UNIVERSID UNIVERSIDAD AD CENTRAL CENTRAL DEL ECUADOR ECUA DOR FACULTAD FACULTA D DE INGENIERIA INGENIERIA CIENCIAS CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS CARRERA DE INGENIERIA INGENIERIA CIVIL DISEÑO HIDRAULICO 2 SISTEMA DE RIEGO LATACUNGA-SALCEDO-AMBATO ING. SALOMÓN JAYA ALMN. A LMN. MARCO MA RCO JARAMIL JA RAMILL LO
CURSO: 6TO PARALELO: PARAL ELO: 1ERO
FECHA: 26/11/2017 26/11/2017
SEMESTRE LECTIVO 2017-2018
PRACTICA DE CAMPO: SISTEMA DE RIEGO LATACUNGA-SALCEDO AMB ATO. Una estructura de captación es una obra que se construye en la entrada de un rió, se desarrolla en un ángulo inclinado o recto, y tiene como finalidad desviar parte de caudal del rio, hacia una red de canales de riego por medio del embalsamiento del agua. Son estructuras hidráulicas construidas sobre un río o canal con el objeto de captar, una parte o todo el caudal de la corriente principal. Se caracterizan por el Caudal de Captación, el que se define como el gasto máximo que una obra de toma puede admitir. El canal de riego Latacunga-Salcedo-Ambato es abastecido con el agua del río Cutuchi, el cual riega importantes áreas de cultivos de las provincias pr ovincias de Cotopaxi y Tungurahua. El vertimiento directo de aguas contaminadas al río por parte de curtiembres, industrias textiles, aguas servidas, mataderos, fábricas, hospitales y actividades agrícolas, hacen de este ecosistema, un espacio susceptible a la contaminación por metales pesados. Los altos niveles de concentración de metales pesados en agua utilizada para riego representan un problema importante para la agricultura y la salud humana, ya que se acumulan en los tejidos vivos, en el Ecuador la contaminación de las fuentes de agua de riego es mayor debido al continuo vertimiento de aguas residuales a los ríos sin previo tratamiento, el abandono de los sistemas implementados y el crecimiento del sector urbano. Esto ha originado graves problemas ambientales y los efectos de la contaminación conllevan a la degradación de los recursos hídricos, a la disminución de la calidad de agua disponible para el riego de diversos cultivos agrícolas, y a la degradación del suelo Los canales de riego Latacunga – Salcedo – Ambato captan el recurso hídrico del río Cutuchi, utilizándolo para la irrigación agrícola de casi 24 mil hectáreas en su zona de influencia. Los productos que se cultivan son transportados a las ciudades: Latacunga, Ambato, Riobamba, Quito y Guayaquil. Cabe recalcar que esta obra inició a operar en el año 1982. Durante la visita, los representantes de la EPA estuvieron acompañados por el Subsecretario de la Demarcación Hidrográfica de Pastaza (Secretaría del Agua), Luis Salazar e iniciaron el recorrido desde la vertiente del río Cutuchi, siguiendo los canales hídricos, hasta llegar a la estación de bombeo Yambo. Las características generales de los sistemas de riego en Latacunga no permiten en la actualidad elevar la eficiencia global de manera significativa, ya que corresponden a sistemas de canales abiertos, mayoritariamente sin revestimiento, con mecanismos de control manual y métodos de riego por gravedad. Este tipo de sistemas trabaja con eficiencias muy bajas, entre el 15 y 30 %. Se encuentran sistemas pequeños, con líneas de conducción cortas, con entrega continua de agua que pueden llegar a tener eficiencias totales del orden del 25% al 30%.
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El canal de riego tiene alrededor de 36 kilómetros y genera 4 500 litros por segundo y 17 000 familias lo usan para irrigar varias hectáreas de cultivos de hortalizas y legumbres en Tungurahua y Cotopaxi, lo que se genera diariamente, 1,8 toneladas de escombros y basura que se arrojan al río, pero la mayoría proviene de las 41 industrias metalúrgicas. El canal de riego cubre grandes extensiones de terrenos agrícolas, pero tiene un gran problema en cuanto a la calidad, y de acuerdo con investigaciones realizadas se encuentra contaminado causando enfermedades a la colectividad que consume los productos contaminados.
OBJETIVOS •
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Conocer como es en realidad en el campo una captación lateral, su funcionamiento y su uso. Reconocer una captación lateral, así como los elementos que lo conforman. Identificar el uso de las compuertas y pico de pato, dentro de una captación lateral. Analizar el comportamiento del agua una ves que esta ingresa a una captación lateral.
RIO CUTUCHI Ubicado en la provincia de Cotopaxi cantón Latacunga la cuenca del rio esta parte del sistema hidrográfico mayor de la cuenca del rio Pastaza esta bordeada al oeste y este por las primeras elevaciones de las cordillera occidental y oriental respectivamente. Las poblaciones campesinas cercanas usan su agua para el riego de vegetales. La captación es de tipo lateral y se compone de los siguientes elementos, azud, cuenco disipador, ventana de captación, desripiador, transición, compuerta y canal de limpieza.
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AZUD. El ancho del rio en la sección de captación es de aproximadamente 45 metros de los cuales en una longitud de 27m se ubica el azud, con lo cual se garantiza la captación del caudal mínimo necesario para abastecer el sistema de riego; sus obras de toma esta ubicadas en la izquierda y derecha del vertedero.
REJILLA DE ENTRADA. Impide el paso de materiales solidos flotantes, demasiados gruesos, para esto el umbral de la reja, está ubicada a cierta altura sobre el fondo del rio, existen 3 rejillas de aproximadamente 1.8 metros cada una y la separación entre barrotes no pasa de 15 cm, con un diámetro de rejilla de unos 8 centímetros; a pesar de ello parte del material solido cruza al otro lado de la reja por lo que se deja una cámara llamada desripiador para detener el material que logro pasar. Aquí podemos observar al cauce del rio que pasa a través de las 3 rejillas.
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Aquí observamos cómo funcionan las rejillas, impidiendo el paso de sedimentos.
Aquí vemos la basura atascada en las rejillas.
VENTANA DE CAPTACIÓN. Constituye la toma propiamente dicha, se trata de un vano que permite el ingreso del agua y además trabaja hidráulicamente como un vertedero, la carga hidráulica que permite el ingreso del agua se origina producto de la altura del azud; dispone de una compuerta que regula el caudal de ingreso y aísla la toma cuando se realizan trabajos de mantenimiento, está hecha en acero con el propósito de resistir la corrosión y empuje de agua, se activa mediante un mecanismo de tornillo.
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DESRIPIADOR. El desripiador sirve para detener las partículas de gran tamaño que logran ingresar, de manera que se debe impedir su paso hacia el canal, la mayor parte del material grueso que llega al desripiador se deposita dentro de este y por lo cual no ingresa al canal; motivo por el cual la conexión del desripiador se hace por medio de un vertedero, la cámara desripiadora no dispone de ningún mecanismo de limpieza, mismo que lo realiza de manera manual un operador cuando se interrumpe el suministro de agua. Una vez que el agua sale del desripiador por medio de un vertedero sumergido, pasa al canal principal del sistema por medio de una transición recta de 2.2m de longitud, para evitar que haya perdidas grandes de energía entre la salida del desripiador y el canal, la estructura se conecta por medio de una TRANSICIÓN, el túnel tiene unas medidas aproximadas de 2m en su ancho y 2m de profundidad, el cual sigue su cauce de manera subterránea por debajo de la montaña. Este desripiador cuenta con una compuerta de purga, se encuentras posterior a la rejilla lateral, la compuerta se encuentra en mal estado no funciona de manera correcta y además se encuentra algo taponada con basura. En la siguiente imagen observamos como 2 compañeros están intentando abrir la compuerta, se les torna algo difícil, productor de la presión que esta ejerciendo el agua al otro lado. Aquí sedimentos que lograron a travesar las rejillas se quedan aquí.
Al ir abriendo mas y mas la compuerta, el flujo del agua se torna mas caótico, posterior dicha agua pasa a través de una transición.
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Aquí observamos como cierta agua continua a través de una compuerta que funciona con un torniquete y sigue su cauce aguas abajo, y parte del fluido se dirige a una zona de transición.
Aquí observamos el agua que pasa a través de la transición y se dirige a través de un túnel por debajo de la montaña.
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En esta imagen observamos como un compañero miedo con ayuda de una rama la altura del canal (1m), además se midió el ancho del canal que era 2m (valor que ya lo mencioné anteriormente).
COMPUERTA PURGA. Se encuentra en la parte derecha del desripiador, esta se conecta con un canal de limpieza que aproximadamente tiene 1 m de ancho y una longitud de 10 metros; el conjunto de la compuerta y el canal permiten que en época de crecidas se pueda evacuar el caudal sobrante.
Para el lavado de los sedimentos depositados frente a la toma se dispone de un orifico de 1m de ancho y 1.7m de altura. Esto está regulado con una compuerta plana de acero.
CUENCO DISIPADOR Ubicado en la cota 2750msnm, con una longitud aproximada de 18m y de 1m de profundidad ocupados por agua, este se encarga de disipar la energía del flujo; además observamos a los costaros muros de ala. 7
La toma no dispone de un sistema de limpieza debido a que el canal que cumple con esta función no funciona y el agua es dirigida por el cauce natural. CARACTERISTICAS DE LA CAPTACION A TOMAR EN CUENTA: El caudal de captación es de 4m3/s, esto en invierno; mientras que en la época de verano nos supo decir el instructor que era de 3 a 4 m3/s. El azud tiene un ancho de casi 27m metros y 4metros de altura. Rejillas de entrada, está compuesta por 3 módulos con 15 barrotes cada una de ellas. Compuerta y canal de purga. Desarenador. La limpieza en el desarenador se realiza en época de verano de 3 a 4 veces. En época invernal se realizan estrictos controles de limpieza, ya que en esta temporada se genera mayor arrastre de sedimentos. La captación cuenta con muros de ala de zampeado. El vertedero ahogado impide que sedimentos ingresen a la sección de transición y posterior al túnel que pasa por debajo de la montaña. La captación lleva algo más de 30 años de funcionamiento. El ancho del rio es de 12 metros aproximadamente.
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Finalmente se muestra una vista panorámica de la captación del Rio Cutuchi , y observamos cada uno de sus elementos.
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RIO PUMACUNCHI El azud en este rio es de tipo creager, este azud se encuentra en un estado regular, ya que vemos la presencia de vegetación, escombros, tiene un ancho aproximado de 27metros y en su parte izquierda en dirección con el cauce se encuentra la toma de fondo. Aquí podemos observar el cauce aguas arriba.
En esta foto observamos el azud de la captación.
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En esta imagen observamos como la basura, escombros y hasta animales muertos se acumulan en la rejilla.
En esta imagen observamos la rejilla previa a su limpieza y tiene un espaciamiento entre barrotes de alrededor 15 cm entre barra.
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Aquí podemos notar el agua que pasa a través de las rejillas previamente indicada, circula por este túnel, y se dirige a un nuevo canal; el ancho del canal es de alrededor 1.5m y una altura de casi 2 metros.
Aquí podemos observar 2 canales, en la parte derecha el canal que viene de la captación del rio cutuchi, y en la parte izquierda la captación que viene de la rejilla de fondo, es decir cada uno tendrán distintos caudales, el uno un caudal de 4m3/s alrededor, y el consiguiente un caudal de 0.5 m3/s, de manera que al cerrar la compuerta de uno de los canales, este se vera obligado a unirse al ot ro canal, y haciendo un caudal teórico de 4.5m3/s. El canal al que se le cierran las compuertas tiene una longitud de 9metros y un ancho de 1.3m. Lo de cerrar las compuertas se lo realiza generalmente en épocas de sequía, y así abastecer de buena manera.
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Aquí vemos a un compañero midiendo la longitud del canal previo a la compuerta; mediante pasos.
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Aquí observamos como un compañero mide la separación entre canales, cuya medida es de 21cm.
Cuando se mantiene abierta la compuerta, el agua que esta en el canal de la derecha ira hacia los sistemas de riego, mientras que la que se encuentra limitada con la compuerta regresara al cauce del rio. En esta imagen podemos observar que aguas arriba se encuentran 2 compuertas que regulan la cantidad de agua de paso y además impiden el paso de basura. Además, vemos un pequeño azud, que además disipa la energía con la que esta viene, para continuar su viaje hacia los sistemas de riego, mientras que en la parte derecha se logra ver como cierta cantidad de agua va en otra dirección.
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Aquí observamos aguas abajo del pequeño azud, una nueva compuerta.
En esta fotografía logramos observar que 2 compuertas en la parte izquierda del pequeño azud, estas compuertas en ese momento se encuentran cerradas, por lo que poca cantidad de agua se dirige al cauce del rio, y producto de su cierren el agua sube y sigue su paso normal por el pequeño azud con destino al sistema de riego.
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En esta foto observamos mas de cerca las compuertas cerradas.
En esta imagen vemos como algunos compañeros abren las compuertas.
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Al abrir las compuertas el nivel de agua del canal baja, y el agua ya no se dirige al sistema de riego si no al cauce natural del rio.
Aquí vemos como el agua pasa a través de las compuertas y el nivel del agua baja.
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Observamos además como el agua se dirige al rio.
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ACUEDUCTO NAGSICHE. Sistema sustancial del proyecto de riego Latacunga-Salcedo-Ambato. Desde 1984.
Acueducto.
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Paso del agua a través del acueducto, vemos una rejilla y basura que se queda ahí.
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PICO DE PATO. El vertedero pico de pato que lleva este nombre debido a la forma que tiene, este vertedero permite controlar el nivel de agua a una altura dada dentro de límites relativamente estrechos. La altura y longitud del vertedero se determinan en relación con el vertido que paso sobre la cresta del vertedero y los requisitos de fluctuación máxima permisible. Aquí observamos donde el agua de este canal atravesara el pico de pato.
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Aquí mas detalladamente vemos al pico de pato, mismo que se encuentra en un canal que tiene un ancho de 4m aproximadamente y un ancho de la compuerta de 1.2m.
En esta imagen vemos como la canal continua de largo a los respectivos riegos, esto una vez atravesado el pico de pato.
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Aquí observamos como el canal antes mencionado tiene una conexión paralela al lado derecho de la calle.
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CAPTACION QUE ABASTECE A GRAVEDAD Y CON BOMBA.
Aquí observamos una pequeña rejilla previo a continuar el agua por medio del sistema de riego, aguas abajo, donde el sistema de abastecimiento será a gravedad.
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Aquí observamos el cuarto de máquinas, el mismo que se encarga de hacer que el agua se reparta también en la parte alta de la ciudad, al usar este sistema los habitantes tendrán que pagar cierta cuota para su abastecimiento.
En esta imagen observamos como cierta cantidad de agua atraviesa la rejilla de la parte derecha, misma que funciona su sistema de riego a través del sistema hidroneumático.
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CONCLUSIONES. •
La vista de campo nos permitió visualizar de una manera más clara y concisa los conocimientos teóricos adquiridos en clase y como Ingenieros Civiles es de mucha ayuda, de manera que se le agradece al Ing. Salomón Jaya por llevarnos a conocer dichas captaciones en la ciudad de Latacunga.
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Con estos proyectos, estas estructuras hidráulicas, pudimos conocer como es que se brinda a la comunidad de agua, con un sistema estable, para abastecer de dicho recurso a las comunidades aledañas, que se ven necesitadas más aun en épocas de verano.
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Es importante que se empleen mecanismos de protección de las cuencas con el fin de mantener este caudal a futuro, además establecer una supervisión continua a las estructuras del sistema con el fin de revisar en ellas los aspectos técnicos para evitar problemas en el sistema.
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