Diseno de Bocatoma 03

DISEÑO DE ESTRUCTURA DE CAPTACIÓN CAPTACIÓN PROYECTO

: "MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO HUASMIN - EL BALCON"

SOLICITANTE

: MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE CELENDIN

FECHA

: ABRIL 2013

DISEÑO DE LA VENTANA DE CAPTACIÓN

a entana en una estructura de catacin, tiene la f uncin de catar el caudal a utili9ar, además -sta trabaa en eocas de estiae como ertedero ; la carga necesaria la roduce el remanso generado or el a9ud, ; e n eoca de crecidas como orificio, tambi-n se debe tener en cuenta
ho ho =

3 Øm + b.l.

, altura del umbral del orificio

donde: Øm = Diám Diámetr etroo medio medio de de los sedi sedime ment ntos os mas mas grues gruesos os b.l. b.l. = Bord Bordee libr libree ≈ 0.10 0.10 m condicin:

0.! m " ho " 1.0 m

Øm =

0.0# m

b.l. =

0.10 m

=$

ho =

0.!# m

...

%erificar la <ura

0.'0 m

II. Cálculo de la Ventana de Captación como Vertedero

(or )orch )orcheim eimer: er:

*auda *audall de de cat catac acin in a tra tra-ss de de la la ent entan anaa

/ ca =

   ! g h3

! 3

*orona ancha

0.'

0 . #1

*orona ancha redondeada

0.#

0.##

*anto afilado

0.!

0 . '

donde:  = *oef. del ertedo seg2n la forma de la cresta  = ong. ong. de la entana entana de cataci catacinn h = <ura de la carga sobre el ertedero ertedero de la entana / ca = = =

1.#0 m67seg

*ima redondeada

0.4

5io creager

0.4#

0.4 1.# m

=$

h=

0.'44 m

...

incl inclui uire remo moss 00.0 .0!# !# m de de ccor orre recc cci inn or or obst obstru rucc cci inn =

0.#0 0.#0 m

8tili9aremos: h

L

=

1.# m

h=

0.#0 m

como alores ara el redimensionamiento de la entana

DISEÑO DE ESTRUCTURA DE CAPTACIÓN PROYECTO


SOLICITANTE


FECHA

: ABRIL 2013

III. Cálculo de las pérdidas por Rejill a en la Ventana de Captación

>n condiciones e?tremas @caudal de aenidaA la entana de catacin se comorta como orificio de descarga sumergida en= eg=

eg

esacio entre barras = esacio entre barras medias =

Determinaremos el num. de barras:

0.10 m 0.1!0 m C de barras =

1.00 barras

en (-rdida or reilla: =$ e n7e g = 0.3

/ ca+.

=$

)inalmente:

hr=

0.0 m

...

% ing =

=$

an=

0. mE

ag=

!.1! mE

a n7a g =

0.'

Ft=

1.03

1.#' m7seg

-rdida de carga or reilla

IV. Dimensionamiento Final de la Ventana de Captación

0.20

h Qing ho

L

/ ca = ho = h =  = B.. =

1.#0 m67seg 0.'0 m 0.#0 m !.30 m 0.10 m

*audal de catacin or la entana <ura del umbral de la entana de catacin <ura de la entana de catacin argo de la entana de catacin Borde libre sobre la entana de catacin

hr=

0.0 m

(-rdida de carga or la reilla en la entana

%n=

1.! m7seg



SOLICITANTE


FECHA

: ABRIL 2013

DISEÑO DEL BARRAJE

>?isten diferentes tios de barraes, la eleccin entre barrae fio, moil o mi?to, está sueto al comortamiento del rGo durante la -oca de aenida. Ji el niel de las aguas, en esecial aguas arriba del barrae fio aumenta ; uede causar inundaciones entonces será necesario aumentar un barrae mil ara controlar el aumento del niel del agua sin causar roblemas de inundacin. I. Cálculo de la Altura del #arraje Vertedero

(=

ho + h + 0.!0 m (=

...

<ura del (aramento

1.10 m

II. Cálculo de la Altura de Car!a sobre el #arraje

/b=

!

*d ! g  Io 37!

3 donde: / b = *audal má?imo del rGo *d =  = Io = =$

*oef. de descarga, aria entre 0.1 H 0.4# ong. del barrae <ura de carga sobre el barrae Io =

0.0' m

=$

=$

/b=

=$

*d =  =

!#. m67seg 0.4# !#.00 m

<ura de muros =

1.0 m

III. Determinación del erfil del #arraje

a forma ideal es la del erfil de la suerficie inferior de la naa aireada del escurrimiento sobre un ertedero de cresta afilada, el cual se conoce con el nombre de (erfil *reager.

Y=-X^n/(K 〖 Ho 〗 ^(n-1) ) donde: n, F ? ;

deenden del talud del aramento aguas arriba. 0.0# m 0.00 m

0.1# m H0.0! m

0.!# m 0.3# m H0.0 m H0.11 m

endiente A!uas Arriba

"

n

5alud %ertical 1I:3% !I:3%

! 1.3 1.3

1.# 1.3 1.10

3I:3%

1.43

1.44

0.'# m 0.## m 0.# m 0.4# m 0.# m H0.1 m H0.!# m H0.3# m H0.'# m H0.#4 m

0.# m 1.0# m 1.1# m 1.!# m 1.3# m H0.40 m H0.' m H0. m H1.1 m H1.3' m



SOLICITANTE


FECHA

: ABRIL 2013

0.00 m m 0.20 m 0.40 m 0.60 m 0.80 m 1.00 m 1.20 m 1.40 m 1.60 m -0.20 0.00 m -0.40 m -0.60 m -0.80 m -1.00 m -1.20 m -1.40 m -1.60 m determinamos el unto de tangencia ara abandonar el (erfil *reager ?t=

0.'3 m

=$

;t=

H0.0 m

DISEÑO DEL CANAL DE LIMPIA

>s una estructura
% cl =

1.# c  d

%elocidad re
donde: c= *oef. en funcin del tio de material de arrastre d= Diámetro del grano ma;or a ser arrastrado @mA

=$

c=

'.#

d=

0.0 m

=$

$aterial

&rena ; graa redondeada Jeccin cuadrada Ke9cla de graa ; arena

=$

% cl =

1.# m7seg

II. Anc&o del Canal de %impia

Jeg2n &. Kansen

B=

/ cl <

...

&ncho del *anal de imia @mA

<=

%3 cl

...

*audal unitario @m!7seg.A

g

c

3.! 3. '.#

3.#



SOLICITANTE


FECHA

: ABRIL 2013

donde: / cl = *audal
<= B=

0.' mE7seg !.00 m

=$ , &sumimos: B =

/ cl =

1.! m67seg

!.00 m

III. endiente del Canal de %impia

>s recomendable
n!

g 107

...

(endiente crGtica

< !7 donde: <=

*audal unitario @m!7seg.A

n=

*oef. de Kanning

=$

Jc =

0.00!4

=$

<= n=

0.' mE7seg 0.01'

*omo es una endiente mu; suae utili9aremos: Jc =

0.003

DISEÑO DEL COLCHÓN DISIPADOR

Debido a la colocacin del barrae ertedero en el cauce del rGo se genera un imcremento de energGa otencial


SOLICITANTE


FECHA

: ABRIL 2013

I. Cálculo del 'irante conju!ado menor (d)* + tirante conju!ado ma+or (d,*

&licamos balance de energGa entre 0 ; 1: *o + ( + Io + %o! 7 !g =

>o = >1 + hf o H1

*1 + d1 +%1! 7 !g + 0.1 %o ! 7 !g

donde: *o = *1 = ( = Io = d1 =

*ota del terreno al ie del aramento aguas arriba *ota del colchn disiador <ura del aramento <ura de carga sobre el barrae 5irante conugado menor

hf o H1 = (-rdida de carga or friccin entre 0 H 1 ≈ 0.1 %o! 7 !g %o = %1 = < =

%elocidad de llegada o de aro?imacin %elocidad en el ie del barrae Lasto unitario sobre el barrae

/ =  =

*audal sobre el barrae ong. del barrae

Je tendrán las siguentes consideraciones: *o H *1 =

0.1# m

, además:

%o =

*on lo
@ / 7  A 7 @ ( + Io A =$

%o =

0.1 m7seg

*o H *1 + ( + Io + 0. %o ! 7 !g = @/! 7 @!g ! d1! AA + d1

@*o H *1 + ( + Io + 0. %o ! 7 !gA d1! = d13 +@/! 7 @!g ! AA (ara simlicidad de rocesamiento tomaremos:

& d13 + B d1 ! + * d1 + D = 0

donde:

resoliendo tenemos: &= B=

1.00 H @*o H *1 + ( + Io + 0. %o! 7 !gA

*= D=

0.00 @/ 7 !g  A !

!

&=

1.00

B=

H1.4

*=

0.00

D=

0.0

d1 =

0.10 m oo erificar

Mesoliendo ara hallar el tirante conugado ma;or @d!A d! =

d1

 1 +  )r!1 H 1

=$

)r1 =

10.#0

=$

 g d1

2

)r1 =

%1

)luo suercrGtico

=$

d! =

0.'1 m

%1 =

10.'0 m7seg



SOLICITANTE


FECHA

: ABRIL 2013

II. Cálculo de la %on!itud del Colc&ón Disipador

JchoNlitsch:

c=

 @d! H d1A

c=

1.4 m

Jafrane9:

c=

 d1 )r1

c=

.30 m

8JBM:

c=

' d!

c=

1.' m

(romediamos:

c=

3.!4 m

8tili9aremos:

c=

3.#0 m

DISEÑO DEL ENROCADO DE PROTECCIÓN O ESCOLLERA

&l final del colchn disiador es necesario colocar una escollera o enrocado con el fin de reducir el efecto erosio ; contrarestar el arrastre or accin de filtracin.

I. Cálculo de la %on!itud de -scollera

s=

0. *b  Dl 1.1!  < Db 7 Dl H 1

...

ong. de >scollera recomendad or Bligh

donde: *b = Dl =

*oef. de Blihg

Db =

<ura comrendida entre la cota del estremo aguas abao del colchn disiador ; la cota de la cresta del barrae.

< =

*audal de diseOo or unidad de longitud del barrae

<ura comrendida entre el niel del agua en el e?tremo aguas abao del colchn disiador ; la cota de la cresta del barrae.



SOLICITANTE


=$

%ec&o del cauce

'amao !rano (mm*

C (#li!&*

0.00# a 0.01 0.1 a 0.!# 0.# a 1.0

1 1# 1! 

&rena fina ; imo &rena fina &rena Lruesa Lraas ; arena Boloneria, graas ; arena &rcilla

=$

Dl =

0.' m

Db =

1.!# m

< =

FECHA

' 

=$

1.0' mE7seg

s=

=$

&sumimos:

...

*audal unitario

: ABRIL 2013

 4

!.0 m s=

!.0 m

II. Cálculo del Diámetro de la -scollera

(or Ke;er H (eter:

<=

0.0#! Ø

37!

=$

Ø =

J

< J37!

37!

0.0#!

donde: Ø =

Diámetro má?imo
J =

(endiente del rGo

=

=$

Ø =

0.!# m

=$

&sumimos:

Ø =

0.0

CÁLCULO DE LA PROFUNDIDAD DE SO CAVACIÓN

K-todo de ischtan H ebedie ds =

α do#73

0. Dm

0.!

 = Dm =

17@?+1A

β

, α=

/ dm  Be #73

β = ? =

*oef. de contraccin roducido or las ilas @ = 1, si no ha; contraccionesA Diámetro medio del material del cauce en mm *oef.
dm = do =

5irante medio del cauce 5irante normal ara aenida de diseOo

/ = & = Be =

*audal de má?ima aenida &rea ara aenida de diseOo &ncho efectio del cauce

, dm =

& Be

0.0# m



SOLICITANTE


FECHA

: ABRIL 2013

Coeficiente β robabilidad anual de /ue se presente el caudal de diseo (0*

eriodo de retorno ' (aos*

Coeficiente β

100 #0 !0 # ! 1 0.3 0.! 0.1

1 ! # !0 #0 100 300 #00 1000

0.44 0.! 0. 0.' 0.4 1.00 1.03 1.0# 1.04

=$

&=

0.'# mE

=$

dm =

0.!3 m

=$

ds =

!.13 m

Be =

!.00 m

do = α =

a socaacin es mGnima or lo
0.1# m

Dm =

1#0

(d =

0.#0 m

1#.1! m7seg

mm

CUADRO COMPARATIVO

DESCRIPCION

SEGÚN EXPEDIENTE TECNICO

DATOS OBTENIDOS

0.4 0.5 1.95 0.0862909691 no especifica 2.3

0.4 0.45 1.95 0.244 0.02 2.27

1.1 0.604 no especifica no especifica no especifica no especifica 0.643923398 no especifica no especifica no especifica

1.05 0.54 0.05 0.59 24.884 0.66 1.04 1.99 0.27 0.78

presenta 3.5 no especifica no especifica 4.5 2.6

presenta (reqiere del dise!o de na cenca amortigadora" 5.7 1.12 6.82 9 2.14

2x0.4 0.0027326991

0.95x0.97 0.001

UNIDADES

DISEÑO DE VENTANA DE CAPTACION

<ura del umbral del orificio <ura de la carga sobre el ertedero de la entana ong. de la entana de catacin -rdida de carga or reilla -rdida de carga or contraccion argo de la entana de catacin

m m m m m m

DISEÑO PRESA DE DERI VACION

<ura del (aramento <ura de carga sobre el barrae *arga de elocidad *arga 5otal sobre la *resta ongitud efectia del barrae %elocidad de acercamiento *audal unitario <ura totla de caida 5irante antes del resalto hidraulico 5irante aguas abao del resalte %erificacion de Jubresiones ongitud de la cuenca amortiguadora *alculo de la curatura al ie del barrae ongitud de infiltracion *oeficiente seg2n el tio de suelo de cimentacion ongitud total de escollera

m m m/seg m m m/seg m3/seg/m m m m

m m m adimencional m

DISEÑO DEL CANAL DE LIMPIA

Dimensiones (endiente

m 1/1000

Diseno de Bocatoma 03

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