SlideClass4 DOH C2016.2

Curso: DISEÑO DE OBRAS HIDRÁULICAS

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CICLO CICLO 2016 2016 - 2

CLASE S04 S04 - CICLO CICLO 201 2016. 6.2 2 DISEÑO DE OBRAS HIDRÁULICAS

Curso: Código:

4206

Condición:

OBLIGATORIO

Pre - requisitos:

HIDROLOGÍA GENERAL

Responsable de cátedra :

C. M Sc. en en Ingeni ería Hidráuli Hidr áulica ca – UNI – Lima - Perú Perú Huánuco. Agosto del 2016 2016 1/100

Curso: HIDROLOGÍA DISEÑO DE OBRAS HIDRÁULICAS CIC 2016 - 2 GENERAL CICLO CIC LO 2015 2015CICLO - 1LO 2016 Curso: –

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Obras Obras de derivación, derivación , captación captación y almacenamiento lmacenamiento o t n e i m a n e c a m l a y n ó i c a t p a c , n ó i c a v i r e d e d s a r b O

3.1. Dise iseño histór histórico ico de obra obrass de toma toma,, deriv deriva ación ción y almace lmacena namie miento nto Esquema General de obras de toma

Fuente: INGENIERÍA HIDRÁULICA EN AMERICA ANTIGUA. Foro Internacional. SinDramas.com

Curso: HIDROLOGÍA DISEÑO DE OBRAS HIDRÁULICAS GENERAL CICLO 2015CICLO - 1 2016 - 2 Curso: –

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Obras de derivación, captación y almacenamiento o t n e i m a n e c a m l a y n ó i c a t p a c , n ó i c a v i r e d e d s a r b O

5.1. Diseño histórico de obras de toma, derivación y almacenamiento INGENIERÍA PRE INCA - INCA

Fuente: INGENIERÍA HIDRÁULICA EN AMERICA ANTIGUA. Foro Internacional. SinDramas.com


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5.1. Diseño histórico de obras de toma, derivación y almacenamiento Es ampliamente conocida la vocación hidráulica del poblador peruano a través del tiempo; muchas obras de irrigación a lo largo de todo el territorio atestiguan la calidad y funcionabilidad de dichas obras, entre ellas: - Abastecimiento de agua en la ciudad del Cuzco y Machupicchu. - Canal de Huaca de la Cruz en Lambayeque - Sistema de regadío en Nazca e Ica - Canal de la Achirana del Inca en Ica (13251373, Bocatoma del río Ica, a 500 msnm. en el distrito de San José de los Molinos; L=52 km, Q=25 m3/s, 10,000 ha. Se apoya el Sistema regulado de Choclococha. Así podríamos ampliar la lista anterior citando numerosos ejemplos de obras hidráulicas; pero conviene hacer notar que en las épocas pre-inca e inca son donde se construyen estas obras, entrando a un oscurantismo en la época colonial y en los inicios de la época republicana, Fuente: ESTRUCTURAS DE DERIVACIÓN. Mansen V. Alfredo ; De Pierola Jose N.; Vivar R. Germán. UNI-FICA-PROMOCIÖN 93-II: Ing.ADOLFO FISCVHER R., Lima , Noviemb re de 1993.


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5.1. Diseño histórico de obras de toma, derivación y almacenamiento Con la llegada del Ingeniero Charles Sutton, la Ingeniería Hidráulica en el Perú retoma la senda del progreso, es en esta época que el ingeniero Sutton en compañía de jóvenes ingenieros peruanos (Mercado, Góngora, Lama, Gilardi, etc.) logran la concepción y en algunos casos la construcción de algunas obras hidráulicas nuevas o complementarias que permitieron el incremento de la frontera agrícola. Pero desgraciadamente nunca ha existido una política de continuidad para la construcción de obras hidráulicas proyectadas, sino que estas han continuado de estudio en estudio buscando la rentabilidad de los proyectos, situación no imposible de lograr, pero sí bastante difícil de conseguir en nuestro país por las razones ya conocidas (dificultades topográficas, precios bajos de los productos agrícolas, etc.) Fuente: ESTRUCTURAS DE DERIVACIÓN. Mansen V. Alfredo ; De Pierola Jose N.; Vivar R. Germán. UNI-FICA-PROMOCIÖN 93-II: Ing.ADOLFO FISCVHER R., Lima , Noviemb re de 1993.


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5.1. Diseño histórico de obras de toma, derivación y almacenamiento


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5.1. Diseño histórico de obras de toma, derivación y almacenamiento Por estas razones, y debido a la falta de una política agraria de parte de nuestros gobernantes es que, si se desarrollan los proyectos, estos han sido ejecutados muy espaciadamente. A raíz de la presencia de las entidades crediticias internacionales tales como: BIRF, BID, AID, etc., es cuando se logra retomar una nueva etapa o repunte de la construcción de pequeñas, medianas y grandes irrigaciones y/o proyectos de recuperación de terrenos agrícolas afectados por salinidad o empantanado. Dentro de este contexto se han desarrollado los proyectos de riego o mejoramiento de tierras, y en los cuales una de las principales partes del proyecto ha sido la captación del agua desde la fuente del suministro. En este parte del curso nos ocuparemos de aquellas captaciones que se originan en un río, en estas condiciones se lo conoce como bocatoma o estructura de captación de cabecera y en los textos de inglés se les denomina Headworks, Intakes , etc.

Fuente: ESTRUCTURAS DE DERIVACIÓN. Mansen V. Alfredo ; De Pierola Jose N.; Vivar R. Germán. UNI-FICA-PROMOCIÖN 93-II: Ing.ADOLFO FISCVHER R., Lima , Noviemb re de 1993.


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Acuedu ctos p ara el c ruc e de des niveles y cauces

Pozas de aireación con saltos m ezcladores para reducir la DBO

Fuente: INGENIERÍA CIVIL DE LOS INCAS. Dr. Leonar do Alcayhu amán A.


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Sistema de riego en base a galerias en Cantolloc - Ica

Fuente: INGENIERÍA CIVIL DE LOS INCAS. Dr. Leon ardo Alcayhuamán A.


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La piedra de Sayhuite es el gran simulador hid ráulico, que se encuentra en el valle de Curahuasi a 40 km. de Abancay, pesa 12 toneladas y están labradas 207 figuras: gradas, drenes, canales, colectores, disipadores y otros

Fuente: INGENIERÍA CIVIL DE LOS INCAS. Dr. Leon ardo Alcayhuamán A.


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Fuente: L OS PROYECTOS DE AGUA PARA ICA. Revista Agraria


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5.1. Diseño histórico de obras de toma, derivación y almacenamiento Sistema de trasvase Choclococha Río Tambo Río Ica

Río Pampas Río Santiago

S.J. Challaca

Valle de ICA Fuente:PROBLEMÁTICA DEL AGUA EN LA CUENCA DEL RIO ICA. UNSLG .Chavéz Cardenas Julio C.


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5.1. Diseño histórico de obras de toma, derivación y almacenamiento SISTEMA DE TRASVASE CHOCL0COCHA

L. Orcococha

L. Choclocococha

L. Ccaracococha V. Tambo

S.J. de Challaca

Valle de Ica

ESQUEMA HIDRAULICO CUENCA DEL RÍO ICA-ALTO PAMPAS Fuente:PROBLEMÁTICA DEL AGUA EN LA CUENCA DEL RIO ICA. UNSLG .Chavéz Cardenas Julio C.


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LEYENDA RECARGA EN EPOCAS DE AVENIDA RECARGA EN EPOCAS DE ESTIAJE LINEAS DE DISTRIBUCION

Fuente: ATDR ICA 2005

Fuente:PROBLEMÁTICA DEL AGUA EN LA CUENCA DEL RIO ICA. UNSLG .Chavéz Cardenas Julio C.


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FUENTES DE AGUA EN LA CUENCA DEL RIO ICA (Oferta hídrica actual (%)) AGUAS TEMPORALES (35.1%)

RIO TAMBO

RIO ICA

AGUAS TRASVASADAS (12.2%)

LAGUNA CHOCLOCOCHA

CANAL CHOCLOCOCHA

AGUAS SUBTERRANEAS (52.7%)

ALMACENAMIENTO DE AGUA

VALLE DE ICA

Fuente: ALA - ICA


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Los recursos hídricos disponibles en la cuenca del río Ica por las características actuales de uso, denotan un alto porcentaje de consumo de agua, teniéndose al sector agrícola como el de mayor demanda (el uso agrícola representa > 90% de los recursos disponibles, incluidos un 10% en el uso agroindustrial y aplicación de agroquímicos) .

Las eficiencias en el uso y manejo son consideradas de media a bajas, respecto al total de otros usos de agua superficial …



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DEMANDA HIDRICA: RIO ICA – LA ACHIRANA (Intención de siembra según PCR Campaña 2009-2010)



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Máxima capacidad de Captación a nivel de valle entre las Tomas Ramadilla - Sta. Ana de Callango: Q = 57.0 m 3/seg.

Pérdidas por conducción y distri bución estimadas (PPC + PPD) = 13.0 m 3/seg. (23%)

Q = 2.5 m3/seg

Bocatoma La Achirana

Q = 54.5 m3/seg

Si se asume que: Q + PPC + PPD = 70 m3 /seg Entonces: Todo Q1 > 70 m3 /seg deriva agua al mar. Ejem: Si Q1 = 100 m3 /seg , exceden 30 m3 /seg., que durante 10 horas/día = 1.08 MMC/día x 15 días mes/4 meses se derivarían 64.8 MMC de excedentes al mar.



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El problema de la escasez de agua se torna crítico por la baja eficiencia de aplicación a pesar de la existencia de los sistemas modernos, lo cual ha causado problemas como erosión superficial, sedimentación, empantanamiento y salinidad de suelos agrícolas, sobre todo en los valles de la costa …



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El estudio de factibilidad del Proyecto Choclococha Desarrollado, formulado por la consultora Lahmeyer - Agua y Energía, indica: Tierras con sistema de riego convencional •

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Eficiencia por conducción es del orden del 60 %, Eficiencia por aplicación no mayor de 55 % Eficiencia de riego promedio del 33 %.

Tierras con sistema de riego tecnificado •

Eficiencia de riego del 90 %.



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CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LA RED HIDROMETRICA: Insuficientes estructuras de medición en el sistema de trasvase Choclococha (canal rehabilitado), Red hidrométrica del agua superficial insuficiente en la cuenca del río Ica, Frecuencia de medición reducida, Uso de calibraciones de confianza dudosa, Ausencia de Red hidrométrica del agua subterránea en el valle de Ica, Operadores de la IH mayor y menor aún no toman conciencia, y Carencia de equipamiento moderno. •

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Caudal seguro de extracción

Caudal neto de extracción

4.00 m de d esc. 18.78 m de d esc.



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5.2. Análisis y tratamiento de datos de descarga ANÁLISIS ESTADISTICO DE DATOS HIDROLÓGICOS (3.7) Modelos de Distribución (3.7.1) El análisis de frecuencias tiene la finalidad de estimar precipitaciones, intensidades o caudales máximos, según sea el caso, para diferentes períodos de retorno, mediante la aplicación de modelos probabilísticos, los cuales pueden ser discretos o continuos. En la estadística existen diversas funciones de distribución de probabilidad teóricas; recomendándose utilizar las siguientes funciones: a) Distribución Normal b) Distribución Log Normal 2 parámetros c) Distribución Log Normal 3 parámetros d) Distribución Gamma 2 parámetros e) Distribución Gamma 3 parámetros f) Distribución Log Pearson Tipo III g) Distribución Gumbel h) Distribución Log Gumbel


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5.3. Diseño Hidráulico BOCATOMAS EN RÍOS DE MONTAÑA 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 o desripiador, frente a las ventanas de captación. Completando la limpia un conducto de purga ubicado antes de las compuertas de regulación, el caudal de descarga 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 período 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 disipador . Aguas abajo se deberá contemplar una protección de enrocado.


s o c i s á B s o t p e c n o C

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CICLO 2016 - 2

TRABAJO SEMANAL ESCALONADO CUESTIONARIO SEMANA N° 04. Ciclo 2016.2 TEMÁTICA:  Obras

de Derivación


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Cuestionario de la Semana N°04 – Trabajo Escalonado 1) Desarrolle el esquema del PIP cuyo Expediente evalúa, indicando sus principales características de demanda y oferta hídrica. Indique posibles influencias a nivel de cuenca en las Obras de captación y Derivación (Zonas: alta, media y baja). 2) Evalué de forma preliminar y con carácter general, el cumplimiento normativo en la formulación de los estudios de preinversión, inversión y post inversión del PIP cuyo Expediente evalúa. 3) De ser posible en forma complementaria evalué el funcionamiento de la obra ejecutada, cuyo Expediente evalúa (Puede usar referencias periodísticas, informes de organismos de auditoría etc.). Implemente Conclusiones, Observaciones y Recomendaciones al respecto.


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Obras de derivación, captación y almacenamiento Cuestionario de la Semana N°04 – Trabajo Escalonado Lineamientos:


El contenido virtual mínimo y orden del desarrollo temático a presentar antes de que culminar las clases de la semana siguiente, es: A. Marco teórico referida a las deficiencias y/o suficiencias detectadas B..Proceso de identificación del problema C. Análisis con soporte documental, estadístico, material, etc. D. Ensaye la hipótesis de comprobación de sus conclusiones E.. Conclusiones y Recomendaciones F. Bibliografía G.Anexos

Restricciones: El contenido de la información procesada requerida en los incisos del A al F no deben tener una amplitud mayor a 5 páginas A4 en total POR PREGUNTA y/o TEMA. Los anexos deberán contener sólo documentación usada como referencia para desarrollar el contenido temático solicitado del inciso a al E. No se recibirá entregas de contenidos físicos.


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La Cuenca Hidrográfica, Técnicas de Optimización y Caudales de Diseño Cuestionario de la Semana N°03 – Trabajo Escalonado Requisitos:


 La

presentación de las conclusiones y recomendaciones debe tratar de ser personal (inédito) en lo posible novedoso y crítico.

 Las

conclusiones estarán referidas a los inconvenientes, deficiencias y /o suficiencias, sobre el proceso de recolección de datos, aplicación de métodos, obtención de resultados, etc., referidos al tema encargado en cada semana, teniendo mayor valor para fines de calificación la descripción cuantitativa sobre la cualitativa

 Las

recomendaciones serán planteadas a partir de las conclusiones en número y temática tratada

 Desarrollar

el trabajo usando metodologías apropiadas para un trabajo de investigación. Incluye la estructuración de la bibliografía y el detalle de las referencias empleadas en el desarrollo temático. Se recomienda la metodología APA para la redacción.


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CICLO 2016 - 2

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La Cuenca Hidrográfica, Técnicas de Optimización y Caudales de Diseño

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