an tanto a la entrada como a la salida de diferentes estructuras tales como6 &omas% rápidas% cadas% desarenadores% puentes canal% alcantarillas% sifones invertidos% etc.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA INGENIERIA DE MINAS • • • • • • • • • • • • • •

En las fotografas se puede observar el cambio de un canal rectangular a uno trape,oidal% asi como los e#ercicios (ue hi,imos en clases

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, P%E'TE CA'A. • •

El puente canal es una estructura utili,ada para conducir el agua de un canal% logrando atravesar una depresión. 4a depresión puede ser otro canal% un camino% una va de ferrocarril o un dren. El puente canal es un con#unto formado por un puente y un conducto% el conducto puede ser de concreto% hierro% madera u otro material resistente% donde el agua escurre por efectos de la gravedad.

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En la fotografa se observa un puente-canal construido para poder pasar el agua sobre un canal hidraulico.

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/ C!MP%ERTA -E -ITRI"%CI&' • •


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4as compuertas desli,antes están dise$adas para cierres u obturaciones en huecos y canales de muy distintas secciones. +e utili,an principalmente en tratamiento de aguas% colectores urbanos% conducciones% regados% obra hidráulica y centrales hidroelctricas. +e componen de un tablero mecano-soldado con #untas de goma E3DM (ue hacen la función de obturación. Estas #untas pueden ser a tres o a cuatro lados 1dos laterales% solera y dintel2.

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5 $ERTE-ER! -E -EMAGA • •

Esta estructura hidráulica recibe las denominaciones de vertederos% aliviadores de embalse% vertederos de e)cedencias% vertederos de demasas y tiene por ob#eto proteger al sistema de almacenamiento% evacuando los e)cesos de agua a la capacidad normal del vaso de almacenamiento y su descarga aguas aba#o.

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6 CA'A. -E A+!R! PARA.. • •

4lamado as por el nombre del ingeniero de regado estadounidense (ue lo concibió% se describe tcnicamente como un canal 8enturi o de onda estacionaria o de un aforador de profundidad crtica. +us principales venta#as son (ue sólo e)iste una pe(ue$a prdida de carga a travs del aforador% (ue de#a pasar fácilmente sedimentos o desechos% (ue no necesita condiciones especiales de acceso o una po,a de amortiguación y (ue tampoco necesita correcciones para una sumersión de hasta el ":V. En consecuencia% es adecuado para la medición del caudal en los canales de riego o en las corrientes naturales con una pendiente suave. El aforador está constituido por una sección de convergencia con un piso nivelado% una garganta con un piso en pendiente hacia aguas aba#o y una sección de divergencia con un piso en pendiente hacia aguas arriba. racias a ello el caudal avan,a a una velocidad crtica a travs de la garganta y con una onda estacionaria en la sección de divergencia.


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Informe de Bocatomas

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