UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGOESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN “EVALUACIÓN Y ANÁLISIS DE LA BOCATOMA FACALÁ”

DOCENTE : ING. GARCÍA RIVERA, JUAN PABLO

CICLO : “VIII”

INTEGRANTE : - SÁNCHEZ PAREDES, Elvis- CARRANZA MORALES, Ingrid

“EVALUACIÓN Y ANÁLISIS DE LA BOCATOMA FACALÁ”

SISTEMA DE RIEGO

DEFINICIÓNSe denomina Sistema de riego o Perímetro de riego, al conjunto de estructuras, que hace posible que una determinada área pueda ser cultivada con la aplicación del agua necesaria a las plantas.

COMPONENTES DE RIEGO:El sistema de riego consta de una serie de componentes, los principales se citan a continuación.

BOCATOMA: Las bocatomas construidas técnicamente constan en general de las siguientes partes: 

I. Compuerta de control y cierre de la compuerta: Dispositivo para medir los niveles, aguas arriba y aguas debajo de la compuerta de control.

II. Un vertedero para fijar la sección del curso del agua, evitando de esta forma la migración del curso de agua en ese punto y su socavación, lo que podría dejar la bocatoma inoperante.

EMBALSE:

Los canales de riego tienen la función de conducir el agua dese la captación hasta el campo donde se aplica a los cultivos. Están estrechamente vinculados a las características del terreno, generalmente siguen las curvas de nivel de este, descendiendo suavemente hacia las cotas más bajas.

CANALES DE RIEGO:

Se denomina embalse a la acumulación de agua producida por una obstrucción en el lecho de un rio que cierra parcial o totalmente su cauce. La obstrucción del cauce puede ocurrir por causas naturales, Por Ejemplo:

el derrumbe de una ladera en un tramo estrecho del rio o arroyo.

BARRAJE:

Está constituido por un muro de concreto transversal al río o a un canal, repesando de esta manera el agua para poder captarla a través de compuertas. Los barajes pueden ser móviles, fijos y mixtos.

TRANSICIONES: Es una estructura que se usa para ir modificando en forma gradual la sección transversal de un canal, cuando se tiene que unir dos tramos con diferentes formas de sección transversal, pendiente o dirección. Las transiciones se diseñan a la entrada y/o salida de diferentes estructuras tales como:

Tomas Rápidas Caídas Desarenadores  Puentes  Canales, 

Alcantarillas,  Sifones invertidos etc. 

EVALUACIÓN Y ANÁLISIS DE LA BOCATOMA FACALÁ

1.1. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA BOCATOMAUbicación:Ubicación PolíticaRegión : La LibertadProvincias : AscopeDistritos : AscopeValle : ChicamaCuenca : ChicamaUbicación GeográficaParalelo : 7° 42´ Latitud Sur Longitud : 79° 06´ Longitud OesteAltitud : 229 msnm

1.GENERALIDADES

Las precipitaciones pluviales sobre estas zonas son mínimas, registrándose un promedio anual de 22.9 mm en el Valle Chicama

1.2 HIDROLOGÍA:El río Chicama presenta un régimen irregular, cuyas mayores descargas se registran en los meses de enero a abril y las mínimas durante el estiaje que corresponde al período de mayo a diciembre. Los caudales calculados para diversos períodos de retorno y distribuciones considerando el período de registro total de 1926 a 1999, se presentan en el Cuadro N°01:

 FRECUENCIA DE CAUDALES MÁXIMOS – RÍO CHICAMA

  

TIEMPO DE RETORNO(años)

 

 CAUDAL MÁXIMO (m3/seg)

 MEDIO DIARIO* INSTANTÁNEO

25

10202550

100175200500

180,10347,19489,39649,88705,87894,36

1 106,601 296,791 344,741 703,13

221,03426,08600,59797,55866,27

1 097,591 358,06 1591,46

1 650,32

2 090,14

Para el presente caso y para efectos de diseño, se ha adoptado un caudal máximo en el río Chicama de 1097.59 m3/seg, que corresponde a la función de distribución Log Pearson Tipo III del período de retorno de 50 años.

Función de Distribución Teórica Log Pearson Tipo III

1.2 TOPOGRAFIA

Levantamiento topográfico del cauce del río Chicama a

escala 1:1000 con curvas de nivel a cada

medio metro, cubriendo todo

el ancho del río, abarcando una superficie aproximada de

80 ha.

Se utilizó equipos GPS, efectuando

lectura del BM-1 en la margen derecha del río Chicama, a 750 m aguas arriba de la Bocatoma,

el cual se encuentra

monumentada de concreto con varilla de fierro

de ½”.

En base a dicho BM se ha

efectuado una Poligonal de

Apoyo irradiando a

puntos auxiliares de la Poligonal con lecturas por

punto nuevo, realizándose

luego las mediciones

entre puntos..

1.2 TOPOGRAFIALa relación de Bench Mark (BMs) ubicados en el área del proyecto se muestran en el siguiente cuadro.

BM E NCOTA

m.s.n.m.

BM-1 715460.652 9146552.139 236.715

BM-2 714599.617 9146240.148 231.205

BM-2ª 715582.370 91462.01.727 232.276

BM-3 715541.850 9146159.051 231.508

BM-4 714333.042 9146082.352 228.742

BM-5 714026.764 9146127.635 226.846

BM-C1 715391.973 9146087.258 234.189

BM-D1 714758.368 9145980.299 230.331

BM-E1 714336.226 9145890.268 227.567

BM-1A 714249.540 9146003.515 228.774

Cuadro N° 02, Relación y Ubicación de BMs

 El levantamiento realizado está referenciado con coordenadas UTM Sistema WGS 84, para lo cual se utilizó un equipo GPS marca TOPCON y Nivel de precisión NIKKON con dos miras.

Para la construcción y diseño de la bocatoma “Facalá” se tuvieron las siguientes consideraciones y criterios de diseño:

2. CONSIDERACIONES Y CRITERIOS DE DISEÑO

El tipo de estructura definida, es el de Bocatoma con barraje de derivación, que de acuerdo a los estudios que se realizaron, resultó la más apropiada y conveniente desde el punto de vista 

técnico- económico.

La avenida máxima instantánea calculada del Río Chicama fue de 1 097,59 m3/s que corresponde a la Función de Distribución Teórica Log Pearson Tipo III, del periodo 

de retorno de 50 años.

El barraje de derivación previsto es mixto: barraje móvil de 21,60 

m y escollera-partidor para orientar el flujo por la margen izquierda en el caso de máximas 

avenidas extraordinarias.

El caudal máximo de diseño a ser captado hacia Facalá para atender la demanda agrícola sumado al caudal necesario para inundar las lagunillas para recarga de los acuíferos, es de

Q = 16.0m3/s.

2. CONSIDERACIONES Y CRITERIOS DE DISEÑO

2.2 DESCRIPCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS QUE COMPONEN LA BOCATOMA:

La Bocatoma Facalá es una bocatoma con barraje de derivación móvil para asegurar la captación de un caudal máximo de 16 m3/s.

La Bocatoma “Facalá” consta de 5 componentes principales. 

a)Bocal de Captaciónb)Barraje Móvilc) Diques de Encauzamiento d)Murose)Estructuras Metálicas

2.2.1. DESCRIPCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS QUE COMPONEN LA BOCATOMA:

La bocal de captación está conformada por cinco componentes: barrera de rieles, primer rebose, canal desgravador, ventanas de ingreso (segundo rebose), cámara y canal desripiador, puente vehicular, rápida de empalme y canal de derivación.

Barrera de Rieles, Primer Rebose

• Paralelo al cauce del río Chicama y hacia la margen derecha se encuentra un peine de rieles de acero de 60 lb/yd, separados un metro para imposibilitar el ingreso de piedras al bocal de la bocatoma.

Canal Desgravador

• Entre el primer muro de rebose y las ventanas de ingreso se localiza el canal desgravador de sección trapezoidal con taludes variables, 1.20 m de ancho de fondo y una pendiente de 2% que permite atrapar y evacuar los sedimentos gruesos (gravas)  que hayan trasvasado el primer rebose.

Ventanas de Ingreso

• Se localizan inmediatamente después del canal desgravador y a una altura variable de 0.60m por encima del piso de este

2.2.1. DESCRIPCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS QUE COMPONEN LA BOCATOMA:

Compuertas Radiales

• Estas compuertas son del tipo de retención y regulación, fabricadas de planchas de acero y perfiles metálicos de 1,30m de altura de 2,25m de ancho y de 1,50m de brazo de giro, por cada ventana en número de dos.

Cámara y Canal Desripiador

• La  cámara desripiadora está ubicada inmediatamente después de la ventanas de ingreso y antes de las Compuertas Radiales, donde los sedimentos que atraviesan el canal desgravador ingresan a una poza rectangular de sección variable (de 9,925 a 6.00 m), pendiente de fondo pronunciado con dirección a la compuerta desripiadora.

Puente Vehicular

• A 5.00 m del término de las estructuras donde se ubican las compuertas radiales se encuentra un pequeño puente vehicular.

Caída Inclinada

• Inmediatamente después del puente vehicular inicia la caída inclinada de sección rectangular de ancho variable de 4.50 m a 6.00 m, altura de los muros variables desde 2.00 m hasta 3.80 m, con una longitud total de 27.52 m, que incluye la transición de 4.00m para el cambio de sección rectangular de la caída inclinada al trapezoidal del canal Facalá.

2.2.2. BARRAJE MOVIL

El barraje móvil está ubicado dentro de un canal de limpia gruesa de 22,00 m de ancho y 48.03 m de longitud media que cuenta con una fuerte pendiente (S=0.04) para garantizar la capacidad de arrastre.

Mediante  la  operación  de  las  compuertas  radiales  del  barraje  móvil  se regulara el ingreso de agua a la bocal de captación proporcionando la carga de  agua  requerida  para  la  derivación,  asimismo  permitirá  que  el  canal  de limpia  arrastre  el  material  acumulado  delante  del  muro  frontal  o  primer rebose de la bocal.

En la fotografía se puede observar el Barraje móvil con las Compuertas  

2.2.3. DIQUE DE ESCOLLERA PARTIDOR

En el extremo izquierdo de la bocatoma, se encuentra un dique transversal al eje del barraje, sobre él se apoya el lado izquierdo del barraje móvil y separa la bocatoma proyectada del “brazo” de rio de la margen izquierda, durante el acaecimiento de máximas avenidas eventuales.

2.2.4. MUROS

Los muros en forma de T invertida están ubicados en la margen izquierda, aguas arriba del barraje móvil, sensiblemente curvo se empotra en la escollera – partidor, como también hacia aguas abajo; los muros trapeciales se ubican en la margen derecha, aguas arriba y debajo de la bocal de captación.

2.2.5. ESTRUCTURAS METALICAS

Las estructuras metálicas comprendidas en la bocatoma son: compuertas radiales, compuertas planas, barandas, rieles y escaleras de gato.

3. EVALUACION DE LA INFRAESTRUCTURA DE RIEGO EXISTENTE

3.1. CAPTACIÓN EXISTENTE: La Bocatoma denominada

“Facalá” y el canal Facalá existentes fueron realizados mediante el Programa Sub Sectorial de Irrigaciones, se inauguraron en Julio del año 2013 y abastecen de agua de riego a una superficie agrícola actual de 8 025.25 ha con pretensión de su incremento a un total de 10 303.54 ha, ubicados bajo su influencia.

Consta de los siguientes elementos principales:

La toma propiamente dicha  tiene una longitud aproximada de 11 

metros.

Aliviadero o “Botador” ubicado a unos metros de la 

Toma.

Rejilla Metálica ubicado en la 

entrada de la toma para evitar el ingreso de 

materiales que puedan obstruir la 

toma.

Compuerta de regulación, que sirve para regular el caudal de agua que ingresa, el cual 

se mide aguas arriba en el 

“Medidor Facalá”

3. EVALUACION DE LA INFRAESTRUCTURA DE RIEGO EXISTENTE

Fotografía de la Toma Facalá

En la Siguiente Fotografía se puede observar las partes descritas anteriormente, como La Compuerta de regulación, La Rejilla metálica y El Aliviadero o “Botador”.

3. EVALUACION DE LA INFRAESTRUCTURA DE RIEGO EXISTENTE

3.2. CANAL FACALÁ: El Canal tiene una longitud total de 25 km, una longitud de aprox. 65 metros estará revestido de mampostería de piedra asentada y emboquillada en concreto f´c= 175kg/cm2 de 0.25 m de espesor y 2.00 m de altura, luego de la cual empalma con la sección del canal existente; el resto de la longitud del canal es íntegramente de tierra y una capacidad para conducir un caudal de hasta 16 m3/s.

Fotografía del Inicio del Canal Facalá revestido con mampostería de Piedra

y concreto.

3. EVALUACION DE LA INFRAESTRUCTURA DE RIEGO EXISTENTE

El dique se encuentra lleno de árboles lo cual imposibilita apreciar la estructura en sí, pero a pesar de eso sigue cumpliendo la función para la cual fue diseñada y construida. Tiene 110 metros de longitud y está conformado por un enrocado de diámetro de 1.10 m a 1.50 m, no presenta ningún tipo de problemas, mas solo el que ocasiona los materiales que trae el río.

3.3. CANAL FACALÁ:

En la fotografía se puede apreciar que el dique está completamente oculto entre los árboles

3. EVALUACION DE LA INFRAESTRUCTURA DE RIEGO EXISTENTE

 3.4 BARRAJE MÓVIL El Barraje móvil construido tiene una longitud de 21.50 metros y actualmente está funcionando sin ningún tipo de problemas. El Barraje dispone de 5 pilares entre los que se ubican las Puertas Radiales “Overflow”, las cuales se encuentran en buen estado. 

Vista interior de una Compuerta Radial, se observa los materiales que trae el

Río

4. PRESUPUESTO DE LA BOCATOMA FACALÁ

El Presupuesto que se usó para la ejecución de las obras mencionadas en el siguiente informe y tiene el siguiente resume presupuestal:

CONCEPTOMONTO

(S/.)      COSTO DIRECTO

GASTOS GENERALES

UTILIDAD

   4`087,938.85       499,954.92       408,793.89

      SUB-TOTAL

I.G.V. 18% 

 4’996,687.66     899,403.78

TOTAL PRESUPUESTO  (S/.) 5’896,091.44

CONCLUSIONES1.

Se logró identificar y reconocer las obras hidráulicas que componen el Sistema de Irrigación de la Bocatoma Facalá, así como también el caudal máximo que puede transportar el Canal para irrigar las 8025 Hectáreas.

2.

Identificamos las distintas Estructuras Hidráulicas como el Barraje Móvil, La Toma de Captación, El Dique de Escollera y el Canal.

3. 

Ubicamos las funciones específicas de cada estructura hidráulica ubicadas en la Bocatoma.

CONCLUSIONES4.

Identificamos los distintos criterios que se utilizaron para la construcción de las diferentes estructuras hidráulicas de riego.

5.

Logramos identificar a cuantas hectáreas abastecía la Bocatoma, que este caso fueron 8025 ha.

6. 

Identificamos los caudales y criterios que se usaron para el diseño y construcción de la Bocatoma.

IMÁGENES DE LA BOCATOMA FACALÁ

IMÁGENES DE LA BOCATOMA FACALÁ

MUCHAS GRACIAS