FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ARQUITECTURA Y URB.
CURSO: ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO TALLER N° 01 TEMA:
Presentado por: Mamani Chura Dora Anita •
Semestre: VII Docente: Ing. Gillermo Nestor Fernandez Sila PUNO-PERU
TALLER N° 1 PERIODO DE DISEÑO, ESTUDIOS DE POBLACION, DETERMINACION DE LA DOTACION Y VOLUMEN DE RESERVORIO Se desea proyectar un proyecto de abastecimiento de agua y alcantarillado en una población denominada INGENIERIA, esta se ubica a una altitud de 3980 m.s.n.m., la población tiene los siguientes datos: AÑO POBLACION 1961 1800 1972 2250 1981 3480 1993 3850 2005 4400 2012 5850 Se sabe que el sistema será un sistema a gravedad, la topografía es uniforme con una pendiente de 7/1000, la captación cumple con tener buena calidad y cantidad de agua, se requiere tener un sistema de almacenamiento para garantizar el servicio las 24 horas Determine Ud, el periodo de diseño y la población futura para el proyecto, considere que la población se ajusta a un crecimiento según una curva de regresión polinomial. Sin embargo se tiene que hacer todos los métodos tradicionales, así mismo se necesita saber los caudales de diseño del proyecto, el volumen de reservorio incluyendo el volumen contra incendios. El control de consumos se muestra en el cuadro siguiente: HORAS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
CONSUMO(L/S) 20 20 20 20 30 60 140 180 170 210 210 230 210 200 200 190 180 160 150 130 120 110 100 60 20
Coloque las fuentes de información que utilice en la resolución del taller, comentarios propios, sobre los datos que asuma, comente sus resultados, presente sus gráficos
SOLUCION I.
CALCULO DEL PERIODO DE DISEÑO
CALCULO DEL PERIODO DE DISEÑO
teniedo como datos. I. FUENTES DE AGUA RANGO DE VALORES A. FUENTES SUPERFICIALES B. FUENTES SUBTERRANEAS C. OBRAS DE CAPTACION D. ESTACION DE BOMBEO
E. LINEAS DE ADUCCION F. PLANTAS DE TRATAMIENTO G. ESTANQUES DE ALMACENAMIENTO
TIPOS
PERIODOS
A.1. Sin regulacion
20 - 30 años
A.2. Con regulacion
20 - 30 años
B.1. Acuifero
20 - 30 años
B.2. Perforacion de pozos
PERIODO ELEGIDO PROMEDIO
25
25
10 años
10
10
C.1. Diques tomas
15 - 25 años
20
25
C.2. Diques de bombas
30 - 50 años
30
D.1. Bombas y motores D.2. Instalaciones magnitud, diametro, dificultad de ejecucion, costos, etc.
10 - 15 años 20 - 25 años
12 22
17
20 - 40 años
20
20
flexibilidad y otros
10 - 15 años
12
12
F.1. De concreto
30 - 40 años
30
30
F.2. Metalicos
20 - 30 años 20 - 40 años
30
30
10 - 20 años
10
10
H. REDES DE DISTRIBUCION I. OBRAS DE ARTE, EQUIPOS Y ACCESORIOS
19.88888889 PERIODO DE DISEÑO
20
Fuentes: Se trabajó en base al texto de: Abastecimiento de Agua de Simón Arocha COMENTARIO: el periodo de diseño se tomó como promedios de los rangos que se establecían y tomando en algunos casos el mínimo para no exagerar el periodo. II.
CALCULO DE LA POBLACION FUTURA POBLACION CENSAL AÑO 1961 1972 1981
t 0 11 9
POBLACION 1800 2250 3480
1993 2005
12 12
3850 4400
2012
7
5850
I. METODO ARITMETICO AÑO 1961 1972
t 0 11
POBLACION 1800 2250
2.2727
1800 2520.443382
1981
20
3480
4.6667
3109.897059
1993 2005
32 44
3850 4400
3.5590 3.2828
3895.835294 4681.773529
2012
51
5850
4.4118 3.6386
5140.2375
r=
3.64
CRECIMIENTO DE LA POBLACION
2032 POBLACION FUTURA:
71
6450.134559 6450
II. METODO GEOMETRICO
AÑO 1961 1972
t 0 11
POBLACION 1800 2250
2.0493
1981
20
3480
3.3512
1993
32
3850
2.4043
2005
44
4400
2.0522
2012
51
5850
2.3380 2.4390
CRECIMIENTO DE LA POBLACION
2032 POBLACION FUTURA:
r=
71
9961.144921 9960
2.44
III. METODO WAPPAUS
AÑO 1961 1972 1981
t 0 11 20
POBLACION 1800 2250 3480
2.0202 3.1818
1993
32
3850
2.2677
2005
44
4400
1.9062
2012
51
5850
2.0761 2.2904
r=
2.29
CRECIMIENTO DE LA POBLACION 2032 POBLACION FUTURA:
71
17460.82921 17460
IV. METODO DE LA EXPONENCIAL AÑO 1961 1972 1981 1993 2005 2012
t 0 11 20 32 44 51
POBLACION 1800 2250 3480 3850 4400 5850
CRECIMIENTO DE LA POBLACION 2032 POBLACION FUTURA:
r= 71
2.0286 3.2962 2.3759 2.0314 2.3111 2.4086 2.41
9953.459321 9950
V. METODO PARABOLICO AÑO
T
POBLACION
Pf = A*t^2+B*t+C
POBLACION ESTIMADA 1800
1961
0
1800
t^2 0
1972
1.1
2250
1.21
1392.9109
1981
2
3480
4
1582.36
1993
3.2
3850
10.24
2566.4896
2005
4.4
4400
19.36
4386.6544
2012
5.1
5850
26.01
5834.5029
CRECIMIENTO DE LA POBLACION A B C 290.29 -689.4 1800
A=290.29
B=-686.40
POBLACION FUTURA: 2032 POBLACION FUTURA:
7.1
11538.7789 11540
VI. AJUSTE DE LOS MINIMOS CUADRADOS (REGRESION LINEAL) AÑO
t
POBLACION
y = ax + b
x
y
x*y
x^2
1
1961
0
1800
0
0
A
136.8987342
2 3 4
1972 1981 1993
11 20 32
2250 3480 3850
24750 69600 123200
121 400 1024
B
-6.0633E-13
5
2005
44
4400
193600
1936
6
2012
51
5850
298350
2601
11924
158
21630
3417540
24964
2032 POBLACION FUTURA
71 Yf=
9719.810127
7
VII. METODO DEL AJUSTE DE LA ECUACION CUBICA
AÑO
t
POBLACION
Pf = A*t^2+B*t+C
POBLACION ESTIMADA t
1961
0
1800
0
0
0
1800
1972
1.1
2250
1.331
1.21
1.1
4050
1981
2
3480
8
4
2
5017.16352
1993
3.2
3850
32.768
10.24
3.2
5650
2005
4.4
4400
85.184
19.36
4.4
6200
2012
5.1
5850
132.651
26.01
5.1
6772.23657
2032
7.1
?
357.911
50.41
7.1
D=
1800
CRECIMIENTO DE LA POBLACION A
B
C
D
70.25
-703.20
2733.97
1800.00
PARA UN PERIODO FUTURO DE
t=
7.1
POBLACION FUTURA
Pf=
10907.48414
RESUMEN DE LAS POBLACIONES ESTIMADAS AÑO
Met. Aritmético
Met. Geométrico
Met. Wappaus
Met. Exponencial
Met. Parabólico
Met. Mínimos cuadrado
1961
1800
1800
1800
1800
1800
1800
1972 1981
2520.443382 3109.897059
2250 3480
2318.8613 2869.50323
2346.05906 2913.96417
1392.9109 1582.36
1505.886076 4050 2737.974684 5017.16352
1993
3895.835294
3850
3882.3928
3890.55203
2566.4896
4380.759494
2005 2012
4681.773529 5140.2375
4400 5850
5456.42741 6854.9304
5194.43419 6148.40326
4386.6544 5834.5029
6023.544304 6200 6981.835443 6772.23657
Met. Ec. Cubica 1800
5650
8000 Met. Aritmetico 7000 Met. Geometrico
6000 5000
met. Wappaus
4000
Met. Exponencial
3000
met. Parabolico
2000 Met. Minimos cuadrado
1000
Met. Ec. Cubica 0 1961
1972
1981
1993
2005
2012
Fuente: Los métodos de crecimiento aritmético, geométrico, método de Wappaus, método exponencial, parabólica cuadrática, son extraídos del texto "Diseño de Proyectos de Abastecimiento de Agua y Alcantarillado" del Ing. Guillermo N. Fernández Sila, mientras que el método de los mínimos cuadrados y ecuación cubica, son extraídos del texto Abastecimiento de agua de Vierendel. COMENTARIO: El cálculo de la población futura, se hizo por diferentes métodos, pero el que más se aproxima a todos o haciendo una aproximación el MÉTODO DE LA EXPONENCIAL es el más próximo, en mi opinión es quizá el mas complicado.
III.
CALCULO DE LA DOTACION, CONSUMO Y VOLUMEN DEL RESERVORIO
DOTACION Y CONSUMO I. DOTACION Población Futura DOTACION (clima frio) CONSUMO PROMEDIO DIARIO ANUAL CONSUMO PROMEDIO DIARIO ANUAL
Pf= d=
10907.4841 hab 180 l/hab/d
Qp=(Pf*d)/84000 23.37 Qp=
l/s
0.02337318 m 3/s
Variacion maximo anual de la demanda CONSUMO MAXIMO DIARIO Qmd Variacion maximo anual de la demanda CONSUMO MAXIMO HORARIO Qmh
K1= Qmd=K1*Qp
1.3 30.3851344 l/s
K2= Qmh=
2.5 58.4329507 l/s
TABL A 3.1 VOLUMENES DE REGULACION PARA EL CASO DE UN SUMINISTRO LAS 24 HORAS (Generalmente en sistemas p or gravedad) Demanda (Salidas) Diferencias Suministro Horas acumuladas + Demanda Diferencias (entrada) Diferencias max.deficit horaria en % acumuladas 0
20
80
-60
-60
260
1
20
80
-60
-120
200
2
20
80
-60
-180
140
3 4
20 30
80 80
-60 -50
-240 -290
80 30
5
60
90
-30
-320
0
6
140
120
20
-300
20
7
180
30
-270
50
8
170
150 170
0
-270
50
9
210
200
10
-260
60
10
210
200
10
-250
70
11
230
185
45
-205
115
12
210
175
35
-170
150
13
200
175
25
-145
175
14
200
155
45
-100
220
15
190
150
40
-60
260
16
180
150
30
-30
290
17
160
145
15
-15
305
18
150
120
30
15
335
19
130
10
25
345
20
120
120 120
0
25
345
21
110
120
-10
15
335
22 23
100 60
95
5 -20
20 0
340 320
24
20 3140
0
0
320
max= min=
25
maximo deficit=
80 20 3140
320
-320
VOLUMEN DEL RESERVORIO VOLUMEN DE REGULACION
377.383369
m3
VOLUMEN DE RESERVA
4.55777016
m3
VOLUMEN CONTRA INCENDIO 0 VOLUMEN REAL DEL RESERVORIO 381.941139
m3 m3
Fuente: la tabla para los volúmenes de regulación son extraídos del texto "Diseño de Proyectos de Abastecimiento de Agua y Alcantarillado" del Ing. Guillermo N. Fernández Sila, así como los valores de variación de consumo anual. COMENTARIO: El cálculo de la dotación, consumo y volumen del reservorio, se hizo con la población encontrada por el MÉTODO DE LA REGRESION POLINOMIAL, tomando como curva la ecuación cubica, pues dice es una regresión polinomica este valor es el último encontrado en el ítem 2, me parece que el ejercicio no es preciso en la toma de datos y que se debería tomar criterio propio para los datos que no se tiene así como se hizo para el cálculo del volumen de regulación. COMENTARIO PERSONAL: Me parece que el trabajo tiene ciertas complicaciones, que deberían ser estudiadas con más claridad ya que hay algunas observaciones, como por ejemplo en los textos no se tiene la misma información ya que varía en algunos casos y no se sabe cuál de todas las ecuaciones tomar, bueno por otro lado el ejercicio me parece interesante y muy aplicativo, me gustaría profundizarlo más. Así como también tengo el comentario de que en los textos no especifican adecuadamente en las fórmulas como tomar los valores en el caso de la población y el periodo.
