Bocatoma - DISEÑO RURAL
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DISEÑO RURAL
INGENIERIA AGRICOLA
1
BOCATOMA
2015
DISEÑO RURAL
INGENIERIA AGRICOLA2
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
ESCUELA ACADEMICO ACADÉMICO DE INGENERIA AGRICOLA
TEMA: BOCATOMA
ALUMNO:
CARRANZA CORDOVA GALINDO
CICLO: VIII
SECCIÓN: “A”
DOCENTE: ING. GONZALES CORREA, CRISTOBAL
TRUJILLO – PERU
2015
DISEÑO RURAL
DISEÑO RURAL
INGENIERIA AGRICOLA
3
PRESENTACION
El presente documento titulado “diseño de una Bocatoma” ha sido elaborado
cuidadosamente por un alumno de Pre Grado de la Universidad Nacional de Trujillo.
El objetivo de la recopilación y elaboración del informe acerca del diseño de una
bocatoma, es brindar como soporte o ayuda para aquelloa alumnos interesados en
el tema. También permitirá realizar proyecciones y evaluar el comportamiento de
caudales utilizando las formulas muy conocidas de Gumbel, Pearson entre otras
empleadas en el informe.
Ponemos a disposición este documento, esperando que nuestro esfuerza se
cristalice en una gran cantidad de personas.
DISEÑO RURAL
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ÍNDICE
PRESENTACION...................................................................................................................... 3
ÍNDICE .................................................................................................................................... 4
I. NOMBRE DEL PROYECTO:.............................................................................................. 6
II. INTRODUCCION: ............................................................................................................ 6
2.1. DESARROLLO HISTORICO DE LAS BOCATOMAS EN EL PERU.................................. 6
III. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS...................................................................................... 7
3.1. BOCATOMA............................................................................................................. 7
IV. REQUERIMIENTOS MINIMOS ........................................................................................ 8
4.1. CONDICIONES DE DISEÑO..................................................................................... 8
4.2. ELEMENTOS FUNDAMENTALES A SER TOMADOS EN CUENTA PREVIO ALDISEÑO DE BOCATOMAS ................................................................................................. 9
4.2.1. UBICACIÓN:....................................................................................... 9
4.2.2. TOPOGRAFIA: ................................................................................... 9
4.2.3. CONDICIONES GEOLOGICAS Y GEOTECNICAS: ........................ 10
4.2.4. INFORMACION HIDROLOGICA ...................................................... 10
4.2.5. CONDICIONES ECOLOGICAS:....................................................... 11
4.2.6. OTROS:............................................................................................ 11
V. ANALISIS Y TRATAMIENTO DE DATOS DE DESCARGA ................................................. 12
5.1. METODOLOGIA DE CÁLCULO................................................................................ 13
5.1.1. CUENCAS CON REGISTROS: ........................................................ 13
5.1.2. ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS ............................................... 13
5.1.3. CAUDAL MEDIO .............................................................................. 16
5.1.4. CAUDAL MEDIO: ............................................................................. 17
5.1.5. CURVA DE DISTRIBUCION DE PROBABILIDADES: ..................... 17
VI. DISEÑO HIDRAULICO ................................................................................................... 18
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6.1. TIPOS DE BOCATOMAS ......................................................................................... 19
6.1.1. Toma directa..................................................................................... 19
6.1.2. Toma Mixta o Convencional ............................................................. 19
6.1.3. Toma Móvil ....................................................................................... 19
6.1.4. Toma Tirolesa o Caucasiana............................................................ 20
6.2. CONDICION DEL LECHO DE LA PRESA DE DERIVACION ........................................ 20
6.3. DETERMINACION DEL TIPO DE CIMENTACION DEL BARRAJE VERTEDERO .......... 21
6.4. SOLADO O COLCHÓN DISIPADOR ......................................................................... 22
6.4.1. Longitud del Solado o Colchón Disipador......................................... 22
6.5. ENROCADO DE PROTECCION O ESCOLLERA ......................................................... 22
VII. FACTORES QUE INTERVIENEN EN UNA BOCATOMA ................................................ 23
VIII. GRAFICACION ........................................................................................................... 23
8.1. ANEXOS DE LA GRAFICACION ............................................................................... 24
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I. NOMBRE DEL PROYECTO:
II. INTRODUCCION:
2.1. DESARROLLO HISTORICO DE LAS BOCATOMAS EN ELPERU
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 funcionalidad de dichas obras, entre ellas tenemos: El Canal de
Achirana en lca, El Canal Huaca La Cruz en Lambayeque, El sistema de regadío
en Nazca e lca, El abastecimiento de agua a la ciudad del Cuzco y Machu Picchu.
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.
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.)
Por estas razones, y debido a la falta de una política agraria de parte de nuestros
gobernantes es que, si se desarrollan proyectos, estos han sido ejecutados muy
espaciadamente. 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.
“DISEÑO DE BOCATOMAS EN LA LIBERTAD - PERU"
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III. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
3.1. BOCATOMA
Las obras de toma o bocatomas son las estructuras hidráulicas construidas
sobre un río o canal con el objeto de captar, es decir extraer, una parte o la
totalidad del caudal de la corriente principal. Las bocatomas suelen
caracterizarse principalmente por el Caudal de Captación, el que se define
como el gasto máximo que una obra de toma puede admitir. Así por ejemplo, el
caudal de captación de la bocatoma Los Ejidos, sobre el río Piura, Proyecto
Chira-Piura, es de 60 m3/s.
Es necesario tener presente que la bocatoma es una estructura muy
importante para el éxito de un proyecto. Si por una razón u otra se produce
una falla importante en la obra de toma, esto significaría la posibilidad
del fracaso de todo el Proyecto de Aprovechamiento Hidráulico. En
consecuencia, tanto el diseño como la construcción, la operación y el
mantenimiento de una obra de toma deben ofrecer el máximo de seguridad.
a. Empleo del acero y el concreto
Esta etapa se caracteriza con el empleo del concreto y el acero en la
construcción, así como la de la energía eléctrica para la operación y
construcción, haciendo posible la edificación de vertederos rígidos con
mayor resistencia. Sin embargo, esto genera problemas de roturas en los
diques laterales, debido al impacto directo de las aguas hacia ellos, tal como se
indica en la fig.2 . Para prevenir este problema se recomienda construir el
vertedero en el ángulo recto con respecto a la dirección del flujo, siendo la mayor
parte del cauce del río cubierto por el vertedero o barraje. (fig.3)
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b. Empleo de maquinaria pesada
El empleo de potentes maquinarias para la construcción civil (retroexcavadoras,
bulldozers, etc.) y el empleo de nuevas técnicas en ingeniería civil y en la
comunicación, los que han permitido la construcción de cimentaciones que
pueden alojar compuertas de grandes luces que son accionadas por equipos
con sistemas eléctricos o hidráulicos, recomendándose siempre la necesidad
de contar con un equipo auxiliar independiente para casos de emergencia.
Actualmente existen grandes luces de vertederos móviles que son controlados
con censores a control remoto que permiten un manejo más apropiado del
caudal del río que discurre a través de la bocatoma. (fig. 4)
IV. REQUERIMIENTOS MINIMOS
4.1. CONDICIONES DE DISEÑO
Son varias las condiciones generales de diseño que debe cumplir una
bocatoma, cualquiera que sea su tipo o características. Entre las principales
están las siguientes:
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a. Asegurar la derivación permanente del caudal de diseño y de los
caudales menores que sean requeridos. En algún caso se admite
una interrupción temporal del servicio.
b. Proveer un sistema para dejar pasar la Avenida de Diseño, que
tiene gran cantidad de sólidos y material flotante. En zonas sujetas al
Fenómeno de El Niño es mejor utilizar un Hidrograma de Diseño.
c. Captar el mínimo de sólidos y disponer de medios apropiados para su
evacuación. Muchas veces esta es la clave del diseño eficiente.
d. Estar ubicada en un lugar que presente condiciones favorables desde
el punto de vista estructural y constructivo.
e. Conservar aguas abajo suficiente capacidad de transporte
para evitar sedimentación.
f. Tener un costo razonable.
4.2. ELEMENTOS FUNDAMENTALES A SER TOMADOS ENCUENTA PREVIO AL DISEÑO DE BOCATOMAS
Antes de iniciar el diseño de una bocatoma, se debe examinar los siguientes
aspectos:
4.2.1. UBICACIÓN:
Es de suma importancia la ubicación de la bocatoma en el cauce del rio, para lo
que se recomienda que el sitio elegido reúna por lo menos las siguientes
condiciones:
La dirección o ruta del flujo del agua, debe ser lo más estabilizada o definida.
La captación del agua a ser derivada debe ser posible aun en tiempo de
estiaje.
La entrada de sedimentos hacia el caudal de derivación debe ser limitado en
lo máximo posible.
4.2.2. TOPOGRAFIA:
Definida la posible ubicación, se realizaran los siguientes trabajos topográficos:
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a) Levantamiento en planta del cauce del río, entre 500m. a 1000m; tanto
aguas arriba como aguas abajo del eje del barraje, la escala recomendada
es 1:2000.
b) Levantamiento localizado de la zona de ubicación de la bocatoma,
se recomienda un área de 100m. x 100m como mínimo, la escala no debe
ser menor de 1:500.
c) Perfil longitudinal del río, por lo menos 1000m, tanto aguas arriba como
aguas abajo del eje del barraje; la escala recomendada es H = 1:2000 Y V
= 1:200.
d) Secciones transversales del cauce del río a cada 50m. en un
tramo comprendido 1000m aguas arriba y 500m aguas abajo del eje del
barraje; la escala variara entre 1:100 y 1:200.
4.2.3. CONDICIONES GEOLOGICAS Y GEOTECNICAS:
Es importante conocer las condiciones geomorfológicas, geológicas y
geotécnicas, ya que su conocimiento permitirá dimensionar en mayor seguridad la
estructura; por lo que se recomienda la obtención de los siguientes datos como
resultado de los estudios geológicos – geotécnicos:
a. Curva de graduación del material conformarte del lecho del río
b. Sección transversal que muestre la geología de la zona de ubicación
de la bocatoma.
c. Coeficiente de permeabilidad.
d. Capacidad portante
e. Resultados sobre ensayos de hincado de pilotes ó tabla, estacas
f. Cantidad de sedimento que transporta el río.
4.2.4. INFORMACION HIDROLOGICA
Es de suma importancia conocer el comportamiento hidrológico del río, ya que esto
permitirá garantizar el caudal a derivar y así como definir el dimensionamiento de los
elementos conformantes de la bocatoma. Entre los datos a obtener son:
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a. Caudal del diseño para una avenida máxima.
b. Caudales medios y mínimos.
c. Curva de caudal versus tirante en la zona del barraje.
Es lógico suponer que, para el proyecto de riego de la zona que va a servir la
bocatoma, se ha ejecutado un estudio hidrológico detallado de las posibles fuentes
de agua, por lo que se da por descontado que existe un estudio hidrológico
sumamente detallado, y que para nuestro caso, sólo se usaran los datos
anteriormente recomendados.
4.2.5. CONDICIONES ECOLOGICAS:
Siempre toda construcción en un río causa alteración del equilibrio ecológico de la
zona, sobre todo en lo relacionado con la fauna. Es por esta razón que, se debe
tratar de no alterar dicho equilibrio mediante la construcción de estructuras que
compensen este desequilibrio causado por la bocatoma; aunque debemos
reconocer que, en nuestro país estas estructuras son de costo elevado y que
siempre se tratan de obviar por limitaciones presupuéstales; como por ejemplo la
escalera de peces y camarones.
4.2.6. OTROS:
En este grupo se puede incluir las limitaciones u obligaciones que se deben tener en
cuenta para la construcción de la bocatoma; estas son de orden legal, ya que,
mediante la bocatoma por efecto del remanso que se forma, podrían inundarse
terrenos aledaños o construcciones anteriores (puentes, caminos, etc.).
Asimismo en algunos casos será necesario pedir autorización del Instituto Nacional
de Cultura por la existencia de restos arqueológicos. Por este motivo, todo diseño
se deberá ser previamente coordinado con todos los demás entes estatales y
particulares que estén relacionados de alguna manera con el río donde se va a
construir la bocatoma, con el fin de evitar duplicidad o generación de problemas
en proyectos similares por la construcción de una estructura en el mismo cauce.
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También a modo de mención podemos nombrar otros que también son
fundamentales al momento de hacer el diseño de una bocatoma:
a) Estudio de la Demanda
b) Meteorología
c) Transporte de Sedimentos
d) Hidráulica Fluvial
e) Geodinámica
f) Sismicidad
g) Materiales de Construcción
h) Diseño Hidráulico
i) Diseño Estructural
j) Diseño Electromecánico
k) Procedimientos de Construcción
l) Modelos Hidráulicos
m) Costos y Presupuestos
n) Análisis Económico y Financiero
o) Estudio de Impacto Ambiental
V. ANALISIS Y TRATAMIENTO DE DATOS DE DESCARGA
El diseño de estructuras hidráulicas está íntimamente ligado al conocimiento
de las descargas de un río; en el caso de bocatomas importa de manera especial
la descarga máxima, el valor medio y los valores mínimos; así como la ley de
probabilidad de ocurrencia de los mismos.
Dependiendo de la magnitud de la obra a diseñar puede ser también necesario
conocer algunos elementos complementarios que permitan adecuar la
operación de las estructuras al comportamiento del cauce.
El problema que comúnmente enfrentamos en el país es la falta de un registro
histórico extenso y consistente que permita implementar las metodologías
comúnmente conocidas en el tratamiento de la información, por lo que es
importante considerar aquellas metodologías que permitan inferir valores de diseño
bajo estas circunstancias. Conviene señalar que existen diversas
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metodologías para el tratamiento de la información, las cuales no podrán
ser tratadas en el desarrollo del curso por la orientación y naturaleza del
mismo.
5.1. METODOLOGIA DE CÁLCULO
5.1.1. CUENCAS CON REGISTROS:
En este caso podemos observar la posibilidad de que se disponga de registros
suficientes en la sección de interés para el diseño, o que la misma se halle a cierta
distancia aguas arriba o abajo de la sección de control y por lo tanto muestre
diferencias en cuanto a valores de descargas con relación a las disponibles.
Como consecuencia de esta diferencia entre secciones existirá diferencias de
valores debidos al aporte diferencial, pérdidas o usos de terceros.
5.1.2. ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS
Si disponemos de suficiente información, esto es una serie de registros de 15 años
a más y disponemos de un valor por cada año, el procedimiento de cálculo es el
convencional, esto es, el uso de una serie anual. Si no contamos con esta
información pero si de valores lo suficientemente altos en más de uno por año
podemos enfrentar el análisis mediante una serie parcial con la condición
básica de que los valores sean independientes, esto es, no correspondan a
un mismo evento meteorológico.
Otro aspecto a considerar es el hecho de que en las cuencas típicas de los andes,
la pendiente, cobertura vegetal, longitud de cauce y morfología, hacen posible
una diferencia significativa entre el caudal medio diario y el caudal máximo
instantáneo: par lo que muchos casos es conveniente y necesario realizar una
corriente que permita ajustar el diseño a las condiciones más severas.
La serie anual a parcial se ajusta luego a cualquiera de las funciones teóricas de
probabilidad más conocida entre ellas:
- Gumbel
- Log-Pearson III
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- Log-Normal II y III
5.1.2.1. Distribución Gumbel
Se define a partir de las ecuaciones:
Donde:
P [Q _ Qo]: Probabilidad de ocurrencia de una avenida Q menor 0 igual que Qo.
T: Período de retorno del evento
F: Frecuencia de ocurrencia del evento.
Qm: Media de la serie de avenidas
Qi: Avenida del año
Ó: Desviación estándar
e: Base de logaritmo neperiano.
El procedimiento de ajuste a la ley de Gumbel de una serie de avenidas
observadas Qi se puede resumir en:
a. Seleccionar de cada serie anual disponible de caudales medios
diarios o instantáneos un valor máximo y formar de esta manera la serie
Qi de avenidas de extensión N.
b. Calcular las estadísticas correspondientes: Media, Desviación
estándar, coeficiente de asimetría.
Qm = Qi / N
ó = [ (Qi- Qm)2 / (N - 1)]1/2
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c. Ordenar de mayor a menor asignando las correspondientes
frecuencias según el criterio Weibull:
F = rn/(N+1)
Donde:
m: número de orden, siendo m = 1 para la mayor avenida de la serie
Qi y m = N correspondiente a la menor avenida.
N: número total de datos en la avenida.
F: P[Q Qo]
d. Hallar la función teórica de Gumbell según las expresiones teóricas
dadas por las dos primeras formulas, previa corrección por la longitud
de registro. Calcular para valores de T y graficar la línea teórica
en el papel de distribución. Extrema (GUMBELL).
e. En el papel Gumbell y sobre la recta de la distribución dibujada
hallar los Qmax correspondientes a distintos periodos de retorno de
interés.
Esto también se puede hacer directamente con la fórmula:
QT = Qm - o.{O.45 + O.7797 Ln LnT - Ln (T-1)
Donde:
QT : avenida correspondiente a periodo de retorno T.
5.1.2.2. Distribución LOG-PEARSON Ill
Se define a partir de La ecuación:
Log QT = Log Q + K. ó LogQ (2.8)
En donde:
QT : Máxima avenida correspondiente al periodo de retorno T. Log Q: Promedio
de los logaritmos de la serie Qi, siendo:
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Log Q = Log Qi /N
ÓLogQ : Desviación estándar de los logaritmos de la serie Qi, cuya fórmula es:
ÓLogQ = (Log Qi - Log Q )2 / (N-1) ]1/2
K: factor de frecuencia correspondiente a un T dato. Este factor se obtiene de Ia
tabla 1 mediante el coeficiente de sesgo
(Cs). Tener en cuenta K = f1 (P,Cs) ó K = f2 (T,Cs).
El coeficiente de sesgo se calcula mediante la fórmula:
CS logO = {N x ( Log Qi – Log Q )3}/ { (N-1) . (N-2) . ó3LogQ
El coeficiente de sesgo Cs utilizado es el corregido de acuerdo a la longitud del
registro según:
Csc = Cs. (1 +(6 /N) )
5.1.3. CAUDAL MEDIO5.1.3.1. Curva de Duración:
Una forma muy usual de representar la distribución de valores de caudales es
mediante la curva duración. Esta curva muestra el porcentaje de tiempo que
un especificado caudal fue igualado o excedido durante el periodo de análisis o
registro. Si el periodo es largo la curva se aproxima a la distribución de
probabilidades de la variable. Estadísticamente la curva de duración no es más que
una curva de frecuencia acumulada de una serie de tiempo continua, mostrando
la duración relativa de varias magnitudes. Es importante mencionar que la
pendiente de esta curva depende grandemente del periodo de observación
analizado.
5.1.3.2. Elaboración de una Curva de Duración:a. Ordenar los caudales medios (anuales, mensuales o diarios en forma
decreciente, tal que m = 1 correspondiente al máximo valor y m = N el
valor mínimo)
b. Contar el número de veces que una magnitud de caudal dada es
igualada o excedido.
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c. Calcular el porcentaje de tiempo correspondiente, mediante: P = (m/n) x
100
d. Plotear en papel semi-log: caudal vs P (Q, Q0 )
5.1.4. CAUDAL MEDIO:5.1.4.1. Curva de Frecuencias Empíricas:
El procedimiento para elaborar una curva de probabilidades empírica es el
siguiente:
a. Seleccionar los valores de Q tomando el mínimo valor de la
serie caudal mínimo anual.
b. Ordenar los valores Q en forma decreciente.
c. Calcular la probabilidad mediante la fórmula:
Pm = m / (N +1)
Donde:
m: orden
N: número total de años
Pm: P (Q, Q0 )
d. Calcular el periodo de retorno Tm mediante la siguiente fórmula:
Tm = 1 / (1+Pm)
5.1.5. CURVA DE DISTRIBUCION DE PROBABILIDADES:
Para caudales mínimos se pueden usar funciones teóricas como Gumbel, Log
Normal 2, Log Normal 3, Gamma 2, entre otras. Por ser una de las más empleadas,
seguidamente se describe la distribución de Gumbel para mínimos.
Sea la ecuación: Y = E + (O - E).ewL
En donde:
E: valor de la sequía mínima
0: valor de la sequía característica (valor de Q cuando w = 0).
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Y: probabilidad de que un caudal mínimo sea igualado o excedido, calculada por la
siguiente formula:
Y = P[Q Q0] = m / (N-1)
Y está relacionado con el periodo de retorno T mediante la fórmula
T = 1/(1 - ( m / (N+1) ) )
VI. DISEÑO HIDRAULICOEs conveniente, antes de comenzar a detallar los criterios más difundidos sobre
diseño de bocatomas, precisar sobre la necesidad, tipos y partes que componen la
bocatoma.
Es común que los terrenos potencialmente a ser irrigados en un valle, se
encuentran a considerable distancia del cauce del río de donde se pretende
obtener el agua, o en algunos casos se trate de terrenos de cota relativamente
alta con respecto al nivel del agua en el río. En consecuencia es necesario
remontar el río con la finalidad de encontrar un lugar apropiado
topográficamente que permita el riego de dichos terrenos, situación no siempre
fácil de encontrar, ya que podría ser que topográficamente sea factible, pero
que geológicamente o de facilidad constructiva no sea lo apropiado; por lo que a
veces es necesario formar la carga hidráulica mediante la construcción de una
presa de derivación que permita elevar el nivel de Ia superficie del agua en el río
a fin de que sea posible captar parte del caudal del río en forma oportuna y
eficiente. (Ver figura 6)
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6.1. TIPOS DE BOCATOMAS
En lo referente a los tipos de bocatomas, podemos clasificar en 4, a saber:
6.1.1. Toma directa
Se trata de una toma que capta directamente mediante un canal lateral, que
por lo general es un brazo fijo del río que permite discurrir un caudal mayor que el
que se va a captar. Su mayor ventaja es que no se necesita construir un barraje o
azud que por lo general constituye una de las partes de mayor costo.
Sin embargo; tiene desventaja de ser obstruida fácilmente en época de crecidas,
además permite el ingreso de sedimentos hacia el canal de derivación.
6.1.2. Toma Mixta o Convencional
Se trata de una toma que realiza la captación mediante el cierre del río con
una estructura llamada azud o presa de derivación, el cual puede ser fija o
móvil dependiendo del tipo del material usado. Será fija cuando se utiliza un
elemento rígido, por lo general concreto, y será móvil cuando se utilizan compuertas
de acero o madera. La captación en ese tipo de bocatomas se realiza por medio de
una ventana que puede funcionar como orificio o vertedero dependiendo del tirante
en el río.
6.1.3. Toma Móvil
Se llama así aquella toma que para crear la carga hidráulica se vale de un barraje
móvil. Son tomas que por la variación de niveles en forma muy marcada entre
la época de estiaje y avenida, necesitan disponer de un barraje relativamente
bajo, pero que para poder captar el caudal deseado necesitan de compuertas
que le den la cota a nivel de agua adecuado.
A los barrajes con compuertas que permiten el paso del caudal de avenida a
través de ellos se les conoce como barraje móvil. Su principal ventaja es que
permite el paso de los materiales de arrastre por encima de la cresta del barraje
vertedero o azud.
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6.1.4. Toma Tirolesa o Caucasiana
Son tomas cuyas estructuras de captación se encuentran dentro de la sección
del azud, en un espacio dejado en él, protegido por una rejilla que impide el ingreso
de materiales gruesos. Estas tomas no son recomendables en ríos donde el arrastre
de sedimentos es intenso, y que podrían causar rápida obstrucción de las rejillas.
Conviene comentar que la gran mayoría de ríos del Perú son muy jóvenes y
arrastran gran cantidad de sedimentos en épocas de crecidas, por lo que la
construcción de esta toma debe ser donde las condiciones lo favorezcan.
Para concluir, el tipo de bocatoma más recomendable para realizar la captación de
un caudal determinado previamente, depende de la altura del vertedero, de las
condiciones de la cimentación, del flujo en el rio, remanso aguas arriba, de la
disponibilidad de los materiales de construcción y del monto del dinero asignado
para la ejecución de la obra.
6.2. CONDICION DEL LECHO DE LA PRESA DE DERIVACION
Es muy importante investigar el sub-suelo donde se apoyará la presa, ya que el
conocimiento de éste permitirá fijar el tipo de estructura y sus condiciones
apropiadas en el diseño.
La investigación del sub-suelo debe estar orientada a satisfacer las necesidades de
determinación de la capacidad admisible de carga y de evaluación de la erodibilidad
del lecho.
Complementariamente, es importante mencionar otros aspectos geológicos-
geotécnicos a tener en cuenta al proyectar obras hidráulicas: su ubicación en
zonas con riesgos de falla por fenómenos de geodinámica externa y los criterios
de exploración y explotación de canteras que proveerán los materiales
(agregados, rellenos, afirmados, etc.), necesarios para la ejecución de las obras.
La investigación del sub-suelo hecha por métodos directos o indirectos.
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Los siguientes son los métodos directos usados con fines de exploración del sub-
suelo:
a. Perforación
b. Calicatas
c. Sondeos
- Ensayo de penetración Estándar (SPT)
- Ensayo con el Penetrometro dinámico Ligero (PDL)
- Ensayo de Carga
e. Ensayos de Bombeo
f. Ensayos sobre pilotes
g. Movimiento del Lecho del rio durante la época de Avenidas
6.3. DETERMINACION DEL TIPO DE CIMENTACION DEL BARRAJEVERTEDERO
Existen básicamente dos tipos de cimentación de barraje vertedero; los del tipo
flotante o sean aquellas que están apoyadas directamente sobre el material
conformarte del lecho del río (arena y grava); o aquellas que se apoyan sobre
material rocoso, a los cuales se les conoce como el tipo fijo. (Ver figuras 7-a y 7-
b).
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6.4. SOLADO O COLCHÓN DISIPADOR
6.4.1. Longitud del Solado o Colchón Disipador
Debido a la colocación del barraje vertedero en el cauce del río se genera un
incremento de energía potencial que, al momento de verter el agua por encima del
barraje se transforma en energía cinética que causa erosión y por lo erosivo se
construyen estructuras de disipación, conocidas como: solados (apron), colchón
disipador (stilling basin), etc., que buscan o tienen por objetivo formar un salto
hidráulico que logra disipar la energía cinética ganada por el barraje vertedero.
A continuación se describe el cálculo de la disipación de energía basada en la
longitud del colchón disipador y de los tirantes conjugados (d1 y d2) necesarios
para la formación apropiada del salto hidráulico.
a. Cálculo de d1 (tirante al pie del barraje vertedero):
De acuerdo a la figura:
6.5. ENROCADO DE PROTECCION O ESCOLLERA
Al final del colchón disipador es necesario colocar una escollera o enrocado (rip -
rap) con el fin de reducir el efecto erosivo y contrarrestar el arrastre del material fino
por acción de la filtración. (Ver figura).
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VII. FACTORES QUE INTERVIENEN EN UNA BOCATOMA
Los factores determinantes a considerar al momento del diseño de una bocatoma
son los siguientes:
VIII. GRAFICACION
En este archivo se anexara los planos demostrativos, a modo de referencia que se
utilizaría en un eventual trabajo de diseño de una bocatoma:
MATERIALES
CLIMA
AGUASUELO
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8.1. ANEXOS DE LA GRAFICACION