PARAMETROS DE DISEÑO PARA ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

PARÁMETROS DE DISEÑO PARA

“

OBRAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

”

CURSO:

ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO.

ALUMNO:

CHILCON QUISPE, ANDI JUSSEPP

DOCENTE:

ING. CORONEL DELGADO, JOSE ANTONIO CICLO - VIII

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil

JAEN - PERÚ, 11 DE NOVIEMBRE DEL 2017.

1.

Índice.

1.

Índice .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 2

2.

Resumen .............................................................................................................................. ............................................................................................................................. 3

3.

Introducción ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... 4

4.

Objetivos. .................................................................................................................. ............................................................................................................................. ........... 5

5.

6.

7.

4.1.

Objetivos Generales. ................................................................. .................................................................................................. ................................. 5

4.2.

Objetivos Específicos. ............................................................... ................................................................................................ ................................. 5

Marco teórico. ............................................................. ..................................................................................................................... ........................................................ 5 5.1.

Sistema de Agua Potable. ......................................................................................... ........................................................................................ 5

5.2.

Población. .................................................................................................................... 6

5.3.

Vida útil. ............................................................... ....................................................................................................................... ........................................................ 9

5.4.

Periodo de diseño. ......................................................... ..................................................................................................... ............................................ 9

5.5.

Datos necesarios para el diseño. ........................................................................... .......................................................................... 10

5.6.

Estudio hidrológico. hidrológico. .................................................................................................. 11

Ejemplo de aplicación (Cálculos). .................................................................................. ................................................................................. 11 6.2.

Delimitación. ........................................................................................................ ............................................................................................................. ...... 13

6.3.

Vías de acceso. ............................................................. ........................................................................................................ ........................................... 13

6.4.

Topografía y tipo de suelo. ...................................................................................... ..................................................................................... 14

6.5.

Estudio hidrológico del manantial. ......................................................................... 14

6.6.

Demanda de la población. .................................................................. ...................................................................................... .................... 16

6.7.

Calculo de la densidad poblacional. ...................................................................... 19

6.8.

Datación. .................................................................................................................... ................................................................................................................... 20

Referencias bibliográficas bibliográficas ............................................................................................... 23

8. Anexos .............................................................. ............................................................................................................................... ................................................................. 23 9.

Planos ................................................................................................................................. ................................................................................................................................ 27

2 Abastecimiento de Agua Potable y Alcantarillado Ing. Coronel Delgado, Jose Antonio


2.

Resumen.

Este trabajo de investigación se ha elaborado con la finalidad de mostrar cuales son los parámetros de diseño en obras de abastecimiento de agua potable, la metodología de cálculo que se sigue para encontrarlos. En nuestro país, el sistema hidráulico se encuentra en una etapa crucial, motivado principalmente por obras hidráulicas ineficientes, que en su mayoría de veces no cumple con los requerimientos de la población y mucho menos con el crecimiento demográfico de esta. Por ello es necesario que el ingeniero civil, tome en consideración una serie de elementos, que le permitan mediante estudios y trabajos especializados satisfacer de manera efectiva y sustentable la necesidad que se tiene del servicio del agua, proporcionándolo en forma ininterrumpida, en cantidad y con la calidad apropiada.



3.

Introducción Uno de los objetivos primordiales del estado peruano debiera ser solucionar el déficit en la satisfacción de las necesidades básicas como es el agua potable. Es por eso que los servicios de saneamiento constituyen una necesidad prioritaria para toda población. El abastecimiento de agua potable incluye todo un proceso de obras de ingeniería destinado a llevar este recurso hasta la vivienda de los habitantes de un determinado centro poblado, urbanización, asentamiento humano, etc. El abastecimiento de agua potable a su vez debe estar determinado e influenciado por tres factores, que son los que le dan al servicio las condiciones básicas y adecuadas: 

Cantidad: la mínima que se necesita para satisfacer las necesidades diarias (que no genere restricciones, que afectan a la higiene, comodidad y calidad de vida). De nada sirve tener la conexión del servicio si solo lo tengo algunos días de la semana o si lo tengo todos los días solo por algunas horas, debe ser continuo las 24 horas del día, todos los días del año.



Calidad: que sirva a los usos para los que ha sido prevista, con garantía de eficacia, la calidad se basa en los contenidos, tanto de sales como bacteriológicos que debe contener el agua suministrada, según normas nacionales e internacionales.



Emplazamiento: consiste en poner el servicio en el lugar de consumo, con cañerías dentro de la vivienda.

Esta dicho entonces que el servicio de agua potable debe reunir estos tres factores para considerarlo no solo de óptimas condiciones, sino y sobre todo básico y adecuado, si un proyecto de ingeniería no reúne o no considera estos tres factores, estamos haciendo un trabajo a medias, lo que un ciudadano quiere de su servicio de agua potable es: que el agua llegue por


UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil cañerías a su vivienda, disponer de agua todos los días las 24 horas y tener

un líquido elemento de calidad. Si falla alguno de dichos factores va a ocasionar a corto o largo plazo un déficit en: higiene personal y de los alimentos, comodidad y enfermedades acarreadas por tener que almacenar agua, ya sea por los días que falta esta o por tener caño comunitario, finalmente genera déficit en la calidad de vida.

4.

Objetivos. 4.1. 

Objetivos Generales. Determinar los parámetros de diseño para obras de abastecimiento de agua potable.

4.2. 

Objetivos Específicos. Realizar el cálculo de la población futura de una determinada ciudad.



5.

Realizar el cálculo del caudal de oferta para la captación.

Marco teórico. 5.1. Sistema de Agua Potable. El proceso del suministro de agua potable comprende, de manera general, la captación, conducción, tratamiento, almacenamiento de agua tratada y distribución del recurso hídrico.

5.1.1. La captación. Es la acción de usar los sistemas convencionales de captación (bocatoma, presas, etc.), para atrapar aguas superficiales o aguas subterráneas.

5.1.2. Conducción. Es la acción de llevar el agua es del punto de captación hasta la planta de tratamiento o el sitio de consumo; puede ser un canal abierto o red de tuberías.

5.1.3. Tratamiento. Es la acción de tratar el agua y volverla apta para el consumo humano.

5.1.4. Almacenamiento. Se refiere a la necesidad de almacenar agua en alguna reserva cuando la fuente no presenta un caudal suficiente durante el año para satisfacer la demanda de la población. 5 Abastecimiento de Agua Potable y Alcantarillado Ing. Coronel Delgado, Jose Antonio


5.1.5. La distribución. Se refiere a transferir el agua desde el tanque de almacenamiento de agua tratada, mediante estaciones de rebombeo y red de tuberías, permite la entrega del agua potable al usuario final.

5.2.

Población. 5.2.1. Población actual. La población actual, se refiere a los datos censales que proporciona el (INEI) para el año en que se hizo el levantamiento de la información. Esta misma entidad es la que nos proporciona los datos de años anteriores. Los datos de población se utilizan para obtener: demandas, consumos o aportaciones de agua.

5.2.2. Población de proyecto. La población de proyecto es la cantidad de personas que se espera tener en una localidad al final del período de diseño del sistema de agua potable y alcantarillado.

5.2.2.1.

Proyección de la población. Como ya se había mencionado, para la proyección de la 6

Abastecimiento de Agua Potable y Alcantarillado Ing. Coronel Delgado, Jose Antonio

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil población se debe emplear los datos

oficiales del INEI. La tasa de crecimiento por lo general es variable en el tiempo, ya que en cuestiones de población es altamente improbable que se mantenga constante esa tasa.

5.2.2.2.

Métodos para el cálculo de la población.



Método aritmético. Es un método de proyección completamente teórico y rara vez se da el caso de que una población presente este tipo de crecimiento. En la estimación de la población de diseño, a través de este método, sólo se necesita el tamaño de la población en dos tiempos distintos. Usamos la siguiente formula.

Donde: Pf.: Población futura. Pi.: Población inicial. Kic.: Porcentaje de crecimiento. Tf: Tiempo final. Ti: Tiempo inicial. 

Método Geométrico.


UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil Mediante este método, se asume que el

crecimiento de la población es proporcional al tamaño de ésta. En este caso el patrón de crecimiento es el mismo que el usado para el método aritmético.

Donde: Pf.: Población futura. Pi.: Población inicial. Kg.: Porcentaje de crecimiento. Tf: Tiempo final. Ti: Tiempo inicial. 

Método de interés simple. Este método da valores bajos es decir aplicable para poblaciones que se encuentran en proceso de franco crecimiento porque se trata de que la población crece como un capital sujeto a un interés simple.

Donde: Pf.: Población futura. Pi.: Población inicial. Kis.: Porcentaje de crecimiento. Tf: Tiempo final. Ti: Tiempo inicial 

Método de interés compuesto. Este método da valores más altos es decir aplicarle para poblaciones que se encuentran en la etapa de iniciación porque se trata de que la población crece como un capital sujeto a un interés compuesto. 8



Donde: Pf.: Población futura. Pi.: Población inicial. Kic.: Porcentaje de crecimiento. Tf: Tiempo final. Ti: Tiempo inicial.

5.3. Vida útil. Es el tiempo que se espera que la obra sirva para los propósitos de diseño, sin tener gastos de operación y mantenimiento elevados, que hagan antieconómico su uso o que requiera ser eliminada por insuficiente o ineficiente. Este período está determinado por la duración misma de los materiales de los que estén hechos los componentes, por lo que es de esperar que este lapso sea mayo que el período de diseño. Otros factores que determinan la vida útil de las obras de agua potable y alcantarillado son la calidad del agua a manejar y la operación y mantenimiento del sistema.

5.4. Periodo de diseño. Es el intervalo de tiempo en que la obra proyectada brindará el servicio para el cual fue diseñada, es decir que operará con los parámetros utilizados para su dimensionamiento (población de proyecto, gasto de diseño, niveles de operación, etcétera). Los períodos de diseño están vinculados con los aspectos económicos y la vida útil de la infraestructura, siendo necesario considerar los flujos de efectivo del organismo operador que habrá de pagar por las obras y su operación, se debe tomara en cuenta que periodos

de

diseño

muy

grandes

pueden

implicar

sobredimensionamiento y por ende sobre costos de inversión y de operación que pueden afectar el balance financiero. Considerando lo anterior, se recomienda que las obras de captación y conducciones, como presas y acueductos, tengan un periodo de diseño de entre 20 9 Abastecimiento de Agua Potable y Alcantarillado Ing. Coronel Delgado, Jose Antonio

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil y 30 años de operación, mientras que en infraestructura como redes

de agua potable y alcantarillado sean de entre 10 y 20 años.

5.5. Datos necesarios para el diseño. 5.5.1. Consumo. El consumo es la parte del suministro de agua potable que generalmente utilizan los usuarios, sin considerar la pérdida en el sistema. Se expresa en unidades de m3/d o l/d, o bien cuando se trata de consumo per cápita se utiliza l/hab/día. El consumo en zonas rurales varía con respecto a la región. Las condiciones climatológicas e hidrológicas, las costumbres locales y la actividad de los habitantes tienen una influencia directa en la cantidad de agua consumida 5.5.1.1. Consumo doméstico. Se refiere al agua usada en las viviendas. Este consumo depende principalmente del clima y la clase socioeconómica de los usuarios. 5.5.1.2. Consumo no doméstico. Es el que se utiliza en industrias, comercios servicios por personas que no habitan en ellas.

5.5.2. Demanda. La demanda actual es la suma de los consumos para cada tipo de usuario o consumo. Los consumos por tipo de usuarios se definieron en el apartado 5.5.2. 5.5.2.1. Proyección de la demanda. Para efectos de diseño es importante determinar la demanda futura. Esta demanda se calcula con base en los consumos de las diferentes clases socioeconómicas, la actividad comercial, industrial, la demanda actual, el pronóstico de crecimiento de la población y su actividad económica. 10 Abastecimiento de Agua Potable y Alcantarillado Ing. Coronel Delgado, Jose Antonio


5.5.3. Dotación. La dotación es la cantidad de agua asignada a cada habitante, considerando todos los consumos de los servicios y las pérdidas físicas en el sistema, en un día medio anual; sus unidades están dadas en l/hab al día. La dotación media de una localidad se obtiene a partir de los consumos registrados por el organismo operador o de un estudio de demandas, dividiendo el consumo total, que incluye servicio doméstico, comercial, industrial y de servicios públicos.

5.6.

Estudio hidrológico. 5.6.1. Aguas superficiales. Para las obras de toma que se ejecuten en los cursos de aguas superficiales, en lo posible no deberán modificar el flujo normal de la fuente, para este caso se realizara un estudio hidrológico de la cuenca en mención, con los que se determinare el caudal máximo, el caudal promedio y el caudal mínimo, tal como se enseñó en el curso de hidrología. 5.6.2. Aguas subterráneas. Pozos profundos, galerías filtrantes, manantiales. Para este tipo de captación, el estudio hidrológico consiste en determinar si la capacidad de estos, complace la demanda solicitada para todas las épocas del año, además se hará pruebas para ver si son aptas para el consumo humano

6.

Ejemplo de aplicación (Cálculos). Para el ejemplo de aplicación de escogió una ciudad al azar.

6.1. Ubicación Geografía El proyecto: “Mejoramiento Del Servicio De Agua Potable E

Instalación Del Servicio De Saneamiento Básico Del Distrito De Upahuacho, Provincia De Parinacochas – Departamento De Ayacucho”.

Departamento :

Ayacucho

Provincia

:

Parinacochas

Distrito

:

Upahuacho

Región Natural

:

Área

Semi-urbana y rural

:

Sierra

Localización :



Ubicación del proyecto

LOCALIZACION GEOGRAFICA DEL DISTRITO DE UPAHUACHO

Coordenadas UTM ESTE

NORTE

ALTITUD

672349

8351308

3329 msnm



6.2.

Delimitación. El proyecto se encuentra localizado en el distrito de Upahuacho limitada por: • Por el Norte: Distritos de Coracora y región de Arequipa • Por el Sur: Distrito Pacapausa y la Región Arequipa. • Por el Este: Distrito Coronel Castañeda y Distrito de Pacapausa • Por el Oeste: Distrito Coracora.

6.3.

Vías de acceso. El acceso al distrito de Upahuacho, partiendo de la ciudad de Lima, es el siguiente:

Ruta Tiempo (Horas)

Distancia (Km)

Tiempo (Horas)

Lima – Upahuacho

760

12

El Eje Vial Transversal del Norte: Empalma con la Panamericana Sur a la altura de Nazca en la región de Ica y conecta con la Carretera Interoceánica, siguiendo hacia la provincia de Lucanas, siguiendo a la Provincia de Parinacochas y Upahuacho. Está completamente asfaltada y en buen estado de conservación.



6.4.

Topografía y tipo de suelo. Se encuentra ubicado en la sierra centro sur del país. Su capital es la ciudad de Ayacucho. Comprende provincias de ambas vertientes de la cordillera de los Andes (oriental y occidental). se encuentra entre los 800 y 4500 msnm. Tiene una superficie territorial de Superficie Total 587 35 km² al 0.05% de la superficie nacional. Ayacucho es la Región andina por excelencia, su territorio es muy accidentado, se caracteriza por tener valles estrechos, con vertientes Semi-inclinadas extensas y algunas muy inclinadas, cumbres agrestes alternadas con altas mesetas, punas y nevadas; en su seno albergan numerosos valles. EI distrito capital se encuentra a 3 325 metros sobre el nivel del mar. Su relieve es accidentado, presenta valles fértiles, destacan también las profundas quebradas y altas punas, nuestro distrito poseen 4 pisos ecológicos o Geosistemas, los cuales son Yunga Fluvial, quechua, Suni y Puna.

6.5.

Estudio hidrológico del manantial. 6.5.1. Calidad del agua. Manantial De Upahuacho. Las muestras registran la presencia de coliformes fecales o termo tolerantes, por lo cual, la inclusión de procesos de desinfección y tratamiento será obligatoria. El pH, color, conductividad, cloruros, turbiedad, sulfatos, Nitritos y Nitratos 14


UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil se encuentran por debajo de los límites máximos permisibles

para agua de consumo humano de acuerdo a lo establecido en el DS No 002-2008-MINAN y los valores del Reglamento de la Calidad del Agua para Consumo Humano DS N° 031-2010SA. Realizar continua vigilancia y control del parámetro físico químicos para obtener agua de calidad. La calidad de agua analizada presenta, en su mayoría, las concentraciones de parámetros fisicoquímicos, metales pesados y microbiológicos bajo los límites de detección de los métodos aplicados. En aquellos casos en que se determinó la presencia de ciertos elementos sólo se cuantificaron bajas concentraciones que no sobrepasan ningún límite máximo establecido por la norma peruana de agua potable. En general, el agua de la fuente Upahuacho, cumple con la mayoría de los parámetros para ser considerada agua apta para consumo humano, teniendo en cuenta que es necesario incluir el proceso de desinfección continua y vigilada por parte de las autoridades responsables del control.

6.5.2. Oferta hídrica del manantial. Los niveles de descarga de un manantial son relativamente paralelos, lo único que se hace en estos casos es medir el caudal de descarga del manantial para ver si cumple con el solicitado.



El caudal mínimo que se registró en este manantial, es de 0.05 m3/s. 15



6.6.

Demanda de la población. 6.6.1. Periodo de diseño.

6.6.2. Población futura. 6.6.2.1.



UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil Pf - Pi

ΔT = (Tf - Ti )

K A

K A *ΔT

1330

72

1

72

72

2002

1408

78

1

78

78

2003

1491

83

1

83

83

2004

1578

87

1

87

87

2005

1667

89

1

89

89

2006

1759

92

1

92

92

2007

1854

95

1

95

95

2008

1953

99

1

99

99

2009

2055

102

1

102

102

2010

2162

107

1

107

107

2011

2271

109

1

109

109

2012

2383

112

1

112

112

2013

2499

116

1

116

116

2014

2618

119

1

119

119

2015

2740

122

1

122

122

CENS O

PO BLACIO N

2000

1258

2001

∑=

15

∑=

1482

K A1 T 1  K A2 T 2  K A3 T 3  K A4 T 4  K A5 T 5

K A PROMEDIO 

T 1  T 2  T 3  T 4  T 5

ANULANDO K A negativo: K A PROMEDIO Entonces:

PActual = Pfutura =

9880.00%

2938

4321

6.6.2.2.

Hab. Hab.



UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil Pf / Pi

ΔT = (Tf - Ti )

K G

K G *ΔT

1.057

1

0.0557

0.0557

1408

1.059

1

0.0570

0.0570

1491

1.059

1

0.0573

0.0573

2004

1578

1.058

1

0.0567

0.0567

2005

1667

1.056

1

0.0549

0.0549

2006

1759

1.055

1

0.0537

0.0537

2007

1854

1.054

1

0.0526

0.0526

2008

1953

1.053

1

0.0520

0.0520

2009

2055

1.052

1

0.0509

0.0509

2010

2162

1.052

1

0.0508

0.0508

2011

2271

1.050

1

0.0492

0.0492

2012

2383

1.049

1

0.0481

0.0481

2013

2499

1.049

1

0.0475

0.0475

2014

2618

1.048

1

0.0465

0.0465

2015

2740

1.047

1

0.0455

0.0455

CENS O

PO BLACIO N

2000

1258

2001

1330

2002 2003

∑=

∑=

15

0.7784

K G1 T 1  K G2 T 2  K G3 T 3  K G4 T 4  K G5 T 5

K G PROMEDIO 

T 1  T 2  T 3  T 4  T 5

ANULANDO K G negativo: K G PROMEDIO

4.73%

PActual = Pfutura =

Entonces:

3012

5845

6.6.2.3.

5.19%

Hab. Hab.

Método de interés simple.

Pf - Pi

ΔT = (Tf - Ti )

K IS

K IS *ΔT

1330

72

1

0.0572

0.0572

1408

78

1

0.0586

0.0586

2003

1491

83

1

0.0589

0.0589

2004

1578

87

1

0.0584

0.0584

2005

1667

89

1

0.0564

0.0564

2006

1759

92

1

0.0552

0.0552

2007

1854

95

1

0.0540

0.0540

2008

1953

99

1

0.0534

0.0534

2009

2055

102

1

0.0522

0.0522

2010

2162

107

1

0.0521

0.0521

2011

2271

109

1

0.0504

0.0504

2012

2383

112

1

0.0493

0.0493

2013

2499

116

1

0.0487

0.0487

2014

2618

119

1

0.0476

0.0476

2015

2740

122

1

0.0466

0.0466

C EN SO

PO BLACIO N

2000

1258

2001 2002

∑= K IS PROMEDIO 

15

∑=

0.7991

K IS 1 T 1  K IS 2 T 2  K IS 3 T 3  K IS 4 T 4  K IS 5 T 5 T 1  T 2  T 3  T 4  T 5

ANULANDO K IS negativo: K IS PROMEDIO Entonces:

f

5.33%

PActual = 3032 Hab. Pfutura = 5076 i ( cpHab. )

6.6.2.4.

Método de interés compuesto. 18


UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil Pf / Pi

ΔT = (Tf - Ti )

K IC

K IC *ΔT

1330

1.057

1

0.0572

0.0572

2002

1408

1.059

1

0.0586

0.0586

2003

1491

1.059

1

0.0589

0.0589

2004

1578

1.058

1

0.0584

0.0584

2005

1667

1.056

1

0.0564

0.0564

2006

1759

1.055

1

0.0552

0.0552

2007

1854

1.054

1

0.0540

0.0540

2008

1953

1.053

1

0.0534

0.0534

2009

2055

1.052

1

0.0522

0.0522

2010

2162

1.052

1

0.0521

0.0521

2011

2271

1.050

1

0.0504

0.0504

2012

2383

1.049

1

0.0493

0.0493

2013

2499

1.049

1

0.0487

0.0487

2014

2618

1.048

1

0.0476

0.0476

2015

2740

1.047

1

0.0466

0.0466

C ENS O

PO BLACIO N

2000

1258

2001

∑= K IC PROMEDIO



∑=

15

0.7991

K IC 1 T 1  K IC 2 T 2  K IC 3 T 3  K IC 4 T 4  K IC 5 T 5 T 1  T 2  T 3  T 4  T 5

ANULANDO K IC negativo: K IC PROMEDIO

5.07%

PActual = Pfutura =

Entonces:



3025

6048

Hab. Hab.

Resumen de cálculos. CUADRO DE RESUMEN

:.

METODO

P. Actual

P. Futura

ARITMETICO

2938

4321

GEOMETRICO

3012

5845

INTERES SIMPLE

3032

5076

INTERES COMPUESTO

3025

6048

Población Actual

=

3025

Hab.

Población Futura

=

6048

Hab.

Tomamos interés compuesto ya que la tasa de crecimiento más se ajusta a este método.

6.7. Calculo de la densidad poblacional. 6.7.1. Distribución de manzanas. Área destinada para vivienda : Manzana Área (Ha) 120 x120 1.44 100 x 100 1.00 80 x 80 0.64 60 x 60 0.36 ∑

15 Ha 25% Área Nº Mz 3.75 3 3.75 4 3.75 6 3.75 10 15.00 23

Ár. Tot. (Ha) 3.75 3.75 3.75 3.75 15.00


UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil Áreas Complementarias u Otros Fines:

Largo (m) 100.00 20.00 40.00 85.00 100.00 80.00 100.00 100.00 80.00 200.00 80.00 100.00

Plaza de Armas Hotel Iglesia Municipalidad Hospital Policía Nacional Colegio Escuela Mercado Campo de futbol Parque Cementerio

Ancho (m) 100.00 30.00 40.00 60.00 60.00 80.00 80.00 100.00 60.00 210.00 30.00 80.00 ∑

Área (Ha) 1.000 0.060 0.160 0.510 0.600 0.640 0.800 1.000 0.480 4.200 0.240 0.800 10.490

6.7.2. Densidad poblacional expansión futura. P 2017

= 3025

Hab

P 2032

= 6048

Hab

= 15.0

Ha

A

2017

DP

Asumo:

2017



Pfutura =

3023

Hab

P 2017 A2017

DP 2017

= 201.67

Hab/Ha

> 330 Hab/Ha

DP 2032

= 460.00

Hab/Ha

( VIVIENDA MULTIFAMILIAR )

A

2032

:. Expansión Futura DPf

= 6.6

Ha

= 6.6 = 460.00

Ha Hab/Ha

( VIVIENDA MULTIFAMILIAR )

6.7.3. Distribución del área futura.

6.8.

Manzana

Área (Ha)

25% Área

Nº Mz

Ár. Tot. (Ha)

120 x120

1.44

1.6

1

1.64

100 x 100

1.00

1.6

2

1.64

80 x 80

0.64

1.6

3

1.64

60 x 60

0.36

1.6

5

1.64

∑

6.6

10

6.57

ÁREA TOTAL

21.57

ÁREA TOTAL DE TERRENO

32.06

Datación. 20



6.8.1. Consumo doméstico. DOTACION (L/p/d) CLIMA FRIO TEMPLADO Y CALIDO 120 150 150 200 200 250

(Hab) 2,000 - 10,000 10,000 - 50,000 50,000 a más

Segú n el RNC recomienda 200 lt/día, para poblaciones de 10,000-50,000, vemos que és te valor difiere del obten ido en las lecturas h echas en el medidor, pero para este caso asumiremos dicho valor (obtenido del medidor) ya que podría ser el más adecuado p ara la obtención de resultados pos teriores. :. Dotacion domestica:

95.8

Q Domestico = P Total *

Dotacion

Q Domestico =

579209.4

L/d

Q Domestico =

6.70

L/s

L/p/d

6.8.2. Consumo comercial. Mercado:

Ambiente Pasadizos Carnes y Verduras Restaurantes Abarrotes Total

Área total = Dotación (RNC) = % Área Total 20 25 15 40 100

4800 m² 15 L/m²/d

Área (m²) 960 1200 720 1920 4800

Dotación (L/m²/d) 0.00 15.00 15.00 15.00

Q Comercial =

0.67

Caudal (L/d) 0.0 18000.0 10800.0 28800.0 57600.0

Caudal (L/s) 0.00 0.21 0.13 0.33 0.67

L/s

6.8.3. Consumo público. 21 Abastecimiento de Agua Potable y Alcantarillado Ing. Coronel Delgado, Jose Antonio

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil Se tendrá en cuenta las dotaciones de acuerdo al área útil de algunas áreas complementarias, como pueden ser: Área Complementaria Área Tot. % Área Útil Plaza de Armas 10000.0 100 Iglesia 1600.0 80 Municipalidad 5100.0 80 Parque 2400.0 100 Cementerio 8000.0 50

Área complementaria Plaza de Armas Hótel Iglesia Municipalidad Hospital Policia Nacional Colegio Escuela Estadio Parque Cementerio

Área Útil 10000 1280 4080 2400 4000

Aporte Dotación (RNC) Caudal Cantidad Unidad Cantidad Unidad (L/d) 10000 m² 2.0 L/m²/d 20000.0 40 Dormitorios 500.0 L/Dor./d 20000.0 1280 m² 0.5 L/m²/d 640.0 4080 m² 6.0 L/m²/d 24480.0 30 Camas 600.0 L/cam./d 18000.0 40 Policias 50.0 L/Pol./d 2000.0 600 Alumnos 40.0 L/Alum./d 24000.0 200 Alumnos 40.0 L/Alum./d 8000.0 3000 Espectador 1.0 L/Esp./d 3000.0 2400 m² 2.0 L/m²/d 4800.0 4000 m² 1.0 L/m²/d 4000.0 Total 128920.0 1.49

Q Público =

Caudal (L/s) 0.23 0.23 0.01 0.28 0.21 0.02 0.28 0.09 0.03 0.06 0.05 1.49

L/s

Q O tros Usos = Q Público + Q C omercial 2.16 L/s Q O tros Fines =

:.

Q Domestico Q Otros Fines Q Total

6.70 2.16 8.86

L/s L/s L/s

75.60 24.40

% %

≥ 70% ≤ 30%



Referencias bibliográficas

7.



Reglamento nacional de edificaciones - (ds n° 011-2006-vivienda)



Manual de proyectos de agua potable en poblaciones rurales - ING. EDUARDO GARCIA TRISOLINI.



Manual de hidrología, hidráulica y drenaje – Gobierno del Perú.



Manual de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento – Gobierno de Mexico.



manual para el diseño de sistemas de agua potable y alcantarillado sanitario – Universidad Veracruzana.



Abastecimiento de Agua Potable. Enrique César Valdez, UNAM, Facultad de Ingeniería Civil, Topográfica y Geodésica, Departamento de Ingeniería Sanitaria, 1990.



Manual de Saneamiento, vivienda, agua y desechos. Editorial Limusa, 1999.

Anexos

8.

¿Qué es hidroesta? HidroEsta, es una herramienta que facilita y simplifica los cálculos laboriosos, y el proceso del análisis de la abundante información que se deben realizar en los estudios hidrológicos. 

Este software permite:

El cálculo de los parámetros estadísticos, para datos agrupados y no agrupados, tanto con los momentos tradicionales como con momentos lineales. Cálculos de regresión lineal, no lineal, simple y múltiple así como regresión polinomial. Evaluar si una serie de datos se ajustan a una serie de distribuciones: normal, log-normal, gamma, log-Pearson tipo III, Gumbel y logGumbel, tanto con momentos ordinarios, como con momentos lineales. Si la serie de datos se ajusta a una distribución, permite calcular por ejemplo caudales o precipitaciones de diseño, con un período de retorno dado o con una determinada probabilidad de ocurrencia. Calcular a partir de la curva de variación estacional o la curva de duración, eventos de diseño con determinada probabilidad de ocurrencia. 23 Abastecimiento de Agua Potable y Alcantarillado Ing. Coronel Delgado, Jose Antonio

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil Realizar el análisis de una tormenta y calcular intensidades máximas, a partir de datos de pluviogramas, así como la intensidad máxima de diseño para una duración y periodo de retorno dado, a partir del registro de intensidades máximas. También permite el cálculo de la precipitación promedio por los métodos promedio aritmético, polígono de Thiessen e isoyetas.

Los cálculos de aforos realizados con molinetes o correntómetros. El cálculo de caudales máximos, con métodos empíricos (racional y Mac Math) y estadísticos (Gumbel y Nash). Cálculos de la evapotranspiración con los métodos de Thorthwaite, Blaney-Criddle, Penman, Hargreaves y cálculo del balance hídrico. Además, HidroEsta incluye una ayuda, para que el usuario pueda consultar las ecuaciones que se utilizan en los cálculos.

Modo de cálculo usando el HidroEsta. a. La siguiente información la proporciona SENAMHI, para este caso usaremos la estación se “SALLIQUE”, “CHONTALI” y el “LIMON”. Para unir los datos

de estos de estas tres estaciones usamos un método llamado Polígono Thiessen, es un método que se uno dos variables, precipitación y área de la AÑOS

Nº DATOS CHONTALI(A) LIMON(B)

SALLIQUE(C)

A (Km2)

B (Km2)

C (Km2)

REA CUENC Pmed. (mm)

1995

1

35.0

27.1

62.7

12.28

13.404

24.234

49.918

46.326

1996

2

44.0

45.4

48.9

12.28

13.404

24.234

49.918

46.755

1997

3

22.0

21.6

67.0

12.28

13.404

24.234

49.918

43.739

1998

4

30.0

55.1

43.1

12.28

13.404

24.234

49.918

43.100

1999

5

47.0

58.5

41.4

12.28

13.404

24.234

49.918

47.369

2000

6

53.0

52.6

23.0

12.28

13.404

24.234

49.918

38.328

2001

7

51.0

31.8

23.3

12.28

13.404

24.234

49.918

32.397

2002

8

23.0

55.4

36.0

12.28

13.404

24.234

49.918

38.011

2003

9

27.0

24.1

51.2

12.28

13.404

24.234

49.918

37.970

2004

10

28.0

18.4

53.0

12.28

13.404

24.234

49.918

37.559

2005

11

53.0

43.0

36.2

12.28

13.404

24.234

49.918

42.159

2006

12

28.0

41.7

48.7

12.28

13.404

24.234

49.918

41.728

2007

13

42.0

33.2

36.0

12.28

13.404

24.234

49.918

36.724

2008

14

43.0

63.8

36.8

12.28

13.404

24.234

49.918

45.575

2009

15

22.0

28.2

31.6

12.28

13.404

24.234

49.918

28.325

cuenca. b. Una vez teniendo estos datos, los introducimos al HidroEsta, lo introducimos aquí en el ítem Gumbel.



c. Nos abrirá una página como esta.

Llenamos aquí nuestros datos anteriores, del Poligono Thiessen

Nos grafica la distribución que estamos usando

Nos da los cálculos para esta distribución Y nos analiza si la muestra que tenemos es confiable o no

d. Luego colocamos un periodo de retorno para poder obtener nuestras precipitaciones máximas.

Colocamos el periodo de retorno clicamos en Q y obtenemos la precipitación máxima para ese periodo de retorno



e. Una vez hecho esto para distintos periodos de retorno, vamos una hoja excel y llenamos los datos obtenidos en HidroEsta para poner calcular el caudal. 1. Memoria de cálculo. a. Poligono Thiessen AÑOS

Nº DATOS CHONTALI(A) LIMON(B)

SALLIQUE(C)

A (Km2)

B (Km2)

C (Km2)

REA CUENC Pmed. (mm)

1995

1

35.0

27.1

62.7

12.28

13.404

24.234

49.918

46.326

1996

2

44.0

45.4

48.9

12.28

13.404

24.234

49.918

46.755

1997

3

22.0

21.6

67.0

12.28

13.404

24.234

49.918

43.739

1998

4

30.0

55.1

43.1

12.28

13.404

24.234

49.918

43.100

1999

5

47.0

58.5

41.4

12.28

13.404

24.234

49.918

47.369

2000

6

53.0

52.6

23.0

12.28

13.404

24.234

49.918

38.328

2001

7

51.0

31.8

23.3

12.28

13.404

24.234

49.918

32.397

2002

8

23.0

55.4

36.0

12.28

13.404

24.234

49.918

38.011

2003

9

27.0

24.1

51.2

12.28

13.404

24.234

49.918

37.970

2004

10

28.0

18.4

53.0

12.28

13.404

24.234

49.918

37.559

2005

11

53.0

43.0

36.2

12.28

13.404

24.234

49.918

42.159

2006

12

28.0

41.7

48.7

12.28

13.404

24.234

49.918

41.728

2007

13

42.0

33.2

36.0

12.28

13.404

24.234

49.918

36.724

2008

14

43.0

63.8

36.8

12.28

13.404

24.234

49.918

45.575

2009

15

22.0

28.2

31.6

12.28

13.404

24.234

49.918

28.325

b. Distribuciones. a. Distribución Normal. Resultados. Como el delta teórico 0.0953, es menor que el delta tabular 0.3512. Los datos se ajustan a la distribución Normal, con un nivel de significación del 5%. b. Distribución Log. dos parámetros. Resultados. Como el delta teórico 0.1133, es menor que el delta tabular 0. 3512. Los datos se ajustan a la distribución logNormal 2 parámetros, con un nivel de significación del 5% c. Distribución Gumbel. Resultados Como el delta teórico 0.1623, es menor que el delta tabular 0. 3512. Los datos se ajustan a la distribución Gumbel, con un nivel de significación del 5% Nota: Teniendo encuenta estos resultados el que más se ajusta es distribución normal. c. Precipitaciones máximas. Tomando la Distribución Normal.  La precipitación máxima para un periodo de retorno de 10 años, es 47.44.  La precipitación máxima para un periodo de retorno de 25 años, es 50.01.  La precipitación máxima para un periodo de retorno de 50 años, es 51.68.  La precipitación máxima un periodo de retorno de 100 años, es 53.17.


UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil d. Calculamos la intensidad en mm/min.

e. Cálculo del caudal. CALCULO DEL CAUDAL MAXIMO I=58.86 mm/h C=(0.40+0.45+0.5+0.55+0.65)/5 C= 0.51 A=10.883km2 C=(58.86*0.51*10.883)/3.6 Q=

90.75 m3/seg

CAUDAL MINIMO

La Revista Ciencia UNEMI-ECUADOR publico en Diciembre del 2014 los estudios realizados por los Ingenieros Washington R. Sandoval y Eduardo P. Aguilera de la Universidad de las Fuerzas Armadas-ESPE-"Determinacion de caudales minimos en cuencas con poca informacion Hidrologica" in=(Prom. Precp.)*A/10

0.1 26 m3/s

9.

Planos 27


PARAMETROS DE DISEÑO PARA ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

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