Memoria de Calculo-represa

MEMORIA DE CÁLCULO Y DISEÑO PROYECTO: DE REPRESA ESTUDIO DE FACTIBILIDAD “MEJORAMIENTO “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE RIEGO A TRAVÉS TRAVÉS DE LA CONSTRUCCIÓN DE LA REPRESA ARHATA EN LOS SECTORES DE RIEGO DE LOS DISTRITOS DE CHUQUIBAMBA CH UQUIBAMBA E IRAY, IRAY, PROVINCIA DE CONDESUYOS – AREQUIPA”

Dist Distri rito toss : Chu Chuqu quib ibam amba ba e Ira Iray y

ME!ORAMIE"TO DEL SISTEMA DE RIE#O A TRA$%S TRA$%S DE LA CO"STRUCCI&" DE LA REPRESA AR'ATA AR'ATA E" LOS SECTORES DE RIE#O RI E#O DE LOS DISTRITOS DE C'U( UI)AM)A E IRAY* PRO$I"CIA DE CO"DESUYOS CO"DES UYOS + ARE(UIPA, ARE(UIPA,

20 !

Pro-i Pro-i./i ./ia a : Co.0es Co.0esuyo uyoss Re1i2. : Arequi3a INDICE

C"#$%#&'" I(

INTRODUCCIÓN4444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444445

II( II( DISE) DISE)OS OS HIDR* HIDR*UL ULIC ICOS OS44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444446 44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444446 748 DISEÑO DE LA PRESA AR'ATA44444444444444444 AR'ATA4444444444444444444444444444444444444 4444444444444444444444444444444444444444 4444444444444444444444444444444 44444444444 6 74848 A9tura 0e Presa4444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444446 74847 Se9e//i2. 0e9 Ti3o 0e Presa Presa44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444 74845 Esquema Co.;u.to 0e9 Emba9se Emba9se44444444444444444444444444444444444444444444444444444444

74846 Criterios 0e 0ise a4 A./ho 0e Coro.a/i2. 444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444448> b4 )or0o Libre Libre o Res1uar0o Res1uar0o444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444448> /4 Pro?u.0i0a0 0e 0es39a.te444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444485 04 I./9i.a/i2. 0e Ta9u0es 44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444485 e4 A9tura 0e /oro.a44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444448= ?4 A./ho 0e base 444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444448= 7484@ A.9isis 0e Resiste./ia Resiste./ia a 9a Ba99a Ba99a 44444444444444444444444444444444444444444444444444448= a4 Cara/ Cara/te ters rsti/ ti/as as Bsi/ Bsi/as as 0e 9os 9os Mater Materia ia9es 9es44444444444444444444444444444444444444444448= b4 A.9i A.9isis sis Est Estti ti/o /o y Pseu Pseu0o 0oEst Estt ti/o i/o44444444444444444444444444444444444444444444444444448=

747 O)RAS COMPLEME"T COMPLEME"TARIAS444444444444444444444444444444444 ARIAS44444444444444444444444444444444444444444444444444444 4444444444444444444444444444444444478 44444444444444478 747484 )OCATOMA " >8444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444478 747474 CA"AL DERI$ACIO" " >84444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444475 747454 )OCATOMA " >744444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444447= 747464 CA"AL DERI$ACIO" " >7444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444447F 7474=4 SISTEMA DE DESCAR#A444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444447G

7454 OPERACI&"444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444445>

7

“MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE RIEGO A TRAVÉS TRAVÉS DE LA CONSTRUCCIÓN DE LA REPRESA ARHATA ARHATA EN LOS SECTORES DE RIEGO DE LOS DISTRITOS DE CHUQUIBAMBA E IRAY, PROVINCIA DE CONDESUYOS – AREQUIPA”

I(

INTRODUCCIÓN

E9 re/urso h0ri/o es u. bie. 3re/ia0o 3ara 9a huma.i0a0* y ms aH. 3ara .uest .uestro ross a1ri/u a1ri/u9to 9tore res* s* /uyo /uyo suste. suste.to to e i.1re i.1reso so mo.eta mo.etario rio 0e3e. 0e3e.0e 0e 0e 9a /a.ti0a0 0e a1ua 0e 9a que 0is3o.1a. 3ara re1ar sus /u9ti-os4 E. 9a mayor 3arte 0e9 3as* eiste. eiste. a1ri/u9tores a1ri/u9tores que /ue.ta. /ue.ta. /o. tierras muy muy ?Jrti9es* 9as que 3o0ra. 1e.erar9es mayores i.1resos y /o.se/ue.teme.te me;orar su /a9i /a 9i0a 0a0 0 0e -i0a -i0a** 3er 3ero e. 9as 9as que que se -e. -e. 9imi 9imita ta0o 0oss a9 se semb mbra rarr me me.o .oss /am3a
5

C++-$%./$&-+/ G%"1$&-+/ '% + P%/+3A4+$+( Las /ara/tersti/as 3ri./i3a9es 0e 9a 3resa /o.strui0a 0e /o./reto arma0o se 0ise
DISE)OS HIDR*ULICOS

2( DISE)O DE LA PRESA ARHATA 2(( A$5,+ '% P,%/+( Los /9/u9os 0e 9os -o9Hme.es 0e a9ma/e.amie.to 0e a1ua e. 9a 3resa se hi/iero. a 3artir 0e 9a /ota 5G78 m4s4.4m* /orres3o.0ie.te a9 ?o.0o 0e9 /au/e4 Se1H. 9os

0atos

3ro/esa0os 0e9 /ua0ro "8 y e9 1rN/o 0e Área$o9ume. 3ara e9 sitio se9e//io.a0o que muestra 9a * e9abora0o e. base a 9a su3erN/ie 0e9 es3e;o 0e a1ua a 0i?ere.tes /otas* se 3ue0e 0etermi.ar que 3ara a9ma/e.ar 478 MMC 0e -o9ume. Hti9 requeri0o se 0ebe 99e1a a 9a /ota 5G=8 m4s4.4m4 que -ie.e a ser e9 "AMO o .i-e9 .orma9 0e emba9se4 E9 .i-e9 mimo 0e a1uas etraor0i.arias "AME a9/a.a 9a e9e-a/i2. 0e 5G=74G m4s4.4m te.ie.0o e. /ue.ta e9 tr.sito 0e 9a a-e.i0a mi9e.aria 0e 0ise
Cuadro 1. Relación altura volumen del embalse ALTURA DE PRESA6 70(00 (

6

Fuente: Elaboración Propia.

Figura 1. Curva Área volumen

=

Fuente: Elaboración propia.

Figura 2. Área de la represa a 391 m.s.n.m

@

2((2 S%%--&8# '% T&9" '% P,%/+ La te/.o9o1a* ?a/tores e/o.2mi/os y me0ioambie.ta9es 1obier.a. 9a e9e//i2. 0e u. 0etermi.a0o ti3o 0e 3resa4 De.tro 9os ?a/tores 0e /ar/ter tJ/.i/o* bsi/ame.te se tie.e.: 9as /ara/tersti/as 1eo921i/as y 1eotJ/.i/as 0e 9a /ime.ta/i2.* 9a /o.?orma/i2. y 1eometra 0e9 sitio 0e /ierre* 9a 0is3o.ibi9i0a0 y a//eso a 9as reas 0e 3rJstamo 0e materia9es 0e /o.stru//i2. y 9a /o.0i/i2. que 9a obra .o 3ro-oque -aria/io.es ?u.0ame.ta9es e. e9 me0io ambie.te que 9a /ir/u.0a4 Los requerimie.tos 3ro3ios 0e9 0ise
Bu./i2. 0e 9a obra Cara/tersti/as to3o1rN/as y 1eo921i/as 0e 9a boqui99a Co.0i/io.es 0e 9a /ime.ta/i2. Ca9i0a0 y 9o/a9ia/i2. 0e 9os materia9es 0is3o.ib9es

F

2((7 E/:5%+ C"#;5#$" '% E<+/%

E9 emba9se tie.e e9 si1uie.te esquema 0e obras: • • •

Presa

A9i-ia0ero 0e 0emasas Sistema 0e 0es/ar1a

La estru/tura 0e /o./reto arma0o* tie.e u. 0es39a.te /ime.ta0o e. 9a ro/a que 3ro3or/io.a 9a estabi9i0a0 a 9a estru/tura4 Debi0o a que 9a estru/tura se /imie.ta e. 9a ro/a .atura9 sa.a 0e ti3o a.0esti/a* se ha. 0es3re/ia0o 9os em3u;es 3ro3ios 0e 9a ?uera 0e sub3resi2. 0ebi0o a que 3or e99a .o se 3ro0u/e. N9tra/io.es si1.iN/a.tes4 E9 -aso tie.e u.a ete.si2. que sobre3asa u. rea 0e F8@*6F@4GG m7* o F84@ has -er Bi1ura 74 E. estas /o.0i/io.es /omo resu9ta0o 0e9 tr.sito 0e 9a a-e.i0a 0e 0ise> a
2((= C,&$%,&"/ '% '&/%>" E9 0ise


Figura 3. Planteamiento !idr"ulico

Fuente: Elaboración propia

G

E9 /o.ta/to 0e 9a 3resa /o. 9a /ime.ta/i2. ser sobre ro/a4 Te.ie.0o e.

/ue.ta que 9a ro/a 0e9 /au/e es sa.a y que 3or ta.to 9a 3ermeabi9i0a0 0e .o eiste4 Para e99o se ha 3re-isto u. 0es39a.te 0e 84= m /o9o/a0o sobre u.a /a3a 0e 8> /m 0e /o./reto 3uesta /o. 9a N.a9i0a0 0e .i-e9ar 9a su3erN/ie4

2((! D&%#/&"#+&%#$" +( A#-4" '% C","#+-&8# E9 a./ho 0e 9a /oro.a 0e u.a 3resa 0e3e.0e 0e -arias /o.si0era/io.es* /omo so.: A9tura e im3orta./ia 0e 9a estru/tura4 Requerimie.to 0e a./ho 3ara 3ro-eer masa a9 terra39J. 3ara resistir a

• •

9os e?e/tos ssmi/os4 Requerimie.to 0e tr.sito -ehi/u9ar4 Pra/ti/i0a0 0e /o.stru//i2.

• •

E9 a./ho 0e /oro.a a0o3ta0o es 84= m* 0ime.si2. que 0e-ie.e 3or a39i/a/i2. 0e i.stru/ti-os y .ormas tJ/.i/as que est. e. ?u./i2. 0e 9a a9tura 0e 3resa* ate.0iJ.0ose 3or ta9 a 9a 0ista./ia 0es0e su /oro.a hasta su /ime.ta/i2. e/9uye.0o e9 em3otramie.to y 9a 3a.ta99a o /orti.a .o estru/tura94 La a9tura 0e 3resa a su -e est 9i1a0a a 9a /a3a/i0a0 tota9 0e emba9se4 Se tie.e as:   

E9e-a/i2. 0e9 /au/e E9e-a/i2. 0e 9a /oro.a A9tura 0e 9a 3resa

: 5G78 m4s4.4m4 : 5G=64 m4s4.4m4 : 554 m

<( B",'" L&<,% " R%/?5+,'" E9 bor0o 9ibre es 9a 0i?ere./ia 0e /otas e.tre e9 .i-e9 mimo 0e emba9se "AME

y

e9

0e 9a /oro.a/i2.4 Este bor0o se N;a e. ?u./i2. a9 o9ea;e 0ebi0o a9 -ie.to y sismos4 La a9tura mima 0e o9as 1e.era0as 3or mo-imie.tos ssmi/os* estima0a a 8>

3artir

0e

9os /o.o/imie.tos a/tua9es* 1e.era9me.te resu9ta me.or que 9a 0e9 o9ea;e 3ro0u/i0o 3or -ie.tos ?uertes* e/e3to e. /asos 0e reso.a./ia /uya 3robabi9i0a0 es siem3re

i./ierta4 Por 0i/hos moti-os y 3arti/u9arme.te e. este /aso 3or 9a ete.si2. 0e9 -aso

y

3orque to3o1rN/ame.te .o es abri1a0o* es -9i0o estimar e9 bor0o 9ibre su3o.ie.0o que 9a a9tura mima 0e9 o9ea;e es 9a /orres3o.0ie.te a9 -ie.to4 Su -a9or se 0etermi.a e. ?u./i2. 0e9 ?et/h e?e/ti-o, y 0e 9a -e9o/i0a0 y 0ire//i2. 0e9 mismo sobre 9as a1uas 0e9 emba9se4 Los /9/u9os se rea9iaro. /omo se muestra a /o.ti.ua/i2.: Figura #. C"lculo dimensionamiento del bordo libre

88

Fuente:

Elaboración propia. E. 9a Bi1ura 5 se 3ue0e obser-ar que e9 bor0o 9ibre se1H. 0ise m4

-( P,"@5#'&'+' '% '%/9+#$% Debi0o a 9a /ara/tersti/a ro/osa 0e9 9u1ar* se ha 3re-isto u. 0es39a.te 0e 84= m 0e 3ro?u.0i0a04 87

La ro/a sobre 9a que se /ime.tar 9a 3resa es 0e9 ti3o a.0esti/a y sa.a4 Sobre esta se 3o0r e./o.trar mayor i.?orma/i2. e. e9 /a3tu9o 0e 1eo9o1a 0e9 3rese.te estu0io a .i-e9 ?a/tibi9i0a04

'( I#-&#+-&8# '% T+5'%/ Se /o.si0eraro. 0os ta9u0es 0e >45:8 y >4==:8* /orres3o.0ie.tes a9 3arame.to a1uas arriba y a1uas aba;o res3e/ti-ame.te4 E9 3rimero se obtu-o /omo u. -a9or mayor 0e9 m.imo re/ome.0a0o y /um39ie.0o /o. 9a estabi9i0a0 0e 9a 3resa e9 se1u.0o* e9 re/ome.0a0o 3ara 3resas 0e este ti3o e. /o.0i/io.es 0e ?uera 0e sub3resi2. 0es3re/iab9e 0ebi0o a que e9 basame.to es 0e ro/a sa.a* u.a /ara/tersti/a 0a0a 3or e9 9u1ar 0o.0e se /ime.tar 9a 3resa4

Como se

muestra e. 9a N1ura = si1uie.te4

85

Figura . $nclinación de talud


86

%( A$5,+ '% -","#+ La a9tura i.terior y eterior 0e 9a /oro.a se 0etermi.aro. 0e ma.era que /um39iera. /o. 9os 3ri./i3ios bsi/os 0e 0ise
@( A#-4" '% <+/% E9 a./ho /o.si0era0o ha si0o 0e 7F4= m* /um39ie.0o 0e esta ma.era /o. 9a re9a/i2. 0e esbe9te 3ara 3resas a 1ra-e0a0 0e /o./reto arma0o* 9a que se e./ue.tra e. e9 ra.1o 0e >4@ y 84 2(( A#&/&/ '% R%/&/$%#-&+ + + F++

+( C+,+-$%,./$&-+/ F./&-+/ '% "/ M+$%,&+%/ P+,%$,"/ '% C-5" La 3resa a9ma/e.ar u. $o9ume. Tota9 $U Q $M  478 MMC* y $U es F468 MM5* Pero te.0r u.a o?erta 0e a1ua 0e 884GG MMC y u.a 0ema.0a 0e 884G MMC tota9-o9ume. 3ara e9 a.9isis e/o.2mi/o* 3ara e9 rie1o 0e 88G has* 9o se i.0i/a que 9a re3resa 0e9 sistema 0e rie1o ser u. -aso re1u9ar4 La Co.stru//i2. re3resa Se/tor Arhata 0e /o./reto arma0o y sus res3e/ti-as obras 0e arte a9i-ia0ero 0e 0emasas y obras 0e 0es/ar1a* Co.stru//i2. 0e 0os )o/atomas /o. sus res3e/ti-os /a.a9es 0e 0eri-a/i2.4

<(

A#&/&/ E/$$&-"  P/%5'"3E/$$&-"

E9 a.9isis 0e 9a Re3resa Arhata se rea9i2 /o.si0era.0o 9os ?a/tores 0e se1uri0a0 estti/o y 3seu0oestti/o res3e/ti-os 3ara /a0a ti3o 3osib9e 0e ?a99a* /omo se muestra a /o.ti.ua/i2.:

Cuadro 2. Relación altura volumen del embalse

FACTORES DE SEGURIDAD

ESTATICO

PSEUDO ESTATICO 8=

Des9iamie.to $o9teo Ca3a/i0a0 Porta.te

84= 845  A0m4

847 848  A0m4

 Ca3a/i0a0 a0misib9e 0e 9a ro/a 1K/m7G>>4


Las /o.0i/io.es a.a9ia0as ?uero. 9as 0e emba9se 99e.o y -a/o* a0ems se /o.si0er2 9a ?uera e/e3/io.a9 ssmi/a 3ara 9a /ua9 se uti9i2 u. /oeN/ie.te ssmi/o horio.ta9 0e >48 14 que ?ue /orre9a/io.a0o /o. 9a Es/a9a Mer/a99i se1H. e9 e-e.to etremo hist2ri/o* e9 /ua9 re1istr2 u.a i.te.si0a0 0e $II e. e9 sismo 0e9 7>>84 Los /9/u9os rea9ia0os se muestra. a /o.ti.ua/i2.: Figura %. &n"lisis est"tico ' pseudo(est"tico

8@

8F

8

8G

7>


2(2 OBRAS COMPLEMENTARIAS 2(2(( BOCATOMA N 0( Se /o.struir u.a /a3ta/i2. a 845 m a1uas aba;o 0e9 ti3o 0ique que 0eri-ar a1uas a 6>> has 0e rie1o 0e /o./reto arma0o ?V/  78> W1 K/m7 y e9 /uer3o 0e /o./reto ?V/  8F= W1 K/m7QF>X P4M4 3ara u. /au0a9 0e 0eri-a/i2. 0e >46m5Kse14 E9 /9/u9o 0e 0ise
Figura). *ise+o de ,ocatoma -/1

78

77


2(2(2( CANAL DERIVACION N 0( Se te.0r u. a /a.a9 0e 0eri-a/i2. 3ara u. /au0a9 0e >46 m5Kse1 0e =*=> 0e 9o.1itu04 Se uti9iara u. /o./reto 0e B/8F=1K/m74 Para su 0ise
75

•

Pe.0ie.te: >45>X

•

Pe.0ie.te: >47X

•

Pe.0ie.te: >47>X

76

T"+ N0 C+#$%+ %# % &/" %;% '% '&:5%

2(2(7( BOCATOMA N 02( Se /o.struir u.a /a3ta/i2. a 4F m a1uas aba;o 0e9 ti3o 0ique 3ara 0eri-ar a1uas a 9as 9o/a9i0a0es ms a9e;a0as 0e 9a re3resa* 9as /ua9es so. u. tota9 0e 65 has4 0e /o./reto arma0o ?V/  78> W1 K/m7 y e9 /uer3o 0e /o./reto ?V/  8F= W1 K/m7QF>X P4M4 3ara u. /au0a9 0e 0eri-a/i2. 0e >46=m5Kse14 E9 /9/u9o 0e 0ise
Figura 0. *ise+o de ,ocatoma -/2

7@


2(2(=( CANAL DERIVACION N 02( Se te.0r u. a /a.a9 0e 0eri-a/i2. 3ara u. /au0a9 0e >46= m5Kse1 0e 5*FG> 0e 9o.1itu04 Se uti9iara u. /o./reto 0e B/8F=1K/m74 Para su 0ise
7F

•

Pe.0ie.te: >47GX

•

Pe.0ie.te: >4=X

•

Pe.0ie.te: 848X 7

•

Pe.0ie.te: 84@X

2(2(!( SISTEMA DE DESCARGA La obra 0e toma se ha 3roye/ta0o e. 9a 3arte /e.tra9 0e 9a estru/tura 0e 9a 3resa* estar e. 9.ea re/ta y e. ?orma 3er3e.0i/u9ar a 9a estru/tura 0e 9a 7G

3resa4 Di/ha ubi/a/i2. obe0e/e a 9a ?a/i9i0a0 que re3rese.ta em3a9mar e9 sistema 0e 0es/ar1a /o. 9a quebra0a .atura9 e9 /ua9 99e-ara a 9a o.a 0e rie1o4 E9 /a.a9 0e 0es/ar1a /o.tem39a u.a tubera P$C ISO 86=7 /9ase = 0e 6>, 0e 0imetro* es/o1i0a ba;o /riterios 0e e-a9ua/i2. 0e 9a 3resi2. a 9a que ser someti0a y 0ise 1K/m74 A 9a sa9i0a* /ua.ta /o. u. /uarto 0e o3era/i2. 0e =45 m 0e 9o.1itu0 0o.0e se e./ue.tra 9a -9-u9a 0e 0es/ar1a4 Bi.a9me.te* 9a tubera 0esembo/a e. 9a 3oa 0isi3a0ora que 0a 9u1ar a9 /a.a9 0e sa9i0a4 Los 0eta99es 1rN/os 0e este sistema se 3ue0e. e./o.trar e. 9a 9mi.a PS8 0e9 3rese.te estu0io4 La /ar1a m.ima sobre 9a obra 0e toma* /orres3o.0e a 9a me0i0a 0es0e e9 "i-e9 M.imo 0e Emba9se "AMI a9 e;e 0e9 /o.0u/to habiJ.0ose toma0o e. /o.si0era/i2. que se ha/e .e/esario /o.tar /o. e9 a9ma/e.amie.to* 9a a9tura m.ima 0e esta./amie.to 0e 9a 3resa 0eber sobre3asar 9a a9tura sobre e9 ?o.0o 0e 9a misma4 A /o.ti.ua/i2. se muestra. 9as /ara/tersti/as 1eomJtri/as 0e 9a 3resa: Cuadro 3. Caractersticas geomtricas de la presa.

C++-$%./$&-+/ G%"1$&-+/ D%/-&9-&8# D+$"/ #+%/ Om A9tura 0e 0ise4>>m A9tura e?e/ti-a A9tura 0e9 A9i-ia0ero 84G>m A9i-io A9tura 0e )or0e Libre 84G>m A9tura 0e A9ma/e.amie.to 5>4>>m A./ho 0e Coro.a 84=>m "AMO 5>4>>m E?e/ti-a "AME 584G>m Presa ms A9i-ia0ero

2(7( OPERACIÓN La o3era/i2. se 0eN.ir 3ara 0os situa/io.es: e. ?u./io.amie.to .orma9 o re1u9ar y e. situa/i2. 0e emer1e./ia4 E. ?u./io.amie.to .orma9 o re1u9ar se requiere. 0i?ere.tes /au0a9es se1H. e9 mes* 9os -a9ores 0e estos ?uero. 0eN.i0os e. e9 a.eo hi0ro9o1a 0e9 3rese.te estu0io mie.tras que 9a -e9o/i0a0 -ie.e 0a0a 3or 9a /ar1a hi0ru9i/a e. e9 oriN/io 0e sa9i0a* 3or 9o que e9 rea ser 9a que se 0eber 5>

Memoria de Calculo-represa

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