UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

DISEÑO DE LA BOCATOMA DE FONDO

JOSEPH SUAREZ AZUA

ING.JACINTO ROJAS

SANITARIA 2

DISEÑO DE LA BOCATOMA DE FONDO

INFORMACIÓN PREVIA

PERIODO DE DISEÑO

Se diseña para 20 años a partir de la fecha

POBLACIÓN DE DISEÑO

Se tiene que la población para el año 2035 es de11558 habitantes

CAUDAL DE DISEÑO

Por la norma se determina que caudal de diseño es igual a la siguiente expresión:

QDiseño=CMD+20%CMD

AFORO DEL RIO

El caudal del rio en tiempo seco es de 0.25 m3/seg, el caudal medio es de 0.7 m3/seg y el caudal máximo es de 2 m3/seg

ANCHO DE L RIO

El ancho del rio en el lugar de captación es de 3m

Donde el CMD se calculo en 9.4 lt/seg, entonces:

QDiseño=19.3429+0.2 (19.3429 )

QDiseño=23.21154<¿ seg

DISEÑO DE LA PRESA

El ancho de la presa se supone de 1.4m

La lámina de agua en las condiciones de diseño es de:

H=( Q1.84 L )

23=( 0.02321154

1.84∗1.4 )23=0.043m

La corrección por las 2 contracciones laterales es de:

L'=L−0.2H=1.4−0.2 (0.043 )=1.3914m

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SANITARIA 2

Velocidad del rio sobre la presa:

V= QL ' H

= 0.023211.3914∗0.043

=0.3879m /seg

0.3mseg

<0.3879mseg

<3.0mseg

O.K

DISEÑO DE LA REJILLA Y CANAL DE ADUCCION

El ancho del canal de aducción (B) se calcula a partir de la ecuación del alcance del chorro:

X S=0.36V r

23 +0.60 H

47=0.36∗¿

X S=0.29m

X i=0.18V r

47 +0.74 H

34=0.18∗¿

X i=0.175m

B=XS+0.10=0.29+0.10

B=0.39m≅ 0.40m

LONGITUD DE LA REJILLA Y NÚMERO DE ORIFICIOS

Se adoptan barrotes de ¾” (0.0191m), con una separación entre ellos de cinco centímetros. Por otra parte, se supone una velocidad entre barrotes igual a 0.25 m/seg

An=Q

0.9∗V B

= 0.023210.9∗0.25

=0.129m2= aa+b

B Lr

Lr=An∗(a+b )B∗a

=0.129∗(0.05+0.0191 )

0.4∗0.05=0.45m

Se adopta 0.5 m de longitud de rejilla. Re calculando, se tiene:

An=0.05

0.05+0.0191∗0.4∗0.5=0.1447m2

El número de orificios es de:

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SANITARIA 2

N=An

a∗B= 0.1447

0.05∗0.4=7.235orificios

Se adoptan 8 orificios, separados entre sí 5cm, con cual se tienen las siguientes condiciones finales:

An=0.05∗0.4∗8=0.16m2

V b=0.02321

0.9∗0.16=0.1612

mseg

Lr=0.16∗(0.05+0.0191 )

0.05∗0.4=0.55m

Los niveles de agua en el canal de aducción son:

Aguas abajo

he=hc=( Q2

g B2 )13=( 0.023212

9.81∗0.42 )13=0.07m

Aguas arriba

Lcanal=Lrejilla+espesor delmuro=0.55+0.3=0.85m

Se adopta una pendiente, i = 3%

ho=(2he2+(he−

i lc3 )

2

)12−2

3i lc

ho=(2∗0.072+(0.07−0.03∗0.853 )

2)12−2

30.03∗1.06=0.095m

La altura total de los muros del canal de aducción es:

H o=ho+B .L=0.095+0.15=0.245m

H e=H o+i Lc=0.245+0.03∗0.85=0.2705m

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SANITARIA 2

La velocidad del agua al final del canal es:

V e=Q

B∗he

= 0.023210.4∗0.07

=0.8289mseg

0.3mseg

<0.8289mseg

<3.0mseg

O.K

DISEÑO DE LA CAMARA DE RECOLECCION

X S=0.36V e

23 +0.60 he

47=0.36∗¿

X i=0.18V e

47 +0.74 he

34=0.18∗¿

Bcamara=X S+0.30=0.4489+0.30

Bcamara≅ 0.7 m

Por facilidad de acceso y mantenimiento, se adopta una cámara de 1.20m (en el sentido deBcamara) por 1.5m de lado.

El borde libre de la cámara es de 15 cm, por lo que el fondo de la cámara estará a 55 cm por debajo de la cota del fondo del canal de aducción a la entrega (suponiendo una cabeza de 0.40 m que debe verificarse una vez realizado el diseño de la aducción al desarenador).

CALCULO DE LA ALTURA DE LOS MUROS DE CONTENCION

Tomando el caudal máximo del rio de 2 m3

seg, la altura de la lámina de agua en la garganta de la

bocatoma es:

H=( Q1.84 L )

23=( 2

1.84∗1.4 )23=0.84m

Dejando un borde libre de 16 cm, entonces la altura de los muros será de 1 m.

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SANITARIA 2

CALCULO DE CAUDAL DE EXCESOS

Dentro de las condiciones iníciales de diseño, se ha supuesto un caudal medio del rio de 0.7 m3/s. la altura de la lámina de agua en la garganta y el caudal de excesos son:

H=( Q1.84 L )

23=( 0.7

1.84∗1.4 )23=0. 41m

Qcaptado=Cd Aneta√2gh=0.3∗0.1447∗√2∗9.81∗0. 41=0.1245m3

seg

Qexcesos=Qcaptado−Qdiseñado=0.1245−0.02321=0.1013m3

seg

Las condiciones en el vertedero de excesos serán:

H exc=( Q1.84 Bcamara )

23=( 0.1013

0.128∗1.2 )23=0.7577 m

V exc=Q exc

H excBcamara

= 0.10130.7577∗1.2

=0.1114mseg

X s=0.36∗(0.1114 )23+0.60∗(0.7577 )

47=0.5953m

El vertedero de excesos estará colocado a 0.55m (0.59m+0.2m ) de la pared aguas debajo de la cámara de recolección, quedando aguas arriba del mismo una distancia de 0.95m (1.5m−0.55m )

CALCULO DE LA TUBERIA DE EXCESOS

Para el diseño de la tubería de excesos se debe contar con el perfil del rio, ya que esta se inicia desde el fondo de la cámara de recolección hasta 30cm por encima del nivel máximo del rio. Generalmente resulta ser una conducción a flujo libre.

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SANITARIA 2

CALCULO DE COTAS

Fondo del rio en la captación: =100.00

LAMINA SOBRE LA PRESA:

Diseño: =100.00+0.026=100.0226

Máxima: =100.00+0.84=100.84

Promedio: =100.00+0.419=100.419

CORONA DE LOS MUROS DE CONTENCION =100.00+1.00=101.00

CANAL DE ADUCCION:

Fondo aguas arriba: =100.00-0.197=99.803

Fondo aguas abajo: =100.00-0.228=99.772

Lamina aguas arriba: =99.803+0.047=99.85

Lamina aguas abajo: =99.772+0.043=99.81

CAMARA DE RECOLECCION:

Lamina de agua: =99.772-0.15=99.622

Cresta del vertedero de excesos: =99.622-0.186=99.436

Fondo: =99.436-0.40=99.036

Se adopta en esta etapa del diseño un valor de 40cm, correspondiente a las perdidas en la aducción de la bocatoma al desarenador. Este valor deberá corregirse al momento de hacer el diseño de la aducción.

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SANITARIA 2

TUBERIA DE EXCESOS:

Cota de entrada: =99.036

Cota del rio en la entrega: =97.65

Cota de salida: =97.65+0.30=97.95

La cota del rio en el punto de descarga corresponde a la cota máxima del rio, 50 metros aguas debajo de la captación.

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