diseño de desarenador

MEMORIA DE CALCULO : DESARENADOR

5.1.5 - Diseño del Desarenador

DESCRIPCION: Es una obra hidráulica que sirve para separar y remover, las pártirculas sólidas que pudieráningresar al canal, especialmente en épocas de avenida. La baja velocidad del agua en el desarenador, origina lasedimentación de las párticulas los cuales son eliminados átraves de una compuerta de fondo.

De no separar y remover estos sedimentos se ocacionará graves perjucios a las obras tales como:1. El Canal de Conducción terminaría por colmatarse de sedimentos.2. En los reservorios nocturnos terminaría por colmatarse de sedimentos.

El desarenador se diseñará para un determinado diametro de párticulas, es decir que se supone que tododiametro superior al elegido deben depositarse.

1.- DIAMETRO DE PARTICULAS A SEDIMENTAREl desarenador se diseñará para un determinado diametro de particula , es decir, que se supone que todaslas párticulas de diamtero superior al escogido deben depositarse.

Según el libro de Irrigación de Cesar Arturo Rosell Calderón ; colección del Ingeniero Civil el tipo de desarenador a diseñar es: Desarenador de fujo lento, con velocidades bajas entre 0.20 a 0.60 m/seg., estas velocidades permite eliminar particulas hasta de 0.1mm.

d = 0.50 mm Valor recomendado para una conducción eficiente del canal.

ESTUDIO DEFINITIVO PROYECTO : CONSTRUCCION CANAL DE IRRIGACION "LUCUMOPAMPA - HUAMPARA - QUINOCAY"FECHA : DIC - 2005CONSULTOR : Ing° Alberto, AZA GATES DISEÑO : Ing° Alberto, AZA GATES CO-DISEÑO : Ing°/B Hilder, ESPINOZA POMA

GOBIERNO REGIONAL DE

LIMA




LIMA

2.- VELOCIDAD DEL FLUJO EN EL TANQUE (V)La velocidad del flujo en el Desarenador se determinará mediante la Formula de Camp.

cm/seg

Donde: a : Constante en función del diametrod : Diametro (mm)

d (mm) a a hallado0.10 51

0.1 - 1.00 441.00 36

La velocidad del Flujo será :

V = 31.1126984 cm/seg

V = 0.31112698 m/seg entre 0.20 - 0.60 m/seg. ……. OK.

daV .




LIMA

3.- VELOCIDAD DE CAIDA DE LAS PARTICULAS (W)La velocidad de caida de las párticulas se determinará por los siguientes metodos




LIMA

3.1 Por Arkhangelski

Tabla N° 03 Velocidades de sedimentación w en función del diametrode párticulas

d (mm) w (cm/seg) w hallado0.05 0.1780.10 0.6920.15 1.560.2 2.160.25 2.700.3 3.240.35 3.78 Dato:0.4 4.32 d = 0.50 mm0.45 4.860.5 5.40 5.4 w = 5.4 cm /seg0.55 5.940.6 6.480.7 7.320.8 8.071 9.442 15.293 19.255 24.90




LIMA

3.2 Por Sellerio Nomograma que se muestra en la figura N° 01

Dato:d = 0.50 mm

w = 2.6 cm /seg

3.3 Por Owens se determinará mediante la formula:




LIMA

Donde: w : Velocidad de Sedimentación (m/s)d : Diametro de párticulas (m)Ps : Peso especifico del material (g/cm3)k : Constante que varia de acuerdo con la forma y naturaleza de los granos.

Tabla N° 04 constante k

w k d s= -( )ｲ 1




LIMA

Forma y naturaleza karena esférica 9.35

granos redondeados 8.25granos cuarzo d>3 mm 6.12

granos cuarzo d<0.7 mm 1.28

Tabla N° 05 Peso Especifico de Sedimentos (t/m3) EL U.S. Soil Conservation Service

Tamaño Permanentemente Sumergido AireadoArcilla 64 0.96 0.96 1.28Limo 0.88 1.2 1.2 1.36Limo y arcilla 50% 0.64 1.04 1.04 1.36Arena y Limo 50% 1.2 1.52 1.52 1.76Arena 0.8 1.28 1.28 1.6Grava 1.36 1.6 1.36 1.6Areana y Grava 1.36 2 1.36 2datos : 1.52 2.08 1.52 2

k = 9.35 Coef.d = 0.00050 m

Ps = 1.36 g/cm3 arena y limo 50% pèrmanetemente sumergidoResulta:




LIMA

w = 0.1254 m/seg = 12.54 cm/seg

3.4 Por Sudry se determinará mediante el nomograma Figura N° 02




LIMA

Datos:d = 0.50000 mm diametro de las particulas

Pw = 1.064 g/cm3 Peso especifico del agua

Resulta:w = 2.65 cm/seg




LIMA

3.5 Por Scotti - Foglieni Propone la Formula.

Donde: w : Velocidad de Sedimentación (m/s)d : Diametro de párticulas (m)

dato:d = 0.000500 m.

w = 0.0891 m/seg = 8.91 cm/seg

Resumen por autor:1.- Por Scotti - Foglieni w = 8.91 cm/seg2.- Por Sudry w = 2.65 cm/seg3.- Por Owens w = 12.54 cm/seg4.- Por Sellerio w = 2.6 cm /seg5.- Por Arkhangelski w = 5.4 cm /seg

w d d］Ｋ38 83. .




LIMA

CONCLUSION: Como se podra aprecir los valores calculados por Owens y Scotti - Fogliene Son demasiadosgrandes y desproporcionados a los restos por lo que no serán tomados en cuenta para el calculo de la velocidad decaida.

w = 3.55 cm/seg

4.- CALCULO DE LAS DIMENSIONES DEL TANQUEEl largo y el Ancho de los Tanques pueden en general construirse a más bajos costos que las profundidades, en eldiseño se deberá adoptar la mínima profundidad práctica, la cual para velocidades entre 0.20 m/seg y 0.60 m/seg,puede asumirse entre 1.20 y 4.00m

b (m)Asumimos los sgtes valores:

h1 = 0.50 m h1(m)h2 = 0.10 m h (m)h3 = 0.30 m h2(m)b' = 0.40 m h3(m)

b' (m)SECCION TIPICA

4.1 Aplicando la Teoria de Simple Sedimentación

a. Calculo de la Longitud del Tanque




LIMA

b= 1.00m

L=8.00mdatos calculados:

h = 0.90 mV = 31.11269837 cm/segw = 3.55 cm/seg

Lh vw

=.




LIMA

L = 7.89 mPLANTA

Longitud Asumida:

L = 8.00 m Ok!

b. Calculo del Ancho del Desarenador

Q = A x V b= 1.00mA = bxh1 + (b+b')/2xh2 + b'xh3

h1=0.50mh=0.90m

--------(V) h2=0.10mh3=0.30m

datos calculados: Q = 0.20 m3/seg b'= 0.40mh = 0.90 m SECCIONV = 31.11269837 cm/seg

b = 0.91 m

Ш 픩 鰩b

Q b hv b hvv h h h

瘭 Ἥ� Ἥ

2 3 2

1 3

' '




LIMA

Ancho Asumida:

b = 1.00 m Ok!

c. Calculo del Tiempo de Sedimentación

t = 25.35 seg

d. Calculo del Volumen de Agua Conducido

V = 5.07 m3

e. Verificación de la Capacidad del tanque

thw］

V Q t= .

V b hb b

h b h L= Ｋ+

æèç ö

ø.

'. '. .1 2 32




LIMA

V = 5.52 m3 OK!

4.2 Considerando los Efectos Retardatorios de la Turbulenciaa. Calculo de la Longitud del Tanque

Lh v

w w=

-.

'




LIMA

Donde: h : Altura del Desarenador (m)v : Velocidad del Agua en el desarenador (cm/seg)w : Velocidad de Sedimentación (cm/seg)

w' : Reducción de velocidad por efectos de Turbulencia (cm/seg)

Calculo de la Reducción de Velocidad por Efectos de TurbulenciaSegún Levin

Resulta:Bastelli Et. Considera a = 0.139

Donde:h: m

Anterior:a = 0.139h = 0.90 mv = 31.11269837 cm/seg

w' = 4.33 cm/seg

Según Eghiazaroff

w v' .］｡｡］0132.

h




LIMA

Datos:h = 0.90 mv = 31.11269837 cm/seg

w' = 4.00 cm/seg

1. Según LevinDatos:

w' = 4.33 cm/segw = 3.55 cm/segh = 0.90 mv = 31.11269837 cm/seg

L = -35.94 m

2. Según eghiazaroffDatos:

w' = 4.00 cm/segw = 3.55 cm/seg

wv

h'

. .=

+57 2 3

Lh v

w w=

-.

'

Lh v

w w=

-.

'




LIMA

h = 0.90 mv = 31.11 cm/seg

L = -61.65 m

CONCLUSION: Como se podra aprecir los valores de Longitud del desarenador calculados considerando losefectos retardatorios de la turbulencia Son demasiados grandes y desproporcionados a los calculados porSedimentación Simple. Por lo que se ha optado por tomar los valores calculados por Sedimentación Simple.




LIMA

RESUMENb = 1.00 m

b' = 0.40 mh = 0.90 mL = 8.00 m

5.- CALCULO DE LA LONGITUD DE TRANSICIONLa transción es una estructura diseñada para cambiar la forma o area de la sección transversal del flujo en formagradual, a fin de conseguir que la pérdida de carga sea mínima.

Longitud Minima de Transción (Lt). La BUREAU OF RECLAMATION recomienda:

Donde: B1: Ancho mayor del espejo de agua de un canalB2: ancho menor del espejo de agua del otro canal

12°30' : Angulo Minimo de las lineas de flujo

LtB BTg

］Ｍﾰ

1 22 12 30. ( ')




LIMA

Datos:B1= 1.00 mB2= 0.4 mLt = 1.353 m

Longitud de Transición Adoptada

Lt = 1.50 m OK!

5.1 DETERMINACIÓN DEL PERFIL DE FLUJO

CANAL TRANSICION




LIMA

CARACTERISTICAS GEOMETRICAS DEL DESARENADOR Y CANALT=1.00 T=1.48

H=0.68 H=0.683

B=1.00 b=0.80DESARENADOR CANAL

Q = 0.071 m3 /seg Q = 0.071 m3 /segA = 0.683 m2 A = 0.779 m2

V = 0.104 m/seg V = 0.091 m/seg




LIMA

DhV = 0.00097476 m

Perdida DY' en la Superficie de Agua para Estructuras de Entrada puede Calcularse con:

Donde:Ci : Coeficiente de Perdida de Entrada

hv : Diferencia de Altura de Velocidad

Tipo de Transición Ci Co

Curvado 0.10 0.20Cuadrante cilindrico 0.15 0.25Simplificado en linea recta 0.20 0.30En Linea Recta 0.30 0.50De extremos cuadrados 0.30 0.75

Ci = 0.3

ｄhV V

gV ］Ｍ2

212

2.

( )D DY C hi v' ًا ī1




LIMA

DY' = 0.001 m

El Cálculo detallado para cada punto a lo largo de la transición se muestra en el Cuadro N° 01Donde:

Dist. : Tramo de la Longitud de Transición (m)b : Variación Lineal Geometrica de la Base (m)T : Variación Lineal Geometrica del Espejo de Agua (m)

A : Area Geometrica

V : Velocida del Flujo

hv : Diferencia de Altura de Velocidad

Y : Tirante (m)Z : Cota del Espejo de Agua = Cota - DY'

Z0 : Cota de Fondo del Canal = Z - Y

( ＩA

T bY=

+2

.

VQA

=

hVgv =2

2.ｄh h

Vgv v= - 12

2.

차 ＩｄｄｄY C h hi v v' . .］ + 창1 13




LIMA

5.16 - DISEÑO DEL ALIVIADERO LATERALEl aliviadero es un regulador adicional que tiene por objeto eliminar el excedente de agua, debido al aumento decaudal producidos por una tormenta. Protegiendo de esta manera al canal y obras adyacentes. Para calcular elcaudal a Eliminar se tiene:

Qe Q Q u b hu= - =1 22 5 53

23443. . . ..




LIMA

Donde :Qe : Caudal por eliminar

2/3 u : Según la forma del vertedero: 0.49 á 0.57b : Longitud del Vertedero

hu : Carga del vertedero

hu

Q1 b (m) Q2

Y1 Y1 > Yc YU

DatosQ2 = 0.200 m3/segY2 = 0.2739 m

Considerando la Máxima DemandaDel análisis realizado en las compuertas, se observa que en el canal antes del aliviadero puede ingresar un caudalde Q1.

DatosQ1 = 0.387 m3/seg 0.3345Y1 = 0.4665 m

Qe Q Q u b hu= - =1 22 5 53

23443. . . ..




LIMA

1. Caudal de Excedentes

Qe = Q1 - Q2 Qe = 0.19 m3/seg

2. Carga del Vertedero

hu = Y1 - Y2 hu = 0.19 m Yn = 0.27 m.

1. Calculo de La Longitud b del Aliviadero para la Máxima Avenida.Según el "Manual de Construcción en Profundidad" de LUDWING KIRGIS Recomienda la Formula paracalcular el caudal por eliminar

Despejando b se tiene

Qe Q Q u b hu= - =1 22 5 53

23443. . . ..

bQu h

e

u￨

쏦菨ç蓸

샩

瓫リ

샹

ال诺

32 443

13

5

12 5

.

.




LIMA

2/3 u = 0.49

Remplazando se tiene :

b = 1.42 m

bQu h

e

u￨

쏦菨ç蓸

샩

瓫リ

샹

ال诺

32 443

13

5

12 5

.

.




LIMA

Longitud de Vertedero Asumida:

b = 2.00 m

2. Verificación de la Longitud del Vertedero.La Longitud del Vertedero se verificará según la formula propuesta por ENGELS, que para seccionesrectangulares y planta recta encontro la siguiente formula:

Qe = 0.29 m3/seg > Qe = 0.19 m3/seg Ok!

Q b he u츽253 2 5 53. ..

MEMORIA DE CALCULO : MURO DE ENCAUSAMIENTO

1.- DATOS PARA EL DISEÑO

H = 4.20 m H : Alturas = 15.00 Tn/m2 s : Resistencia del terrenof = 0.55 f : Coeficiente de Fricción entresuelo y concretoFy = 4200.00 Kg/cm2 Fy : Resistencia a la Fluencia del aceroF'c = 175.00 Kg/cm2 F'c : Resistencia a la Compresión del Concretogt = 2.10 Tn/m3 gt : Peso Especifico del Terrenog = 1.00 Tn/m3 g : Peso Especifico del Aguagc = 2.40 Tn/m3 gc : Peso Especifico del ConceretoFSD = 1.40 FSD : Factor de Seguridad de DeslizamientoFSV = 1.50 FSV : Factor de Seguridad de Volteo

2.- PREDIMENSIONAMIENTOa. Espesor Efectivo de la Pantalla

Considerando el más critico, cuando actua el agua en maxima creciente y no ejerce presión el terreno sobre el muro de encausamientot1 = 20 cm

M = 12.348 Tn - m

Mu = 1.7 * M Mu = 20.9916 Tn - m


GOBIERNO REGIONAL DE LIMA




r = 0.004 w = 0.096f = 0.9b = 1.00 m Analizando para un ancho de muro de 1.00m

d = 38.36261 cm

t2 = 43.15761 cm

Tomamos t2 = 100 cm OK!Para d = 95.205 cm

b. Ancho de la ZapataConsiderando como un Muro de Contención en Voladizo debe cumplir las siguientes relaciones

----------------------------- (I)




B1 >= 2.54545455 m

Tomamos B1 = 3 m OK!

----------------------------- (II)

B2 >= 0.46785714 m




Tomamos B2 = 0.8 m OK!

c. Altura de la Zapata (Hz)

Hz = t2 + 5 Hz = 105 cmUsaremos Hz = 100 cm

3.- ANALISIS DE ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO Y VOLTEO

t1=0.20

P4P2

H = 4.20 P3 gP

P1 H/3

Hz = 1 g*H

B2=0.80 t2 = 1

B1=3.00




Pi Pesos (Tn)Brazos de Giro X (m)Momento M=P*X (Tn-m)

P1 9.12 1.90 17.33P2 2.02 1.70 3.43P3 4.03 1.33 5.38P4 8.40 3.20 26.88

TOTAL P= 23.57 M= 53.01

SFH = 8.82 Tn

FSD = 1.4697 CONFORME > FSD= 1.40

Ma = 12.348 Tn-m

FSV = 4.2931 CONFORME > FSV= 1.50




4.- PRESIONES ADMISIBLE SOBRE EL TERRENO

a.- Ubicación de la resultante con respecto al punto O

Xo = 1.72535642 m

b.- Calculo de la Excentricidad

e = 0.17464358 m

c.- Verificación Si Cae Dentro del Tercio Central




: CAE FUERA DEL TERCIO CENTRAL

: CAE DENTRO DEL TERCIO CENTRAL

B/6 = 0.63333333 CONFORME > e = 0.175

s1 = 7.912 T/m2

s2 = 4.492 T/m2

s1 < st

s1 = 7.9124 < s = 15.00 CONFORME




s2 = 4.49s1 = 7.91

B = 3.8

5.- VERIFICACION POR CORTE

Vd = 4.82139 Tn

Vdu = 1.7*Vd Vdu = 8.196363 Tn

Vdu /Ø = 9.10707

Vc = 21.1083677 Tn

2/3*Vc = 14.0722451 > Vdu/Ø = 9.10707




6.- DISEÑO DE LA ZAPATA

Considerando un suelo de relleno de suelo Arenoso con una dencidad de 1.9ton/m3

Ws = 7.98 t/m

Considerando un concreto de una dencidad de 2.4ton/m3

Wpp = 2.4 t/m

Diseño del acero

rellenoxhWs

4.2*1*HzWpp




Wumax.= q1*1.7-Wz*0.9

Wu = 10.6 t/m.

Mu = Wu/Hz2 /2

Mu = 5.3 t-m. As=Mu/(ø*fy*(d-a/2))

As = 1.6847 cm2 El mas critico es por acero minimo.

Asmin = .0018*b*d

As = 16.7 cm2

Acero ø 5/8" @ 0.25m Para Hz = 1.00mHz = 60 cm.

As = 9.5 cm2 d = 52.5 cm.

Acero ø 1/2" @ 0.25m Para H = 0.60m

MEMORIA DE CALCULO : TIRANTE NORMAL AGUAS ABAJO CAPTACIONLa mayor parte de las tomas se han hecho en ángulo recto con el barraje pero el boca¡ con el río puede quedar con un ángulo entre 20' y 30'.La capacidad de la toma se determina de acuerdo a las demandas de la cédula de cultivos en el caso de un proyecto agrícola, o de acuerdo a las capacidades de la central hidroeléctrica o del proyecto de abastecimiento de agua potable considerando adicionalmente las pérdidas necesarias para eliminar los sedimentos que pudieran ingresar. La velocidad de entrada del agua por los vanos del bocal de captación debe quedar comprendida entre 0.80 y 1.20 m/seg.El bocal de toma se ubica por lo general aguas arriba del barraje vertedero, procurando que el ingreso de sedimentos sea el mínimo. La toma generalmente es de forma abocinada, en la parte anterior se instalan los orificios de captación separados por muros, y los flujos de cada compuerta se amortiguan en una poza de tranquilización que termina en el punto inicial del canal de derivación. Con el fin de proteger la toma se levanta una pantalla frontal donde se abren las ventanas de captación, puede adicionarse en la parte anterior un canal de fuerte pendiente para eliminar gravas, llamado canal desgravador (Diseño Peruano).Los caudales de captación se calculan como vertederos:Q = c . L . h 3/2En el caso de que trabajen como orificios, el caudal viene dado por la fórmula :Q = c.A.(2gh) 1/2La longitud de las ventanas por lo general varía de 2.0 a 4.0 m dependiendo de las dimensiones de la compuerta standard.

3.- Camará de decantación o Desripiador Entre el vertedero de captación y los orificios de toma o después de los orificios de toma se proyecta un canal transversal al flujo con el propósito de decantar los materiales sólidos que pudieran haber ingresado en el bocal de toma. Este canal debe tener fuerte pendiente para eliminar las gravas aguas abajo del barraje. En nuestra opinión, es preferible diseñar en función de generar una velocidad que permita un arrastre del material que pudiera ser decantado, para lo cual es necesario dar una fuerte pendiente paralela al flujo en el río; pero esto está limiltada por la cota de salida que le permite al río, sobre todo en épocas de avenidas. Se recomienda una pendiente mayor de 2%. Asimismo es conveniente que la compuerta de limpia tenga una abertura capaz de descargar el caudal de derivación en el mejor de los casos, pero es práctica común darle un ancho de 1.50 m. a la compuerta.

Estructuras de la toma

4.- Compuerta de Regulación: Son aquellas compuertas que regulan el ingreso del caudal de derivación hacia el canal principal. Por lo general se recomienda que el área total de las compuertas sea igual al área del canal conducto aguas abajo. Asimismo se recomienda que la velocidad de diseño sea de 2.0 a 2.5 m/s.El caudal que pasa por cada compuerta se calcula mediante la siguiente fórmula:En la ecuación, conociendo V (del valor de diseño recomendado), se determina h (por lo general se estima entre 0. 15 a 0.30 m) y luego se halla el valor de A. Cuando se tiene una luz grande es conveniente dividir la luz en varios tramos iguales para disponer de compuertas más fáciles de operar.

5.- Transición:De acuerdo al criterio del diseñador, algunas veces se suele unir las zonas de las compuertas con el canal mediante una transición, que a la vez permite reducir las pérdidas de carga. Para determinar la longitud requerida se aplica el siguiente criterio:

6.- Estructuras de DisipaciónComo producto de la carga de posición ganada por colocación de la cresta del vertedero de derivación a una altura sobre el lecho del río, se genera una diferencia entre el canal antiguo y la zona del bocal, que es necesario controlar mediante la construcción de una estructura de disipación .Esta estructura por lo general tiene un colchón o poza disipadora, que permite disipar dentro de la longitud de la poza de energía cinética adquirida del flujo y así salir hacia el canal de derivación un flujo más tranquilo.

Donde: b1 : ancho de la zona de compuertas b2 : ancho del canal de derivación

7.- AliviaderosEn algunos casos por mala operación de las compuertas de regulación ingresan caudales mayores a su capacidad en el canal de derivación, lo cual obliga instalar aliviaderos para eliminar las excedencias inmediatamente después del inicio del canal de derivación.El caudal por eliminar viene dado por la ecuación:

Donde:Q: caudal evacuado aliviadero en mI/SL: Iongitud del aliviadero en m.h: diferencia de niveles en el aliviadero en m.C: coeficiente de descarga aprox. 0.50

8.- Muros de EncauzamientoSon estructuras que permiten encauzar el flujo del río entre determinados límites con el fin de formar las condiciones de diseño pre-establecidas (ancho, tirante, remanso, etc.).Estas estructuras pueden ser de concreto simple o de concreto armado. Su dimensionamiento esta basado en controlar el posible desborde del máximo nivel del agua y evitar también que la socavación afecte las estructuras de captación y derivación.En lo referente a la altura de coronación que estas estructuras deben tener, se recomienda que su cota superior esté por lo menos 0.50 m por encima del nivel máximo de agua.Con respecto a su cota de cimentación, se recomienda que ésta debe estar por debajo o igual a la posible profundidad de socavación (ver diques de encauzamiento).Con la altura definida se puede dimensionar los espesores necesarios para soportar los esfuerzos que transmiten el relleno y altura de agua; es práctica común diseñar al volteo, deslizamiento y asentamiento.

DESCRIPCIÓN :Es una estructura cuya funcion es levantar el nivel de agua de la Quebrada y facilitar el ingreso a travez de la ventana de captacion de nuestro proyecto.La utilidad del barraje de derivación o azud se acentua en epocas de estiaje. Con la finalidad de mejorar su estabilidad tiene una sección trapezoidal y para reducir a una presion casi nula en todos los puntos del azud se adopta el perfil tipo Greager.

Donde:M : Coeficiente que depende de la forma de la cresta del vertedero y/o barraje donde este valor será = 2.21,debido a que la descarga es libre.b : Ancho del vertedero Q : Caudal de maxima avenida presentada en un periodo de retorno de 20 años H : Carga total de agua sobre la coronación del azud.

Generalmente el tirante dol agua t es mayor que la altura M azud, y el parámetro o perfil de este corresponde a la trayectoria seguido por la lámina vertiente (perfil Creager). Se obtiene mediante la tabla de la derecha, cuyo uso aplicaremos.

))2()2)((2..(32 232232 gVgVHgbuQ

Donde:u : Coeficiente del vertedero segun la forma de la cresta(para el caso del perfil creager u=0.75)b : Ancho del vertedero. Q : Caudal de maxima avenida presentada en un periodo de retorno de 100 años igual a ..........m3/seg.H : Carga total de agua sobre la coronación del azud.V : Velocidad de acercamiento del quebrada.g : Gravedad (9.8m/seg2.)

AVQ .


1 DLnNR RNTLnL *))cos((

BHZ



TIRANTE NORMAL AGUAS ABAJO (Según datos Anexados Correspondientes al Programa LANDCAD) = 0.1448 m

MEMORIA DE CALCULO : CANAL EN LA TOMAEstructuras de la toma






AVQ .


BHZ



CALCULO DE ALTURA DE FLUJO EN CANAL DE TOMA (Antes del Desarenador)DIMENSIONES A USAR

Fondo : 0.40 mAltura de Flujo : 0.47 mAltura Total Inc/BL : 0.80 m Pendiente m/m : 0.01Superficie : ConcretoCaudal : 0.387 m3/seg Ver Hoja de Calculo, Descarga Maxima Atravez de Compuerta

MEMORIA DE CALCULO : ALTURA DE UMBRAL DE VERTEDEROEstructuras de la toma






AVQ .


BHZ



CALCULO DE ALTURA DE UMBRAL DE VERTEDERODIMENSIONES A USAR

Fondo : 0.40 mAltura de Flujo : 0.27 mAltura Total Inc/BL : 0.80 m Pendiente m/m : 0.01Superficie : ConcretoCaudal : 0.20 m3/seg Caudal de Diseño

MEMORIA DE CALCULO : DISEÑO HIDRAULICO DE CANAL DE CONDUCCION M.E.H.Estructuras de la toma






AVQ .


BHZ



DIMENSIONES DE CANAL A CONSIDERAR (MAXIMA EFICIENCIA HIDRULICA)DIMENSIONES A USAR

Fondo : 0.30 mAltura de Flujo : 0.28 mAltura Total Inc/BL : 0.55 m Pendiente m/m : 0.563% PROMEDIO Superficie : ConcretoCaudal : 0.20 m3/seg

MEMORIA DE CALCULO : PRESA DERIVADORA

5.1.1- DISEÑO HIDRAULICO DE LA PRESA DERIVADORA O BARRAJE

Ingresar los Datos Basicos para el Diseño:

Qmax. = 1.200 m3 /seg Donde:Qmin. = 0.7000 m3 /seg Qmax.: Caudal maximo de la quebrada (ver calculo de caudal).

DESCRIPCIÓN :Es una estructura cuya funcion es levantar el nivel de agua de la Quebrada y facilitar el ingreso a travez de la ventana de captacion de nuestro proyecto.La utilidad del barraje de derivación o azud se acentua en epocas de estiaje. Con la finalidad de mejorar su estabilidad tiene una sección trapezoidal y para reducir a una presion casi nula en todos los puntos del azud se adopta el perfil tipo Greager.






Q. = 0.2000 m3 /seg Qmin.: Caudal minimo de la quebrada (ver calculo de caudal).Co = 3480.00 m.s.n.m. Q. : Caudal a conducir por el canal (ver calculo de caudal).

b = 15.60 m. Co : : Cota del lecho de la quebrada aguas arriba del barrajeb : Ancho del cause que sera igual al barraje

2.- CALCULO DE LA ELEVACION DEL BARRAJE:Según el Ing° TSUGUO NOSAKI , una vez estasblecido un apropiado tirante "y" de agua en el canal de conducción, se ubicará el vertedero del barraje a una elevación sobre el fondo del rio igual a: 3y Cuando el caudal sea muy pequeño Q < 1.0 m3/seg 2.5y Cuando el caudal sea igual a Q = 1.0 m3/seg2.0y Cuando el caudal sea mayor a Q > 10.0 m3/seg En nuestro caso el caudal de ingreso o entrada es de 0.2 m3/seg., lo cual nos da un tirante de y = 0.20 mpor ser el Q<1m3/seg. el barraje tendra una elevación de 3h. resultando:

1.- Consideraciones de la longitud del barraje "b":Se debe procurar que la longitud del barraje conserve las mismas condiciones naturales del cauce, con el objeto de no causar modificaciones en su regimen. Asi una longitud mas angosta puede ocacionar una carga de agua alta e inundar las margenes, en cambio una longitud de barraje mas amplia pueda ocacionar azolves aguas ariba originando pequeños causes que dificultan la captación en la toma.




(ver hoja de cálculo del canal).y = 0.20 m.

Donde:y: Tirante del canal de conduccón P: Altura del barraje

P = 0.60 m.

Ingresar:Asumimos: P = 1.20 m. Por condiciones de acumulacion de Sedimentos y demas resultados

descritos mas adelante

yP *3




Ingresar:M = 2.21 Coef.b = 15.60 m.Q = 1.20 m3 /seg.

Resulta:H = 0.11 m.

2.- CALCULO DE LA CARGA TOTAL DE AGUA SOBRE LA CORONACIÓN DEL AZUD: Según el Ing° SVIATOLAV KROCHIN, la formula general del vertedero se expresa como:


23

.. HbMQ




b.- calculo de la velocidad del agua sobre el azud: Donde:V : Velocidad sobre la cresta m/seg.A : Area de agua sobre la cresta (H*b) m2.Q : Caudal de maxima avenida m3/seg.

Resulta:V = 0.72 m/seg.

b.- Calculo de la carga energetica he y calculo de las coordenadas del Azud, multiplicando las coordenadas del perfil Creager por he .

he : carga neta Sobre la crestah : Altura de la carga de agua sobre la crestag : Gravedad (9.8m/seg2.)V : Velocidad sobre la cresta m/seg.

Resulta:he = 0.13 m

gVhhe 2

2

AVQ .





X YCoordenadas a utilizar: 0.00 m 0.136 m

0.10 m 0.036 mX Y 0.30 m 0.000 m

0.000 m 0.018 m 0.40 m 0.007 m0.013 m 0.005 m 0.60 m 0.006 m0.040 m 0.000 m 0.80 m 0.112 m0.053 m 0.001 m 1.00 m 0.257 m0.080 m 0.001 m 1.40 m 0.565 m0.107 m 0.015 m 2.00 m 1.220 m0.133 m 0.034 m 2.50 m 1.960 m0.186 m 0.075 m 3.00 m 2.500 m0.266 m 0.162 m0.333 m 0.261 m0.400 m 0.333 m

Asumiendo: Por criterio de diseñohe = 0.30 m

Coordenadas a utilizar:

X Y0.000 m 0.041 m Como el caudal de maxima avenida es minima reajustamos0.030 m 0.011 m0.090 m 0.000 m0.120 m 0.002 m0.180 m 0.002 m




0.240 m 0.034 m0.300 m 0.077 m0.420 m 0.170 m0.600 m 0.366 m0.750 m 0.588 m0.900 m 0.750 m

3.- COTA DE CORONACION DEL CIMACIO: En maxima avenida la carga de agua H sobre la coronación del barraje de derivación es0. 13 m . considerando un borde libre de 0.50+Ha = 0.50+0.13 = 0.63m , los muros de encausamiento por condicion de señal en las taludes del cause de la quebrada se considerarán de 1.00m superior a la cota del cimacio (Paramento superior del perfil Greager) de 3841.20 msnm.




A.- Altura del Barraje

Anterior P = 1.20 m

Resulta: Según el tirante del canal aderivar.Cc = 3481.20 msnm.

Por comparar.Donde:

Co : Cota del lecho del rio dato topografico (msnm). P : Altura del barraje TSUGUO NOSAKI

Cc : Cota en la cima del barraje (msnm).

oc CPC




Hallando por condición de la ventana de captación

( metros)

Ingresar : ho = 0.60 m.L = 0.70 m.C = 1.84 Coef.

Donde:ho : Altura del umbral del vertedero de captacion. Se

recomienda que sea mayor de 0.60 m. h : Altura de la ventana de captacion, asumiendo que

trabaja como vertederoCc : Nivel de la cresta del barrajeL : Longitud de la ventana de captación por lo general

Mediante la formula del vertedor para la ventana de captacion: es entre 3 a 4m.C : coeficiente de vertedero. En este caso es 1.84

Ajustando: Ingresar: ≥0.20 = 0.20 m.

Resulta: Entonces compare

20.0 hhCC ooc


23

** hLCQ 2.0 hhP o




h = 0.29 m P - ho- ≥0.20 = 0.40 m

Anterior P = 1.20 m

Despues de evaluar se asumirá h :h = 0.40 m

Entonces:Cc = 3481.20 msnm. Cc; cota de la cresta del barraje con la cual se trabajará

E.- Tirantes en el Barraje y colchón de Disipación

a.- Calculo del tirante al pie del Barraje




Iniciando la aplicación de la fórmula de Bernoullientre la cresta y el primer punto del cimacioseparado a un metro y asi sucesivamente hastallegar al nivel de la poza amortiguadora.

Donde:Co: Cota de la cresta del vertederoC1: Cota del colchon disipadorh : Tirante sobre la cresta

d1 : Tirante al pie del taludVo: Velocidad en la cresta del barrajeV1: Velocidad al pie del taludPc: Perdida de carga

ct

co PgVdC

gVdC

21

11

2




b.- Calculo del tirante conjugado

Según la formula de la Momenta el tirante conjugado es:

c.- Cálculo del tirante normal: Al final del colchòn disipador el flujo debe recuperar el tirante normal de acuerdo a la sección y pendiente del cause.

Dado que (Cn - C1), debe ser aproximadamente de 0.50 a1.00 metro, se tantea el nivel del piso de la poza detranquilización hasta que se cumpla la ecuacion.

Diseño del resalto o colchón amortiguador:Por la formula aproximado :

gdxVddd

2221

2 .222

.22

222

21 cnn

nn Pg

VdCg

VdC




Donde:d1 : Espesor de la lamina vertiente al pie del azud (m).d2 : Espesor de la lamina aguas abajo (m).Q : Caudal de agua sobre el Azud, por metro lineal = m3 /seg/m.

La velocidad de caida será: Ht : Diferencia de altura desde el nivel de agua encima de la cresta al fondo del colchon disipador; aproximado para el tanteo.

V1 : Velocidad de caida (m/seg).g : Gravedad (9.8m/seg)

Caudal en m3 /seg./m

La altura total del agua He sobre el lecho del rio aguas arriba es:Anterior:

V = 0.72 m Velocidad en la cresta del barraje P = 1.20 m

H = 0.11 m.

idQd *45.02

Para este calculo efectuamos tanteos supuniendo un Ht aproximado;

tHgV **21

11 V

Qd VhVAQ ).1*(. 1

gVaguatazudPHe 2

)()( 2

)()/( 3

mbsegmQQ




he = 0.13 m. Altura de energia en la crestaHe = 1.33 m. Resultado de la formula.

La projundidad de la cuenca o colchón sera: He - Ht - d1 = Profun. Ver Resultados Adjuntos "Hydrology-LandCad"dn = 0.145 m.

0.04 Tirante de agua de la quebrada en la salidadel colchón disipador.Tanteo Formula

d1 V1 Q Ht He Profun. d´2 d2 d2 - d'2

0.012 6.26 0.076923077 2.00 1.33 -0.68 0.82 0.31 -0.510.012 6.42 0.076923077 2.10 1.33 -0.78 0.92 0.32 -0.610.012 6.57 0.076923077 2.20 1.33 -0.88 1.02 0.32 -0.700.010 7.41 0.076923077 2.80 1.33 -1.48 1.62 0.34 -1.28

gVaguatazudPHe 2

)()( 2




Cosiderandod1 = 0.012 m. -0.778544962748319

Cosiderando d2 = 0.320 m.

5.1.2.- SOLADO O COLCHÓN DISIPADOR

Como consecuencia de la Colocacion de la Presa derivadora o Barraje en el cause del Rio se origina unincremento de la Energia Potencial, que al verter agua encima del Barraje se convierte en enregia Cinetica la cual

cuasa Erosion. Por lo cual es conveniente instalar un Colchon Disipador.

Tenemos:V1 = 7.41 m/seg.V2 = 0.23

Resulta:F1 = 21.86 m.

F2 = 0.13 m.

dgVF*




por lo tanto: EL FLUJO ES SUBCRITICO

con una superficie muy irregular aguas abajo

a.- Cálculo de la longitud del colchón disipador

Schoklitsch

Resulta:L = 1.54 m.

Safranez

Resulta:L = 1.54 m.

U.S. Bureau of Reclamation

)12(*)65( ddaL

1*16 FdL

24dL




Resulta:L = 1.28 m.

La dimención del colchón disipador para construir sera:Por lo tanto:

L = 4.00 m.Por consideraciones de Control de Infiltracion




b.- Control de la infiltraciónEl agua que se desplaza debajo de la presa por efecto de la percolación causa el arrastre de los materiales finos creando fenomeno llamado de la tubificación

Donde:Lw: Longitud del camino de percolación

Anterior: Cota h: Diferencia de carga hidrostatica entre la cresta del barraje yla uña terminal de la poza de disipación.Cc = 3481.20 msnm.

C1 = 3479.0 msnm. c: Coeficiente de Lane.

hcLw *




hc-1 = 2.20 m.

Ingresa:h = 2.20 m.c = 3.0 coef.

Lw = 6.60 m.

Longitud Según Planos Finales13.53

c.- Espesor del solado.

))1/((*34

SGshe




Donde:e: Espesor en metrosh: Diferencia de altura desde el inicio de la percolación

SGs ó B: Peso especifico del solado Ton/m3.

Como:Donde:

h: Carga hidrostatica en m. reemplazar H por eB: Peso especifico del material del solado ø: Peso especifico del agua

Donde:h = 2.20 m de agua.B = 2.40 ton/m3.ø = 1.00 ton/m3.

h = h - hfhf = h.(Sp/St) Perdida. Sp: Camino de percolación parcial

St: Camino de percolación totalSp = 6.60 m.St = 13.53 m.

h = 1.07 m.

))1/((*34

SGshe

BhH .




H = 2.70 m. 5.28

Resulta:

e = 1.07 m. Por recomendación por algunos autores nos recomienda:e>= 0.90m.

e = 1.10 m. espesor a considerara

d.- Enrocado de protección o Escollera

Al final del colchón disipador es necesario colocar una escollera o enrocado con el fin dereducir la erosión y contrarestar el arrastre del material fino por acción de la filtración.

Ingresar: Donde: C = 4.0 Coef. Lt : Longitud total escollera

Db = 2.20 m C: coeficiente de Bligh.q = 0.077 m3/seg/m. Anterior Db : Altura comprendida entre la cota de la cresta del barraje Lc = 4.00 m Anterior y la cota del extremo aguas abajo.

q: Caudal por metro lineal de vertedero.Lc : Longitud del colchón

Lt = 1.69 m.Coeficiente de Bligh.

Lt a construir = 2.00 m. material del lecho delcauce Coef. Bligh

Arena fina y limo 18Arena fina 15

cbt LqDCL )(67.0




Arena gruesa 12Grava y arena 9Bolones y arena 4 - 6Arcilla 6 - 7

5.1.3.- DISEÑO DEL CANAL DE LIMPIA

Su trazo generalmente es perpendicular al eje del barraje pero puede tener un angulo entre 12º a 45º y el fluyo de la quebrada puede fomarangulos entre 60º y 90º con el eje de captación. Un bocal esviajado facilita el ingreso de agua en el bocal de toma paro aumenta lasedimentacion frente a la misma; Para separar el canal de limpia del barraje fijo se construye un muro guia que permite encauzar mejor lasaguas hacia el canal de limpia

a.- Velocidad de arrastre

Donde:Vc: Velocidad requerida para iniciar el arrastre

c: Coef. Que es función del tipo de material Arena grava redondeada 3.2 grava rectangular 3.9 arena y grava 3.5 a 4.5 Ingresar:

C = 3.90 Coeficiente. d: Diametro del grano mayord = 0.13 m. 5 Vs: Velocidad de arrastre

Resulta:Vc = 2.11 m/seg.Vs = 1.41 m/seg.

sc VcdV 5.15.1 21

"




b.- Ancho del canal de Limpia

Donde:B: Ancho del canal de limpia en metrosQ: Caudal que discurre en el canal de Limpia en m3/seg.q: Caudad por unidad de ancho m3/seg./m

Ingresar: Vc : Velocidad de arrastre en m/seg.Q= 0.60 m3/seg. g: Aceleración de la gravedad en m/seg.2

g= 9.80 m/seg.2Vc = 2.11 m/seg.

q= 0.96 m3/seg./m

Resulta:B = 0.63 m.

Para el diseño:B = 0.80 m.

qQB

gVq c

3




c.- Pendiente del canal de Limpia

Donde:Sc: Pendiente del canal de Limpia

n: Coeficiente de rugosidad de Manning.g: Aceleración de la gravedad en m/seg.2

q: Descarga por unidad de ancho en m3/seg./ml.Ingresar:

n= 0.015 Coef. Manning.g= 9.80 m/seg.2q= 0.96 m/seg./ml.

Resulta:Sc = 0.0029 m.

Para el diseño:Sc = 0.29 %. Sc = 13.35

5.1.4.- TOMA O CAPTACIÓN

9/2

9/102 .qgnSc

La mayor parte de las tomas se han hecho en ángulo recto con el barraje pero el boca¡ con el río puede quedar con un ángulo entre 20' y 30'.La capacidad de la toma se determina de acuerdo a las demandas de la cédula de cultivos en el caso de un proyecto agrícola, o de acuerdo a las capacidades de la central hidroeléctrica o del proyecto de abastecimiento de agua potable considerando adicionalmente las pérdidas necesarias para eliminar los sedimentos que pudieran ingresar. La velocidad de entrada del agua por los vanos del bocal de captación debe quedar comprendida entre 0.80 y 1.20 m/seg.El bocal de toma se ubica por lo general aguas arriba del barraje vertedero, procurando que el ingreso de sedimentos sea el mínimo. La toma generalmente es de forma abocinada, en la parte anterior se instalan los orificios de captación separados por muros, y los flujos de cada compuerta se amortiguan en una poza de tranquilización que termina en el punto inicial del canal de derivación. Con el fin de proteger la toma se levanta una pantalla frontal donde se abren las ventanas de captación, puede adicionarse en la parte anterior un canal de fuerte pendiente para eliminar gravas, llamado canal desgravador (Diseño Peruano).Los caudales de captación se calculan como vertederos:Q = c . L . h 3/2En el caso de que trabajen como orificios, el caudal viene dado por la fórmula :Q = c.A.(2gh) 1/2La longitud de las ventanas por lo general varía de 2.0 a 4.0 m dependiendo de las dimensiones de la compuerta standard.




Donde: he : pérdida de carga, en pulgadas

T: espesor de la platina (rejilla), en pulgadasIngresar: V: velocidad de Ingreso atravez de la rejilla, en pies/seg.

La mayor parte de las tomas se han hecho en ángulo recto con el barraje pero el boca¡ con el río puede quedar con un ángulo entre 20' y 30'.La capacidad de la toma se determina de acuerdo a las demandas de la cédula de cultivos en el caso de un proyecto agrícola, o de acuerdo a las capacidades de la central hidroeléctrica o del proyecto de abastecimiento de agua potable considerando adicionalmente las pérdidas necesarias para eliminar los sedimentos que pudieran ingresar. La velocidad de entrada del agua por los vanos del bocal de captación debe quedar comprendida entre 0.80 y 1.20 m/seg.El bocal de toma se ubica por lo general aguas arriba del barraje vertedero, procurando que el ingreso de sedimentos sea el mínimo. La toma generalmente es de forma abocinada, en la parte anterior se instalan los orificios de captación separados por muros, y los flujos de cada compuerta se amortiguan en una poza de tranquilización que termina en el punto inicial del canal de derivación. Con el fin de proteger la toma se levanta una pantalla frontal donde se abren las ventanas de captación, puede adicionarse en la parte anterior un canal de fuerte pendiente para eliminar gravas, llamado canal desgravador (Diseño Peruano).Los caudales de captación se calculan como vertederos:Q = c . L . h 3/2En el caso de que trabajen como orificios, el caudal viene dado por la fórmula :Q = c.A.(2gh) 1/2La longitud de las ventanas por lo general varía de 2.0 a 4.0 m dependiendo de las dimensiones de la compuerta standard.

)).(sec.().(.32.1 8/152 BsenADVThe




T= 0.750 Pulg. (se recomienda V = 1 m/s = 3.28 pies/seg.)V= 3.28 Pies/seg. A: ángulo de rejilla con la horizontalA= 70 º B: ángulo de aproximación B= 60 º D: separación entre ejes de cada platina, en pulgadasD= 4 Pulg.

he = 1.72 Pulg.

he = 0.04 m




ANCHO DE LA VENTANA DE CAPTACIÓN

El ancho propuesto para la ventana de captacion (Ln) es corregido por el coseno del angulo de desviacion de la frontal (teta) por el numero de rejillas de las ventanas.

rDesripiado

Transición

LimpiaCompuerta

gulacionCompuertaRe

Estructuras de la toma




NUMERO DE REJILLASEl numero de rejillas esta dado por:

Donde:NR= Numero de rejillas Ln = 0.70 m.Ln=Ancho total de las ventanas(m.)D=Espaciamiento entre rejillas.

NR= 5.89 Rejillas NR= 6.00 Rejillas

En la determinacion de la correccion del ancho de las ventanas , se contemplan dos casos:** Si el angulo de desviacion frontal es de 0°:

b=Ln

** Si el angulo de desviacion frontal es diferente de 0°:

Donde:ø = 90 - B = 30 º.

Donde:L = Ancho corregido de ventanas (m.)Ln=longitud neta de ventanas(m.)

1DLnNR

RNTLnL *))cos(

(




B=Angulo de desviacion frontal.T=Ancho ó diametro de rejillas (m.)NR=Numero de rejillas.

L = 0.92 m.ANCHO CORREGIDO DE LAS VENTANAS

L = 1.00 m.

ALTO DE LA VENTANA DE CAPTACIONCONDICONES DE MINIMA CARGA CONDICONES DE AVENIDA MAXIMA

u = 0.83 u = 0.83b = 0.78 b = 0.78d = 0.3 d = 0.3g = 9.8 g = 9.8

Zo = 0.32629059 Zo = 0.43629059he= 0.04 he= 0.04Qo = 0.49085265 Qo = 0.56759268




Donde:

Q: Caudal a derivar mas caudal necesario para operación del sistema de purga.c: Coef. De vertedero, en este caso 1.84

Ingresar: L: Longitud de ventana que por lo general se asume ntre 3 a 4 mc = 1.84 coef. h: Altura de la ventana de captación ;

ho : Altura para evitar material de arrastre se recomienda 0.60m minimo ó ho>H/3Q = 0.200 m3 /seg.

Resulta:h = 0.23 m.

he = 0.04 m. Anterior.

La altura total de las ventanas esta dado por:

h=h1+he

23

.. hLcQ




h=h1+he

h= 0.30 m.

Se considerará por seguridad.

h = 0.30 m.

Caudal que se podra captar:

Q = 0.302 m3 /seg.

Concidearando las dimenciones para el canal desripiador, la cual tendra una compuerta de 0.40x.40cm

3.- Camará de decantación o Desripiador Entre el vertedero de captación y los orificios de toma o después de los orificios de toma se proyecta un canal transversal al flujo con el propósito de decantar los materiales sólidos que pudieran haber ingresado en el bocal de toma. Este canal debe tener fuerte pendiente para eliminar las gravas aguas abajo del barraje. En nuestra opinión, es preferible diseñar en función de generar una velocidad que permita un arrastre del material que pudiera ser decantado, para lo cual es necesario dar una fuerte pendiente paralela al flujo en el río; pero esto está limiltada por la cota de salida que le permite al río, sobre todo en épocas de avenidas. Se recomienda una pendiente mayor de 2%. Asimismo es conveniente que la compuerta de limpia tenga una abertura capaz de descargar el caudal de derivación en el mejor de los casos, pero es práctica común darle un ancho de 1.50 m. a la compuerta.




B = 0.40 m.H = 0.40 m.Z = 1.00

4.- Compuerta de Regulación: Son aquellas compuertas que regulan el ingreso del caudal de derivación hacia el canal principal. Por lo general se recomienda que el área total de las compuertas sea igual al área del canal conducto aguas abajo. Asimismo se recomienda que la velocidad de diseño sea de 2.0 a 2.5 m/s.El caudal que pasa por cada compuerta se calcula mediante la siguiente fórmula:En la ecuación, conociendo V (del valor de diseño recomendado), se determina h (por lo general se estima entre 0. 15 a 0.30 m) y luego se halla el valor de A. Cuando se tiene una luz grande es conveniente dividir la luz en varios tramos iguales para disponer de compuertas más fáciles de operar.

B

HZ




DISEÑO DE LA COMPUERTA DE ADMISION DEL CANAL

Este diseño se hara empleando el grafico adjunto y la utilizacion de la siguiente formula:

Donde:Q=Caudal de descarga en m3/seg.a=Alto de la compuerta en metros.b=Ancho de la compuerta en metros.H=Carga del agua al fondo del orificio en metros.mu=Coeficiente que se obtiene del grafico.

CONDICONES DE MINIMA CARGAu = 0.7 Borde Biseladob = 0.40H = 0.4g = 9.8h = 0.5

Qo = 0.350615459

CONDICONES DE AVENIDA MAXIMAu = 0.7b = 0.40




H = 0.4g = 9.8h = 0.61

Qo = 0.387267432




6.- AliviaderosEn algunos casos por mala operación de las compuertas de regulación ingresan caudales mayores a su capacidad en el canal de derivación, lo cual obliga instalar aliviaderos para eliminar las excedencias inmediatamente después del inicio del canal de derivación.El caudal por eliminar viene dado por la ecuación:




Ingrasar:L = 2.00 m.h = 0.20 m.C = 0.50 coef.g = 9.80 m/s2

Resulta:Q = 0.167 m.

La Longitud del aliviadero se calcular con la hoja de calculo respectiva


21

)2.(..154 ghChLQ




Bibliografia : Irrigacion / Cesar Arturo Rosell CalderonBocatomas - Manual de Mini y Microcentrales Hidroelectricas / Intermediate Technology Development Group´, ITDG -PERU

8.- Muros de EncauzamientoSon estructuras que permiten encauzar el flujo del río entre determinados límites con el fin de formar las condiciones de diseño pre-establecidas (ancho, tirante, remanso, etc.).Estas estructuras pueden ser de concreto simple o de concreto armado. Su dimensionamiento esta basado en controlar el posible desborde del máximo nivel del agua y evitar también que la socavación afecte las estructuras de captación y derivación.En lo referente a la altura de coronación que estas estructuras deben tener, se recomienda que su cota superior esté por lo menos 0.50 m por encima del nivel máximo de agua.Con respecto a su cota de cimentación, se recomienda que ésta debe estar por debajo o igual a la posible profundidad de socavación (ver diques de encauzamiento).Con la altura definida se puede dimensionar los espesores necesarios para soportar los esfuerzos que transmiten el relleno y altura de agua; es práctica común diseñar al volteo, deslizamiento y asentamiento.

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