Saneamiento Rural

DISEÑO HIDRAULICO DEL RESERVORIO APOYADO, TANQUE ELEVADO Y CISTERNA

Localidad: Asentamiento Humano “El Potrero”

Fuente de Abastecimiento: Rio “La China”

Población Actual: 20000 + 4 últimas cifras de código (1813) = 21813 Habitantes

Razón de Crecimiento Poblacional: 20 0/00

Periodo de Diseño: 25 Años

Dotación: 140 Lt / hab x día

Tipo De Tubería: PVC (C=140)

K1 = 1.3 K2 = 2.5

1. CALCULO DE LA POBLACION DE DISEÑO Pd

A.- Método del Interés Simple

Pd = Pa [ 1 + r (Tf – T0)]

Pd = 32 720 Habitantes

B.- Método Aritmético

Pd = Pa + r(TF – T0)

Pd = 21 814 Habitantes

C.- Método del INEI

Pd = Pa (1+r)Tf – To

Pd = 35 787 Habitantes

Población Promedio de Diseño

Pd=32720+21814+357873

Pd = 30 107 Habitantes

CÁLCULO DE CAUDAL PROMEDIO: (Qp)

Caudal Promedio (Q̄ p )

Q̄ p= Pd×D86400

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Saneamiento Rural

Q̄ p=30 107 ×14086400

Q̄ p=48. 78 lt /seg

Caudal Máximo Diario (Qmáx.d)

Qmáx .d=Q̄ p×K1

Qmáx .d=48 .78 x 1.3

Qmáx .d=63 . 42 lts/seg

Qmáx .d=0 .063 m3 /seg

Caudal Máximo Horario (Qmax.h)

Qmax .h=Q̄ p×k2

Qmax .h=48 . 78×2 .5

Qmax .h=121. 95 lt/seg

Qmax .h=0 .12 m3 /seg

2. DISEÑO HIDRAULICO DE UN RESERVORIO APOYADO (Método del Diagrama Masa).

DATOS:

Caudal Máximo Diario (Qmáx.d) = 63.42 lts/seg = 5479 m3/dia

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Saneamiento Rural

CONSUMO CONSUMOSUMINISTR

OSUMINISTRO DEFICIT DEFICIT VOLUMEN

HORA HORARIO(%) m3/horaACUMULAD

OCONTINUO

ACUMULADO

HORARIO HORARIO HORARIO EN

O INTEGRAL m3/horaACUMULAD

OEL

RESERVORIO1 a.m 1.00 54.79 54.79 228.31 228.31 173.52 173.52 584.482 a.m 1.00 54.79 109.59 228.31 456.62 173.52 347.03 758.003 a.m 1.50 82.19 191.78 228.31 684.94 146.12 493.15 904.124 a.m 1.50 82.19 273.97 228.31 913.25 146.12 639.27 1050.245 a.m 2.00 109.59 383.56 228.31 1141.56 118.72 758.00 1168.966 a.m 3.50 191.78 575.35 228.31 1369.87 36.53 794.53 1205.497 a.m 9.00 493.15 1068.50 228.31 1598.18 -264.84 529.68 940.658 a.m 8.00 438.36 1506.86 228.31 1826.50 -210.05 319.64 730.609 a.m 7.00 383.56 1890.42 228.31 2054.81 -155.25 164.38 575.35

10 a.m 4.00 219.18 2109.60 228.31 2283.12 9.13 173.52 584.4811 a.m 3.50 191.78 2301.38 228.31 2511.43 36.53 210.05 621.0112 a.m 5.00 273.97 2575.36 228.31 2739.74 -45.66 164.38 575.3513 p.m 8.50 465.76 3041.12 228.31 2968.06 -237.44 -73.06 337.9014 p.m 5.50 301.37 3342.49 228.31 3196.37 -73.06 -146.12 264.8415 p.m 3.00 164.38 3506.87 228.31 3424.68 63.93 -82.19 328.7716 p.m 2.50 136.99 3643.86 228.31 3652.99 91.32 9.13 420.0917 p.m 2.50 136.99 3780.85 228.31 3881.30 91.32 100.46 511.4218 p.m 3.50 191.78 3972.63 228.31 4109.62 36.53 136.99 547.9519 p.m 5.50 301.37 4274.00 228.31 4337.93 -73.06 63.93 474.8920 p.m 9.00 493.15 4767.15 228.31 4566.24 -264.84 -200.91 210.0521 p.m 8.00 438.36 5205.51 228.31 4794.55 -210.05 -410.96 0.0022 p.m 2.50 136.99 5342.50 228.31 5022.86 91.32 -319.64 91.3223 p.m 1.50 82.19 5424.69 228.31 5251.18 146.12 -173.52 237.4424 p.m 1.00 54.79 5479.00 228.31 5479.00 173.52 0.00 410.96

100.00 5479 5479 0.00

Facultad de Ingeniería Agrícola - UNPRG

Saneamiento Rural

MAXIMO SOBRANTE : 794.53 m3

MAXIMO DEFICIT : -410.96 m3

VolREG = /AA’/+/BB´/

VolREG = 1160.49

Volumen de Regulación.

Vreg. = |X| + |Y|.

Vreg. = 749.53 + 410.96

Vreg. = 1160.49 m3

Volumen Contra Incendios (Vci)

Considera 2 hidratantes, con una duración de 2 Hrs. Con un caudal de 5 Lt/seg

Vci = (5lt/seg.) (2Hrs.) (2 hidratantes)

Vci = 72 m3

Volumen de Reserva

Vreserva = 25% (VCI + Vreg.)

Vreserva = 0.25 (72 + 1160.49)

Vreserva = 308.12 m3

Volumen de Diseño del Reservorio

VDiseño = Vregulación + Vci + Vreserva.

VDiseño = 1160.49 + 72 + 362.12

VDiseño = 1540.61 ≈ 1540 m3

Dimensionamiento del Tanque Apoyado o Superficial

Pre dimensionamiento

H =

V3 + K K = Constante de Capacidad = 1.3

H =

15 . 43 + 1.0

H = 6.13 m ≈ 6.00

Facultad de Ingeniería Agrícola - UNPRG

Saneamiento Rural

V(cientos de m3) K

<3 2.004 – 6 1.807–9 1.50

10–13 1.3014–16 1.00>17 0.70

V = A. h

V =

πD2

4 x h

1540 m3 =

πD2

4 x (6.13 m)

D2 = 319.87

D = 17.88 ≈ 18.00 m

Tenemos: D=18.00 m. Y h: 6 m.

Facultad de Ingeniería Agrícola - UNPRG

BL = 0.40 m.

h =5.60 m.H = 6 m

D = 18 m.

Saneamiento Rural

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240.00

1000.00

2000.00

3000.00

4000.00

5000.00

6000.00

GRAFICO PARA RESERVORIO APOYADO

consumo acumulado suministro acumuladoHORAS

CA

UD

AL

Facultad de Ingeniería Agrícola - UNPRG

Saneamiento Rural

3. DISEÑO HIDRAULICO DE UN TANQUE ELEVADO.

  CONSUMO   CONSUMO SUMINISTRO SUMINISTRO DEFICIT DEFICIT VOLUMEN

HORA HORARIO(%) M3/horaACUMULAD

O CONTINUOACUMULAD

O HORARIO HORARIO HORARIO EN

      O INTEGRAL M3/hora     ACUMULADOEL

RESERVORIO1 a.m 1.00 54.79 54.79 0.00 0.00 -54.79 -54.79 958.912 a.m 1.50 82.19 136.99 0.00 0.00 -82.19 -136.99 876.723 a.m 2.00 109.59 246.58 0.00 0.00 -109.59 -246.58 767.134 a.m 2.50 136.99 383.56 0.00 0.00 -136.99 -383.56 630.145 a.m 3.00 164.38 547.95 0.00 0.00 -164.38 -547.95 465.766 a.m 5.00 273.97 821.92 0.00 0.00 -273.97 -821.92 191.787 a.m 7.00 383.56 1205.49 684.94 684.94 301.37 -520.55 493.158 a.m 7.00 383.56 1589.05 684.94 1369.87 301.37 -219.18 794.539 a.m 6.00 328.77 1917.82 684.94 2054.81 356.17 136.99 1150.69

10 a.m 4.00 219.18 2137.00 684.94 2739.74 465.76 602.74 1616.4511 a.m 3.50 191.78 2328.78 0.00 2739.74 -191.78 410.96 1424.6712 a.m 5.00 273.97 2602.76 0.00 2739.74 -273.97 136.99 1150.6913 p.m 8.50 465.76 3068.51 0.00 2739.74 -465.76 -328.77 684.9414 p.m 6.00 328.77 3397.28 0.00 2739.74 -328.77 -657.54 356.1715 p.m 3.50 191.78 3589.06 0.00 2739.74 -191.78 -849.32 164.3816 p.m 3.00 164.38 3753.45 0.00 2739.74 -164.38 -1013.71 0.0017 p.m 2.50 136.99 3890.44 0.00 2739.74 -136.99 -1150.69 -136.9918 p.m 3.00 164.38 4054.82 684.94 3424.68 520.55 -630.14 383.5619 p.m 5.00 273.97 4328.80 684.94 4109.62 410.96 -219.18 794.5320 p.m 7.00 383.56 4712.36 684.94 4795.00 301.37 82.19 1095.9021 p.m 8.00 438.36 5150.72 684.94 5479.00 246.58 328.77 1342.4722 p.m 3.00 164.38 5315.10 0.00 5479.00 -164.38 164.38 1178.0923 p.m 2.00 109.59 5424.69 0.00 5479.00 -109.59 54.79 1068.5024 p.m 1.00 54.79 5479.00 0.00 5479.00 -54.79 0.00 1013.71

100.00 5479   5479   0.00  

Facultad de Ingeniería Agrícola - UNPRG

Saneamiento Rural

* MAXIMO SOBRANTE : 602.74m3 * MAXIMO DEFICIT : -1150.69 m3

VolREG = /AA’/+/BB´/ → VolREG = 1753.43

Volumen de Regulación.

Vreg. = |X| + |Y|.

Vreg. = 602.74 + 1150.69

Vreg. = 1753.43 m3

Volumen Contra Incendios (Vci)

Considera 2 hidratantes, con una duración de 2 Hrs. Con un caudal de 5 Lt/seg

Vci = (5lt/seg.) (2Hrs.) (2 hidratantes)

Vci = 72 m3

Volumen de Reserva

Vreserva = 25% (VCI + Vreg.)

Vreserva = 0.25 (72 + 1753.43)

Vreserva = 456.35 m3

Volumen de Diseño del Reservorio

VDiseño = Vregulación + Vci + Vreserva.

VDiseño = 1753.43 + 72 + 456.35

VDiseño = 2281.78 ≈ 2282 m3

Dimensionamiento del Tanque Apoyado o Superficial

Pre dimensionamiento

H =

V3 + K K = Constante de Capacidad = 1.3

H =

22 .83 + 0.7

H = 8.3 m ≈ 8.00

V(cientos de m3) K

Facultad de Ingeniería Agrícola - UNPRG

Saneamiento Rural

<3 2.00

4 – 6 1.80

7–9 1.50

10–13 1.30

14–16 1.00

>17 0.70

V = A. h

V =

πD2

4 x h

2282 m3 =

πD2

4 x (8.3 m)

D2 = 350.06

D = 18.70 ≈ 19.00 m

Tenemos: D=19.00 m. Y h: 8 m.

Facultad de Ingeniería Agrícola - UNPRG

BL = 0.40 m.

h =7.60 m.H = 8 m

D = 19 m.

Saneamiento Rural

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240.00

1000.00

2000.00

3000.00

4000.00

5000.00

6000.00

GRAFICO TANQUE ELEVADO

consumo acumulado suministro acumuladoHORAS

CA

UD

AL

Facultad de Ingeniería Agrícola - UNPRG

Saneamiento Rural

4. DISEÑO HIDRAULICO DE TANQUE DE SUCCION O CISTERNA.

  BOMBEO CONSUMO SUMINISTRO SUMINISTRO DEFICIT DEFICIT VOLUMEN

HORA m3/horaACUMULAD

O CONTINUO ACUMULADO HORARIO HORARIO HORARIO EN

 ( 8 hrs

diarias ) O INTEGRAL m3/hora m3/hora   ACUMULADO LA CISTERNA0-1 a.m 0.00 0.00 228.31 228.31 228.31 228.31 913.252 a.m 0.00 0.00 228.31 456.62 228.31 456.62 1141.563 a.m 0.00 0.00 228.31 684.94 228.31 684.94 1369.874 a.m 0.00 0.00 228.31 913.25 228.31 913.25 1598.185 a.m 0.00 0.00 228.31 1141.56 228.31 1141.56 1826.506 a.m 0.00 0.00 228.31 1369.87 228.31 1369.87 2054.817 a.m 684.94 684.94 228.31 1598.18 -456.62 913.25 1598.188 a.m 684.94 1369.87 228.31 1826.50 -456.62 456.62 1141.569 a.m 684.94 2054.81 228.31 2054.81 -456.62 0.00 684.9410 a.m 684.94 2739.74 228.31 2283.12 -456.62 -456.62 228.3111 a.m 0.00 2739.74 228.31 2511.43 228.31 -228.31 456.6212 a.m 0.00 2739.74 228.31 2739.74 228.31 0.00 684.9413 a.m 0.00 2739.74 228.31 2968.06 228.31 228.31 913.2514 a.m 0.00 2739.74 228.31 3196.37 228.31 456.62 1141.5615 a.m 0.00 2739.74 228.31 3424.68 228.31 684.94 1369.8716 a.m 0.00 2739.74 228.31 3652.99 228.31 913.25 1598.1817 a.m 0.00 2739.74 228.31 3881.30 228.31 1141.56 1826.5018 a.m 684.94 3424.68 228.31 4109.62 -456.62 684.94 1369.8719 a.m 684.94 4109.62 228.31 4337.93 -456.62 228.31 913.2520 a.m 684.94 4794.55 228.31 4566.24 -456.62 -228.31 456.6221 a.m 684.94 5479.49 228.31 4794.55 -456.62 -684.94 0.0022 a.m 0.00 5479.49 228.31 5022.86 228.31 -456.62 228.3123 a.m 0.00 5479.49 228.31 5251.18 228.31 -228.31 456.6224 a.m 0.00 5479.00 228.31 5479.00 228.31 0.00 684.94

5479

Facultad de Ingeniería Agrícola - UNPRG

Saneamiento Rural

* MAXIMO SOBRANTE : 1369.87m3 * MAXIMO DEFICIT : -684.94m3

VolREG = /AA’/+/BB´/ → VolREG = 1753.43

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240.00

1000.00

2000.00

3000.00

4000.00

5000.00

6000.00

GRAFICO CISTERNA

CONSUMO ACUMULADO SUMINISTRO ACUMULADO

TIEMPO

CA

UD

AL

Facultad de Ingeniería Agrícola - UNPRG

Saneamiento Rural

Facultad de Ingeniería Agrícola - UNPRG